"Melt flow rate" und "melt volume rate" unterschiedlicher Prüfgewichte vergleichbar?

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    • "Melt flow rate" und "melt volume rate" unterschiedlicher Prüfgewichte vergleichbar?

      Hallo,

      ich habe eine Frage zur Vergleichbarkeit von angegebenen "melt
      flow/volume rate" Werten bei unterschiedlich verwendeten Prüfgewichten.

      Konkret ist es so, dass ich 3 Kunststoffe habe deren MFR ich vergleichen
      möchte. Auf 2 Datenblättern ist die MVR angegeben, auf einem die MFR jeweils nach ISO 1133.
      Aber die verwendeten Prüfgewichte sind unterschiedlich.

      1. PA6 (MVR) -> 160 cm^3/10min bei 275°/5kg Prüfgewicht
      2. PA66 (MVR) -> 100 cm^3/10min bei 275°/5kg Prüfgewicht
      3. PP (MFR) -> 8 g/10min bei 230°/2,16kg Prüfgewicht

      Die MVR-Werte für mein PA6 und PA66 könnte ich mit der Stoffdichte in den MFR-Wert umrechnen.
      Aber dann würde ich die MFR-Werte mit 5kg Prüfgewicht mit MFR-Werten mit 2,16kg Prüfgewicht vergleichen... geht das?
    • Wenn Du über die Stoffdichte den MVR in den MFR (oder auch umgekehrt) umrechnest, solltest Du beachten, dass Du die Dichte bei der jeweiligen Prüftemperatur verwendest. Die Fachleute sprechen da von der Schmelzedichte. Aber ich gehe einmal davon aus, dass Du daran gedacht hast. ;)
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    • @petersj
      Sinn der Sache ist aufzuzeigen wie unterschiedlich die Kunststoffe hinsichtlich ihres Fließverhaltens sind. Ich finde unter "g/10min" kann sich auch ein nicht-Techniker etwas vorstellen, deshalb wollte ich das über den MFR ausdrücken.

      @Olefiner
      Ja daran habe ich gedacht.

      Aber ich muss noch einmal nachhaken bzgl. des Prüfgewichtes. Den MVR in den MFR mit Hilfe der jeweiligen Schmelzedichte umrechnen ist soweit klar.
      Aber ein Prüfgewicht von z.B. 5kg erzeugt doch eine höhere Kolbenkraft/Kolbendruck im Prüfgerät als ein Prüfgewicht von 2,16kg. Somit wird mit 5kg auch ein größeres Volumen herausgepresst als mit 2,16kg. Oder habe ich da etwas falsch verstanden?
      Daher auch meine Vermutung, dass man nur Werte miteinander vergleichen kann, die mit dem gleichen Prüfgewicht ermittelt wurden.
    • @juuka
      Ja, völlig korrekt. Ein Prüfgewicht von 5kg erzeugt einen höheren Kolbendruck im Prüfgerät als ein Prüfgewicht von 2,16kg! Wenn Du also den MFR 230/2,16 mit dem MFR 230/5 in ein Verhältnis setzen möchtest, kannst Du das über einen Faktor machen. Bei Polypropylen liegt dieser bei rund 4,5. Wenn Du also den MFR 230/2,16 mit "4,5" multiplizierst, kommst Du relativ genau auf den MFR 230/5. Das gilt natürlich auch für den MVR. Über diesen Weg kannst Du dann auch Prüfwerte vergleichen, die nicht mit dem gleichen Gewicht ermittelt wurden.
    • Wo kommen die 4,5 her? Mir erschließt sich dies überhaupt nicht.

      Und ich muss hier erneut darauf hinweisen, dass ein MFI/MVR nicht die Eignung für ein Spritzgießprozess beschreibt und sich auch nicht über Kunststoffgruppen vergleichen lässt!

      Ein RE420MO(PP) von Borealis hat einen MFI von 10 g/10min(230°C/2,16kg) und eine Viskosität von 82 Pas bei einer Scherrate von 1000 1/s und einer Temperatur von 230°C. Das PA66 Grilon AS V0 von EMS-Grivory hat einen MFI von 144 g/10min(275°C/5kg) und eine Viskosität von 72 Pas bei einer Scherrate von 1000 1/s und einer Temperatur von 275°C. Erhöhe ich die Temperatur auf 310°C fällt die Viskosität auf 6 Pas ab. Beim RE420MO fällt die Viskosität auf 72 Pas bei einer Temperatur von 255°C ab.

      Das einmal zu den verschiedenen Kunststoffgruppen. Bleiben wir innerhalb einer Kunststoffgruppe(hier PA66), sieht es folgendermaßen aus:

      Durethan A30 H2.0 von Lanxess: MFI von 126 g/10min(280°C/5kg); Viskosität von 87 Pas bei einer Scherrate von 1000 1/s und Temp. von 280°C [70 Pas bei einer Temp. von 300°C]
      Ultramid A3W von BASF: MFI von 96 g/10min(275°C/5kg); Viskosität von 94 Pas bei einer Scherrate von 1000 1/s und Temp. von 280°C [71 Pas bei einer Temp. von 300°C]
      Grilon AS V0 von EMS-Grivory: MFI von 144 g/10min(275°C/5kg); Viskosität von 49 Pas bei einer Scherrate von 1000 1/s und Temp. von 280°C [12 Pas bei einer Temp. von 300°C]

      Das PA66 von EMS-Grivory hat einen höheren MFI(+14% im Vergleich zum Durethan), aber die Unterschiede in der Viskosität haben vollkommen andere Größenordnungen. Mit dem Durethan kann es für Artikel Füllprobleme geben, wo das Grilon die Kavität ohne Probleme füllen kann. Das Ultramid hat einen um 31% geringeren MFI wie das Durethan, füllt aber die Kavität ähnlich. Somit ist auch die Vergleichbarkeit innerhalb einer Kunststoffgruppe mit dem MFI/MVR nicht gegeben.

