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塑膠 MFI/MI/MFR (熔体指數/熔融指數)
塑膠的『熔融指數』又稱『熔体指數』,是指在一定的荷種(Kg)及溫度(°C)下,一定時間(10分鐘)經過一定直徑的管子所流出來的融膠重量(克數)。MI值越大,表示塑膠的流動性越佳;反之,則流動性越差。
MFI: Melt Flow Index
MI: Melt Index
MFR: Melt Flow Rate
MI的量測一般是根據 ASTM D1238 所規範的方法測得。它的原理是將塑膠或樹脂放入一固定內直徑的金屬套筒中,並加熱使塑膠或樹脂融化後,再給予一定的荷重於活塞上,利用活塞上的重量將已熔融的塑膠從一小孔中押擠出來,並計算其押擠出來的塑膠重量。這種測定方式,因為對同一材料而言,其套桶的內直徑、荷重、及溫度皆固定,所以除了可以測試MI之外,還可以用來順便測定熔融密度、黏度、剪切速率、剪切應力…等。
實際應用時一般都不會真的花10分鐘讓熔融的塑膠流動下來,因為這樣不但花時間而且還需要用掉很多塑膠料,所以一般都只會取10秒鐘或20秒鐘的量來推估10分鐘可能流下來的量,不過得視實際狀況加以調整,如果流動的速度太慢,就必須增長時間,太快則必須增加塑膠或樹脂的測試量,建議一定要紀錄某支塑膠料的測試條件,可避免日後的量測差異,而且每次測試的條件應該也要固定,這樣才有比較參考依據。
下圖為 ASTM D1238方法A (Procedure A) 的量測儀器及結構圖。
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一般來說,MI值越大,代表該塑膠的黏度越小,長分子鍊結也越短。在實際的運用上,MI值可以用來當做塑膠粒(resin)進料檢驗及塑膠射出加工過程中產品之品質檢查與控管;也可用來檢驗塑膠射出時是否摻有二次料(re-grinding)之參考;另外,還可用來解釋塑膠注塑/射出(Injection)前後的降解(de-grating)現象。
我們可以想像塑膠是由很多長串的分子鏈糾結而成,當分子鏈越長時,表示它們之間互相糾結的程度就越厲害,有點像線圈彈簧,越長的線圈彈簧放在一起就越容易互相糾纏,相對的就越牢靠(越難拆開),塑膠 後的流動速度也會越慢;當塑膠被加溫後經過注塑機時,可能會被機器中的螺旋桿打斷其分子鏈結,所以成型後的塑膠如果再拿去做一次MI檢測,會發現其MI通常會比成型前要高大約20~30%(視成型條件及材料而定),這也說明了為什麼一般不是塑膠粒原廠染過色的塑膠粒,其MI值會比未染色的塑膠粒要高一些,塑膠粒原廠自行染色例外,因為其生產塑膠粒時就已經染好顏色了,沒有重新 的問題。
如果是摻雜有二次料的塑膠,成型後拿去做MI,其MI值通常會比成型前的塑膠粒要高大約50%以上(視成型條件與材料而定)。另外,要提醒一下,MI值檢測時與濕度會有直接影響,檢測前一定要依照塑膠粒的規格要求乾燥除濕。
再來,測試時間的長短也可能影響結果的精確度,如果取樣的時間過短,則容易造成較大的誤差,時間越長其所需要測試的樣品就要越多,但相對結果就越客觀。
下表示節錄自 ASTM D1238關於 M I測試的材料、溫度、及荷重條件:
材料 | °C/Kg | °C/Kg |
Acetals (copolymer and homopolymer) | 190/2.16 | |
acrylics (壓克力) | 230/1.2 | |
Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) | 230/5.0 220/10 |
230/3.8 |
Acrylonitrile/butadiene/styrene/polycarbonate blends (ABS+PC) | 230/3.8 265/3.8 |
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Cellulose esters | 190/0.325 190/2.160 |
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Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer | 271.5/2.16 | |
Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer | 297/5.0 | |
Nylon PA66(尼龍) | 275/0.325 | 275/5.0 |
Nylon PA6(尼龍) | 235/2.16 | 235/1.0 235/5.0 |
Perfluoro (ethylene-propylene) copolymer | 372/2.16 | |
