Почему значения MFR для PP и PA6 нельзя сравнивать напрямую

Сообщение от службы закупок: «Какой ПТР у этой марки?»

Внутри компании мы обычно не отвечаем на это напрямую. Не потому, что что-то скрываем, а потому, что в самом вопросе не хватает половины данных.

Одно и то же число ПТР может означать совершенно разные вещи.

Ниже — три ловушки, в которые попадают чаще всего.

Ловушка 1: сравнивать числа между разными материалами

Показатель ПТР (MFR, индекс текучести расплава) измеряют по ASTM D1238. Принцип прост: фиксируют температуру и нагрузку, выдавливают материал через стандартное сопло и взвешивают массу, выдавленную за 10 минут.

Но температура не фиксирована: у каждого материала своя температура испытания.

Посмотрите на наши собственные спецификации.

PP измеряют при 230℃, PA6 — при 235℃, PC/ABS — при 265℃, PA66 — при 275℃, PC — при 300℃.

Чем выше температура, тем подвижнее цепи молекул, при той же нагрузке материал выдавливается быстрее, и измеренное значение получается больше.

Поэтому, сравнивая число ПТР для PA6 с числом ПТР для PP, вы сравниваете не текучесть, а температуру испытания.

Чтобы сравнивать текучесть между материалами, нужно привести значения к одной температуре либо смотреть на другие показатели.

Ловушка 2: смотреть только на ПТР и не учитывать толщину стенки

ПТР — показатель для тонкостенных деталей.

Стандартный образец — очень тонкое сопло с толщиной стенки примерно от 0.87 до 1.03 mm. Если ваша деталь — толстостенная, толщиной 3 mm, сопротивление течению совершенно другое.

У одного и того же материала тонкостенная маленькая деталь заполнится, а на толстостенной большой может быть недолив или нехватка давления.

Сообщая значение ПТР, обязательно указывайте толщину стенки. Требования к текучести для детали в 1 mm и для детали в 3 mm находятся на разных уровнях.

Есть и сопутствующий вопрос: сдвиг. Чем толще стенка, тем ниже скорость сдвига, тем дольше полимерные цепи находятся в форме и тем больше разлагаются. Материал с высоким ПТР при высоком сдвиге, наоборот, ведёт себя лучше, а материал с низким ПТР на толстостенных деталях чаще желтеет и становится хрупким.

Ловушка 3: считать, что чем выше ПТР, тем лучше

Высокий ПТР означает хорошую текучесть, и это хорошо. Но у этого есть цена.

Слишком хорошая текучесть означает низкую прочность расплава. При недостаточной прочности расплава на изделиях заметны следы сварки, ухудшается размерная стабильность, усадка при формовании может отклониться от расчётной.

Поэтому действительно балансировать нужно три вещи:

достаточный ПТР, чтобы заполнить сложную пресс-форму
достаточная прочность расплава, чтобы следы сварки и размеры были стабильны
усадка при формовании в управляемом диапазоне, чтобы обеспечить зазоры при сборке

Эти три числа нужно рассматривать вместе. Если выбирать материал только по ПТР, результат обычно таков: сформовать можно, но работать с ним неудобно.

Как тогда поступать правильно

Шаг 1. Сначала подтвердите условия испытания. Запрашивая марку, требуйте температуру и нагрузку: сколько градусов и сколько килограммов. Значение имеет смысл только при одной и той же температуре.

Шаг 2. Чётко назовите толщину стенки и конструкцию. Какова толщина вашей детали, какова длина самого сложного участка, есть ли тонкие длинные каналы или переходы толщины.

Шаг 3. Рассмотрите ПТР, плотность и усадку при формовании вместе.

Две марки нашей серии RF-1331 — готовый пример:

При увеличении содержания стекловолокна с 20% до 45% плотность растёт с 1.26 до 1.46. При одинаковых условиях испытания текучесть примерно одинакова, но эти два числа нужно рассматривать вместе: при изменении плотности приходится корректировать и коэффициент компенсации размеров формы, и массу закладки.

Заодно отметим: в графе ПТР в этих двух спецификациях ячейка с фактическим значением пустая — указаны только условия испытания.

На ПТР заметно влияют партия, ориентация стекловолокна и история переработки, поэтому по некоторым маркам мы фиксируем только условия испытания, но не само значение — чтобы ненадёжным числом не вводить клиента в заблуждение.

Какие числа жёсткие и о них стоит спросить. Плотность, усадка при формовании, зольность, прочность при растяжении — по всем мы даём диапазоны.

ООО «Циндаоу Юньсу» (полимерные материалы)