      Der MFI/MVR eignet sich nur für eine schnelle Qualitätskontrolle verschiedener Materialchargen eines Kunststoffs. Und selbst da ist die Aussagekraft eingeschränkt.
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    • Wo der Faktor 4,5 herkommt würde ich auch gerne wissen ;)

      @1u21
      Danke dir für die ausführliche Antwort.
      Ich möchte keinen Spritzgießprozess beschreiben sondern einen Benetzungsvorgang. Ich beschäftige mich zur Zeit mit der Benetzung von strukturierten Stahloberflächen mit Kunststoffschmelze. Kontaktwinkelmessung etc...
      Dafür möchte ich die Viskositätsangabe der verwendeten Kunststoffe etwas greifbarer darstellen. Ich gehe davon aus, dass man eine Einheit wie g/10min jemandem, der mit Technik nichts am Hut hat, etwas einfacher vermitteln kann. Deswegen kam ich auf MVR/MFR, hatte mich bis dahin aber noch nicht damit beschäftigt.

      Das die Temperatur beim MVR/MFR unterschiedlich ist kommt doch daher, dass die Werte bei der jeweiligen Schmelztemperatur ermittelt werden. Von daher hatte ich gehofft, dass bei gleichem Prüfgewicht eine Vergleichbarkeit gegeben wäre.

      Aber gut ich werde dann wohl nicht um die Viskositätsangabe/Scherrate herum kommen. Vielleicht packe ich den MVR/MFR noch zusätzlich dazu.
    • Ganz falscher Ansatz. Die Viskosität beschreibt die Fließfähigkeit und nicht die Benetzbarkeit. Dafür brauchst du die Oberflächenspannung der jeweiligen Kunststoffe.
      Teflon lässt sich zwar gut mittels Spritzguss verarbeiten, wird sich aber nie mit dem Stahl verbinden und hat einen Kontaktwinkel, der in die Nähe von 180° kommt, bei egal welchen MFI/MVR. Es haftet an der Bratpfanne nur wegen der vielen Mikrohinterschnitte.

      Da bleibt nichts anderes über als mal direkt bei den Herstellern anzufragen, da dies nichts mehr mit dem Spritzguss zu tun hat.
    • @1u21 & juuka

      Sorry, wenn ich mich da etwas missverständlich ausgedrückt habe. Der erwähnte Faktor hat selbstverständlich nur orientierenden Charakter und erlaubt mir, grob vom MFR 230/2,16 auf den MFR 230/5 zu schließen. Einer wissenschaftlichen Betrachtung hält er nicht stand. Es gibt auch keinen Zweifel darüber, dass der MFR als "Einpunktmessung" nicht geeignet ist, ein Produkt umfassend rheologisch zu beschreiben. Da verlasse ich mich u. a. lieber auf die Moldflow-Datensätze, die einem die Rohstoffhersteller zur Verfügung stellen. Im Zusammenhang mit dem Thema "Benetzung" ist allerdings eine völlig andere Herangehensweise ratsam. Da hat 1u21 schon die richtigen Denkanstöße geliefert. :saint:
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    • Schmelzindex (MFI)
      Die Bestimmung der Schmelzfließrate erfolgt nach der DIN EN ISO 1133 und ist charakteristisch für das Fließverhalten bzw. die Viskosität eines thermoplastischen Werkstoffes. Die Schmelzeviskosität wird mittels Schmelzindexprüfung unter festgelegten, werkstoffspezifischen Belastungen und Temperaturen ermittelt. Dazu wird die granulatförmige Probe in einem beheizbaren Zylinder aufgeschmolzen. Nach einer Vorwärmphase von fünf Minuten wird die Schmelze über einen Kolben, dem ein Gewicht aufliegt, durch eine Düse mit definiertem Durchmesser gepresst. Die Menge an Schmelze, die so innerhalb einer bestimmten Zeit durch die Düse fließt, ergibt den MVR- bzw. den MFI-Wert. Je nach Prüfverfahren wird entweder das Volumen pro Zeit (MVR) oder die Masse pro Zeit (MFI) ermittelt. Beide Werte lassen sich mit Hilfe der Schmelzedichte bei der verwendeten Prüftemperatur und unter Berücksichtigung des Prüfdruckes ineinander umrechnen. Aufgrund der einfachen Bedienung wird diese Methode häufig in der Qualitätssicherung eingesetzt.
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      Hallo zusammen,

      was hier noch gar nicht thematisiert wurde, ist der Einfluss des Feuchtigkeitsgehaltes. Bei hygroskopischen Kunststoffen (PA) steigt die Fließfähigkeit (MFI/MVR) mit zunehmenden Feuchtigkeitsgehalt. Um nun verschiedene Kunststoffe miteinander zu vergleichen, sollte man neben der Prüftemperatur und dem Prüfgewicht auch die Restfeuchte gleich halten. Von einer Umrechnung der verschiedenen Prüfgewichte / Prüftemperaturen halte ich überhaupt nichts.

      Grüße