Perfluoroalkoxyalkane | 372/5.0 | |
Polycaprolactone | 125/2.16 | 80/2.16 |
Polychlorotrifluorethylene (PCTFE) | 265/12.5 | |
Polyether sulfone (PES) | 380/2.16 343/2.16 |
360/10 |
Polyethylene (PE) | 125/0.325 125/1.2 190/0.325 190/21.60 310/12.5 |
125/2.16
190/2.16
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Polycarbonate (PC) | 300/1.2 | |
Polymonochlorotrifluoroethylene | 265/21.6 265/31.6 |
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Polypropylene | 230/2.16 | |
Polyphenyl sulfone (PPSU) | 365/5.0 | 380/2.16 |
Polystyrene (PS or HIPS) | 200/5.0 230/3.8 |
230/1.2 190/5.0 |
Polysulfone (PSU) | 343/2.16 | 360/10 |
Polyterephthalate | 250/2.16 (PBT) 285/2.16 (PET) |
210/2.16 |
Poly (phenylene sulfide) (PPS) | 315/5.0 | |
Unplasticized PVC (UPVC) | 175/21.6 |
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延伸閱讀:
為何塑膠使用回收二次料強度會降低
MFI與塑膠二次料/回收料的關係 (MFI & Re-grinding resin)
七個方法教你如何判度塑膠廠是否添加了二次料 (Re-grind resin)
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訪客留言內容(Comments)
// Begin Comments & Trackbacks ?>請教版主:我們公司使用兩家廠商HDPE料但是卻有2種MI值『熔融指數』控管標準,且未提供控管的範圍值,我們如何訂定,感謝協助,問題整理如下。
問題一:兩家以上廠商『熔融指數』控管標準如何訂定,如果每家廠商都有自己的標準,該如何和客戶端解釋差異呢?(A家:1.7、B家:3.8)。
問題二:『熔融指數』控管供控管的範圍值(正負公差)如何訂定。
問題三:EVA、HDPE、LDPE、LLDPE有何差異(MI值)及產品適用的選擇性呢?
※感謝您撥空指導,感激不盡!
請教版主:
又要麻煩您,相關問題如下說明:
1.聯塑烯(HDPE)的FDA(美國食品既藥物管理局)需要檢測哪些項目(可以附上中文說明嗎)。
2. RoHS六種有害物質(鉛Pb,鎘Cd,汞Hg,六價鉻Cr6+,多溴二苯醚PBDE,多溴聯苯PBB),我的原料(HDPE)及射出(壓模)後成品,控管的規範及項目是否一樣。
※感謝您撥空指導,感激不盡!
MI值依據測試時的國際標準測法(請參考塑膠物性表),有不一樣的MI值;而MI值依據測試時的國際標準測法有標準測試儀器。
MI值的控制是否有其必要則需要深入討論。
以塑膠成型件來說,重點是做出來的成型件是否能滿足這個零件的規格需求。除非MI值波動的影響對這個零件來說很敏感,才需要做這個值的重點管制,甚至訂出MI值的公差,否則在量不足以要求供應商的情況下,無法做有效的進料管制,而且有太多因素足以影響MI值的實驗測定。
有必要才要求,要求並非不能做到,要花多少成本,做到什麼效果才可以。
如果確認是MI值太敏感會影響產品,代表這個零件在評估時射出參數有效視窗太窄,不適合量產,建議換料或是從成型機台、成型參數等其他影響因素做變更,以提高量產性。
個人經驗與淺見,請斟酌使用,謝謝。
HDPE,我要找不同品牌料但MI相似的料. 我發現HDPE的MI每家給的測試數據不同,如何比對不同品牌的HDPE料的MI?
190/21.60, 190/2.16, 190/5 的MI值可互相換算嗎?
請教版主: 最近公司的一個產品有發生斷裂的情況, 而且斷裂的位置並不在結構最脆弱的部分, 詢問生產的射出廠也說不出確實原因. 想請教版主, 是否方便告知email信箱, 我把斷裂照片傳給你看下, 是否可以判斷大概可能的原因? 純供參考, 無所謂正不正確問題.
