การทดสอบความสามารถในการไหลของเม็ดพลาสติก หรือ Melt Flow Index หรือ Melt Flow Rate (MFI or MFR) นั้นมีความสำคัญต่อ Plastic Recycled อย่างมาก ในการประเมินคุณสมบัติการไหลของพลาสติกเมื่อถูกหลอมเหลว ซึ่งมีผลต่อการแปรรูป และการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ

การทดสอบ Melt Flow Rate (MFR)

การทดสอบอัตราการไหลของสารหลอมเหลว (MFR or MFI) เป็นวิธีการทดสอบเพื่อวัดความสามารถในการไหลของพอลิเมอร์ หรือ Thermoplastic ในสภาวะหลอมเหลว ภายในการควบคุมแรงดัน และอุณหภูมิ ซึ่งเป็นการทดสอบที่สำคัญสำหรับการประเมินคุณสมบัติของพลาสติกในกระบวนการผลิตและการใช้งานต่าง ๆ

หลักการของการทดสอบ MFR

การทดสอบ MFI เกิดขึ้นโดยการหลอมพอลิเมอร์ในกระบอกหลอมที่ อุณหภูมิ และแรงดันที่กำหนด จากนั้นใช้แรงดัน หรือแรงน้ำหนักดันให้สารหลอมเหลวไหลผ่านรูเล็ก ๆ (Die) ที่อยู่ด้านล่างของกระบอก แล้วคำนวณอัตราการไหลของสารหลอมเหลวในหน่วยกรัมต่อ 10 นาที (g/10 min)

การทดสอบ Melt Volume Rate (MVR)

อัตราการไหลของปริมาตรสารหลอมเหลว (Melt Volume Rate หรือ MVR) เป็นการทดสอบที่ใช้ประเมินคุณสมบัติการไหลของพอลิเมอร์ในสภาวะหลอมเหลว เหมือนกับการทดสอบ MFI ซึ่งทั้งสองการทดสอบนี้มีความคล้ายคลึงกันแต่มีข้อแตกต่างที่สำคัญในวิธีการวัดและหน่วยที่ใช้

ความแตกต่างระหว่าง MFR และ MVR

1. หน่วยที่ใช้วัด

• • MFR: วัดอัตราการไหลของพอลิเมอร์ในหน่วยของน้ำหนัก คือ กรัมต่อ 10 นาที (g/10 min)
  • MVR: วัดอัตราการไหลของพอลิเมอร์ในหน่วยของปริมาตร คือ ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อ 10 นาที (cm³/10 min)

2. วิธีการทดสอบ

• • MFR: ทดสอบโดยการหลอมพอลิเมอร์ในกระบอกหลอมและใช้แรงดันดันสารหลอมเหลวให้ไหลผ่านรูเล็ก ๆ (Die) แล้ววัดน้ำหนักของสารหลอมเหลวที่ไหลออกมาในช่วงเวลา 10 นาที
  • MVR: ทดสอบโดยใช้วิธีการเดียวกับ MFI แต่จะวัดปริมาตรของสารหลอมเหลวที่ไหลออกมาในช่วงเวลา 10 นาที

3. การใช้งาน

• • MFR: ใช้บ่อยในอุตสาหกรรมพลาสติกเพื่อควบคุมคุณภาพของพอลิเมอร์ เนื่องจากการวัดน้ำหนักง่ายและไม่ซับซ้อน
  • MVR: ใช้ในกรณีที่ต้องการข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับปริมาตรของสารหลอมเหลว โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูง

MFR และ MVR สามารถเชื่อมโยงกันได้ผ่านความหนาแน่นของพอลิเมอร์ในสภาวะหลอมเหลว (Melt Density) โดยความสัมพันธ์นี้สามารถแสดงได้โดยสูตร คำนวณ MVR = MFR หารด้วย Melt Density

ประเภทของพลาสติกที่สามารถทดสอบ MFR ได้

การทดสอบ MFR (Melt Flow Index) สามารถนำมาใช้กับ พลาสติกหลากหลายประเภท เพื่อประเมินคุณสมบัติการไหล ของพอลิเมอร์ ในสภาวะหลอมเหลว พลาสติกที่สามารถทดสอบ MFR ได้ส่วนใหญ่เป็นพลาสติกเทอร์โมพลาสติก ซึ่งสามารถหลอมเหลวได้ เมื่อถูกความร้อน และกลับมาแข็งตัวได้เมื่อเย็นลง

1. โพลิเอทิลีน (Polyethylene, PE)

• High-Density Polyethylene, HDPE
• Low-Density Polyethylene, LDPE
• Linear Low-Density Polyethylene, LLDPE

2. โพลิโพรพิลีน (Polypropylene, PP)

