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七個塑膠MFI值量測偏高的可能原因
最近有朋友問到一個問題:「明明都使用同樣一款塑膠料的製品,為什麼有些製品檢測出地MFI值正常,有些又特別大?詢問塑膠廠商,對方又非常堅持他們沒有添加二次料?」
之前工作熊曾經跟大家介紹過塑膠射出強度的品質控制可以藉由檢測塑膠粒(resin)的MFI(Melt Flow Index,又稱為Melt Index,或Melt Flow Rate)值來加以管控。另外,如果塑膠製品發生脆裂或強度不足時,我們最先的動作也是檢測MFI值,因為MFI是最便宜的塑膠製品品質初步判斷依據,但就工作熊的了解,MFI只能當作參考,而無法當作是直接證據來證明射出廠有添加二次料。因為影響MFI的可不只有添加二次料一個因素。
就工作熊個人的瞭解,塑膠MFI會出現超規的原因有下列幾種可能性:
一、塑膠粒是否重新抽粒改姓或染色。
如果塑膠的抽粒染色或改性不是在原廠作業,就很有機會出現MFI值升高的問題,這是因為在第三方重新抽粒時必須融熔原塑膠粒,既使抽粒廠商很有良心,沒有趁機添加回收材料,但塑膠重新融熔時所添加的色母或其他材料都會影響到原本的長分子鏈,而且重新抽粒的過程如果管控不當,長分子鏈也可能被打斷。
二、回收料或二次料(re-grind)加太多。
添加回收次料一定會影響到MFI值,不論你添加的是原塑膠料的料頭或是次級材料,即使添加的是同材料的料頭,因為已經過射出機的導螺桿剪切力破壞,長分子鏈多少受到破壞,添加不同材質的次料,影響更大。
這個題目工作熊已經寫過好幾篇文章了,可以參考下面的相關文章。
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三、待測MFI的塑膠原料未根據各項塑膠要求做到烘乾去濕的作業。
有些塑膠對於濕氣特別敏感,比如說PC料,這些塑膠原料如果沒有依據原料廠的要求做烘烤去濕的前置作業就直接做MFI,就有可能發生一些意想不到的結果,甚至影響到MFI。
四、 使用不同的MFI測試機台或是使用不同的測試條件。
這種情形最常發生在不同的場地或不同的實驗室之間,因為場地不同,所以所使用的測試儀器通常也不一樣,如果沒有做好校正(Calibration),測試出來的結果就會不一樣。
另一個需要注意的地方是溫度設定與荷重,雖然 ASTM D1238 有規定溫度及荷重,但有時候塑膠熔融後的液體不是流速太快,要不然就是流不出來,所以測試者經常會自行改變溫度及荷重,以致造成差異。
還有一點,就是時間的設定,ASTM D1238 一般規定是取用10分鐘流出的塑膠總重量當作標準,但大部分的測試者經常因為某些理由,如原料不足、節省時間、節省經費…等,而縮短了測試的時間,有些單位可能只做了1分鐘,甚至10秒,就以此當作基礎來推估10分鐘的重量,有這樣的情形時,應該要在測試報告上明卻標示出並加以說明。
五、烘料太久或是在停留在射出機的料管(barrel)中太久。
塑膠粒如果烘烤過久將造成塑膠粒降解(degrading)的問題,MFI就會變大。
六、射出機的溫度設定過高,造成塑膠粒降解(degrading)。
七、射出機的螺桿速度設定過快,造成塑膠粒降解(degrading)。
塑膠通常為長鏈分子所形成,而射出機通常都使用螺桿來推擠液態的塑膠成為絲狀,而這一過程極有可能將原本塑膠的長分子鏈打斷成為較短的分子鏈,讓原本容易糾纏在一起的塑膠分子變得比較脆弱。
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訪客留言內容(Comments)
// Begin Comments & Trackbacks ?>就我所碰到的現象,我的理解如下:
塑膠原料經過成形加工,其MFI值會因為溫度、壓力、摩擦、剪熱、轉速 等因素造成分子的破壞,使得分子量減少、分子鏈斷,造成其流動性加快,所以其MFI值就會變高。
MFI值經過加工之後,以PC-ABS的材料而言,經驗值基本上其變化程度是1.0~1.4倍為較合理範圍,影響的因素:模具、設計圖、原料、成形條件。
以原料來說,在模具、設計圖、成形條件沒有問題的基本條件下,其原材MFI值越低,經過加工後,其變化也越少,原料值越高,其加工後MFI值也越高,但其最高值應該控制在1.4倍之內。
要注意的是:如果原料值在中間,而加工後(成形)的MFI值在1.4倍左右,是需要檢討原因,因為如果當原料出現偏上限,那加工後(成形)的MFI值就會超過1.4倍,除非以後控制原料值。
經驗有限~希望對大家有助益
依個人和塑膠原料廠打交道的經驗,類似成型廠次料有無加入問題,塑料原廠坦言很難用MFI去抓,建議較正確做法就是提供疑似有問題成型製品送給原廠做:1.分子量分析,2.FT-IR 傅利葉轉換紅外線頻譜分析.等測項,輔以物性實驗(如抗拉測試,衝擊測試等)方可精準判斷出有無次料混雜問題.MFI 只能做較粗略性的判斷.提供個人工作經驗,期望對你有工作上幫助.
不少廠商使用較陽春的melt indexer,必須人工截斷擠出的膠料,在高MFI的材料容易有量測誤差過大的狀況,ISO 1133-2005的文件也有提到這個狀況,當MFI大於25時,人工截斷是不建議的,需使用可自動量測的機台,才會有比較好的量測再現性
你好:
想請問,若塑膠原料(粒)反覆的在烘料桶中烘是否會變質?
因為公司塑射的產品一天用量約5公斤,但在補料時會將一包25公斤的塑膠原料一次全數倒進烘料桶中,所以想請問這樣對塑膠原料是否有影響?
目前公司最常用到的塑料為1.PC 2.PP 3.LCP 4.ABS這四種,另外想請問若會影響該怎麼避免?
以上煩請幫忙解答,謝謝🙏
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抽粒或染色如果在同一地點,就查射出廠倉庫領料數量就知道有沒有加回收料。
如果抽粒或染色是外送加工,或許射出廠就是背黑鍋。
射出廠一定都會解釋”絕不加回收料”,最後結果大多數都是有”加回收料”。
只是要用心力去找出證據。
以前為了找到成品不良原因曾請材料原廠協助分析,從開始著手到找出原因花了將近2個月。
不良原因分析在品管與PE是很辛苦的工作。
從事這2種工作的人除了專業還需要耐心與細心。
加油!!