不知是否可以幫忙?
謝謝你.
黃R
樓主您好,這篇文章真是獲益良多。小弟有一問題請教,請您的回答。
假設我使用塑料A進行製作某一產品,其MI值假設為190/20。
假設今天改變使用塑料B(190/10),其他射出條件皆不改變(模具,溫度,保壓..等等),那可藉由MI值去推算應設定多少射出壓力才可使產品與塑料A是相同的嗎?
謝謝您的回答
工作熊您好,
在D1238中有看到可以測PVC的MI的操作條件,
但我在D1238中有提供另外一個ASTM D3364特別提出測PVC的MI指數測定儀,
所以有點困惑,
想請教您,D1238的 method A可以測PVC的MI指數嗎?
感謝您~
您好,先前的留言有提到
“2.MI只有容許的最大值,沒有所謂的+/-公差。”
能否請教是否有任何資料來源說明是最大值,
在公開的文件上只有說明”TYPICAL VALUE”
因為目前我司的原料商提供的MI測試數據有+/- 30%的誤差
依照業界理論成品20~40%的劣解
光原料誤差就遠超過劣解了,導致整個無法驗證次料的問題
請問一下,因為我們公司是買大陸的機型
他上面說明書的測試方式是
(每30秒取5條的重量加起來再除以5再乘以600S再除以30S)=MI值
但是客戶給的數據跟我實際測試出來得MI完全不一樣,
請問該怎麼找出正確的數值呢?
版主您好:
我想請教一下PA12這支料做MI熔融指數測試時的溫度該設定多少?
我重量是標準的2.16 KG
之前測試過235度C會過水~~流速過快!
再試228度C仍然會過水!
不知道還有沒有比較適合的溫度?!
因為認知上PA12應該是更好的料耐溫應該更好
測出來的結果卻有點不知所措
再麻煩有空指導建議~~謝謝
Jig Chuang
熊哥你好
想請問你一些關於mi的問題,我們是剛要開始的尼龍複合式廠,今天有某新料廠的業務來說他們的新料,有2種黏度不一樣但是物性可以一摸一樣,
但是這樣黏度不一樣不就代表份子結構數量會有差異,流動性跟物性不就也會有差異嗎?
然後他又說如果尼龍新料的mi跟物性強度上,是流動性越好,料的強度就越強,
但是反之我所了解的尼龍再生料是流動性越差強度越好,
想請問新料跟再生料會有這樣差異嗎?
雄哥,您好
請教一下例如原料本色原廠MI標準值為22g/10min
,那我經過染料廠染色之後,一般業界過料管後會
到底是增加30%還是40%?這兩個百分比我都有聽
過,若以30%為例,染色後我所測得的MI值是要在
22g*1.3以下才算合規?那射出成品之後要再測MI
值是要在22g*1.3*1.3以下才算合規?若超過1~2
g就代表不合規嗎?
版主您好:
請問同一支料不同批次生產出來的成品可以透過MFI來判斷廠商是否有換料嗎?
近期發現產品浮纖情況與舊品差異甚大,剛好最近又在試新料,想說廠商會不會試把兩者弄混了,詢問後廠商回覆沒有混料,想說可否將成品送測MFI值來判斷是否為同一支料。
感謝!
版主你好
最近公司重工一批產品,結果發現膠框螺孔都有呈現放射狀的裂痕,我們懷疑供應商有加次料,其成品測出來的MI值都比原料高40%,但供應商說法是美加熱一次,分子就會裂解,MI就會提高,故每次加熱後都必須在*1.4,但這40%是如何來的,供應商說是業界水準,是這樣嗎?又如果真的每次加熱都大於40%能看出是否有加次料嗎?請版主協助指點,謝謝!
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以PE 為例,有下列不同條件 應以哪ㄧ組為大家所通用?為何要定如此多不同條件呢?
Polyethylene (PE) 125/0.325
1250/1.2
190/0.325
190/21.60
310/12.5 125/2.16
190/2.16
190/10