• Homopolymer
• Copolymer

3. โพลิสไตรีน (Polystyrene, PS)

• General Purpose Polystyrene, GPPS
• High Impact Polystyrene, HIPS

4. โพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate, PC)

5. โพลิเอไมด์ (Polyamide, PA)

• ไนลอน (Nylon)

6. โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (Polyethylene Terephthalate, PET)

7. โพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride, PVC)

8. โพลีอะซิโท (Polyacetal, POM)

9. โพลีเมทิลเมทาคริเลต (Polymethyl Methacrylate, PMMA)

10. เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน (Thermoplastic Polyurethane, TPU)

11. เอทิลีนไวนิลอะซิเตท (Ethylene Vinyl Acetate, EVA)

12. อะคริโลไนไทรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน (Acrylonitrile Butadiene Styrene, ABS)

ความสำคัญของการทดสอบ MFR กับพลาสติกรีไซเคิล

1. การควบคุมคุณภาพ:

• • การทดสอบ MFR ช่วยให้สามารถตรวจสอบความสม่ำเสมอและคุณภาพของพลาสติกรีไซเคิลได้ เนื่องจากกระบวนการรีไซเคิลอาจทำให้พอลิเมอร์มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ เช่น การเสื่อมสภาพ (degradation) หรือการผสมกับสารปนเปื้อนอื่น ๆ

2. การประเมินสมรรถนะการไหล:

• • • ค่า MFR ของพลาสติกรีไซเคิลสามารถบอกได้ถึงความสามารถในการไหลของพอลิเมอร์เมื่อหลอมเหลว ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการเลือกกระบวนการผลิตที่เหมาะสม เช่น การฉีดขึ้นรูป (injection molding) หรือการเป่าขึ้นรูป (blow molding)

3. การเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสม:

• • การทดสอบ MFR ช่วยในการเลือกใช้พลาสติกรีไซเคิลที่มีค่า MFR ใกล้เคียงกับวัสดุใหม่ (virgin material) หรือวัสดุที่ต้องการในการผลิต เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและสมรรถนะที่ต้องการ

4. การปรับปรุงกระบวนการผลิต:

• • ผลการทดสอบ MFR ช่วยให้สามารถปรับปรุงกระบวนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากพบว่าพลาสติกรีไซเคิลมีค่า MFR ที่ไม่สม่ำเสมอ สามารถปรับปรุงกระบวนการรีไซเคิลหรือเลือกวัตถุดิบที่มีคุณภาพดีกว่า

5. การประเมินการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์:

• • การทดสอบ MFR สามารถบอกถึงระดับการเสื่อมสภาพของพลาสติกรีไซเคิลได้ เนื่องจากการเสื่อมสภาพมักจะทำให้ค่า MFR เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งช่วยให้สามารถตัดสินใจในการปรับปรุงหรือปรับแต่งสูตรพอลิเมอร์ได้

6. การพัฒนาและวิจัย:

• • ข้อมูลจากการทดสอบ MFR เป็นข้อมูลสำคัญในการพัฒนาและวิจัยพลาสติกรีไซเคิล เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและมีคุณสมบัติที่สามารถแข่งขันได้ในตลาด

ข้อกำหนดในมาตรฐาน ASTM D1238 และ ISO 1133-1

	ISO 1133-1	ASTM D1238
Standard Die	Length 8 ± 0.025 mm, Diameter 2.095 ± 0.005 mm	Length 8.000 ± 0.025 mm, Diameter 2.095 ± 0.005 mm
Haft Die	Length 4.000 ± 0.025 mm, Diameter 1.050 ± 0.005 mm	Length 4.000 ± 0.025 mm, Diameter 1.048 ± 0.005 mm
Cylinder	Length 115 – 180 mm, internal diameter 9.550 ± 0.007 mm	Length 115 – 180 mm, internal diameter 9.5504 ± 0.0076 mm
Piston head	Length 6.35 ± 0.10 mm, diameter 9.474 ± 0.007 mm	Length 6.35 ± 0.10 mm, diameter 9.4742 ± 0.0076 mm

ทาง Chemical House and Lab Instrument เป็นตัวแทนจำหน่าย เครื่องมือวัด เครื่องทดสอบ ในด้านอุตสาหกรรมพลาสติก ฟิล์ม และ Flexible packaging ของทั้งจากประเทศ USA, ฝรั่งเศษ และจีน เป็นต้น เช่น แบรนท์ Thwing Albert, Mat-ing

โดยเครื่องทดสอบ Melt Flow Index เรามีทั้งของ ฝรั่งเศษ และ จีน สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

ppsales@chemihouse.com

หรือ Line OA หรือ Add line จาก QR Code ด้านล่าง