FKV - Articolo di approfondimento

Influenza dell’umidita' sull’analisi del Melt Index
Settore Polimeri
Settembre 2017

FKV - Applicazione

INFLUENZA DELL'UMIDITA' SULL'ANALISI DEL MELT INDEX

banner petrolifero

Essicazione da vuoto su prodotti igroscopici
Il processo di essicazione dell’umidità superficiale nei materiali non igroscopici risulta essere semplice e veloce e richiede l’utilizzo di essiccatori ad aria calda. Nel caso dei polimeri igroscopici, invece, il processo può risultare più complesso per i legami che si formano tra l’acqua e la struttura polimerica ed è per questo motivo che è necessario disporre di una stufa da vuoto con caratteristiche più performanti. E’ molto importante non sottovalutare la fase di essiccazione di un polimero, sia ai fini della determinazione del melt index sia perché la presenza di umidità interna ed esterna influisce negativamente sulla qualità estetica e funzionale del prodotto. Alle temperature di trasformazione dei materiali polimerici infatti, l’acqua può diventare vapore dando origine alla formazione di striature e bolle superficiali, tensioni strutturali, deformazioni e rotture. Per garantire la massima performance nella fase di asciugatura di un polimero la stufa da vuoto BINDER della serie VD è la soluzione ideale.
	Questa stufa lavora perfettamente in un intervallo di temperatura che va dai 15°C fino ai 200°C, ed ha caratteristiche che la rendono unica nel settore, quali: brevetto Binder APT.line^TM (tecnologia con camera di preriscaldamento a controllo elettronico, che assicura una simulazione realistica e naturale, il mantenimento di una temperatura uniforme e massima omogeneità, grazie al flusso d’aria simmetrico) ed il sistema brevettato di Ripiani Espandibili Binder in Alluminio^TM disponibile su questi sistemi. Questa stufa garantisce la massima affidabilità grazie ai sistemi tecnologicamente avanzati di cui è fornita. Ha un dispositivo di sicurezza della temperatura indipendente e regolabile di Classe 2 (DIN 12880) con allarme visivo, un’interfaccia RS422, un pannello di sicurezza in vetro infrangibile con molle e sospeso nello sportello, un raccordo per gas inerte e un controller per la programmazione in tempo reale delle fasce orarie. Con questo sistema è possibile effettuare essiccazione di prodotti polimerici garantendo la massima produttività ed affidabilità.

Determinazione dell’umidità residua sui polimeri
L’umidità è una delle cause più frequenti dei problemi di qualità nella lavorazione delle materie plastiche. Per evitare questi problemi la fase di essiccazione è estremamente importante. Dopo questa fase è fondamentale andare a controllore il tenore di umidità residua prima di effettuare una determinazione di Melt Flow Index o, molto più importante, prima di passare ad una successiva fase produttiva. Lo strumento Hydrotracer di Aboni permette di rilevare l’umidità residua nei polimeri in forma di pellet o anche in scaglie, flakes o piccoli semilavorati senza ricorrere a pericolosi solventi come nel caso del sistema Karl Fischer. Lo strumento permette di alloggiare direttamente il campione in un contenitore che viene quindi riscaldato in modo da permettere il rilascio dell’eventuale umidità residua che viene raccolta nel reattore sovrastante dotato di sensore di idrogeno. La quantità di idrogeno rilevata è proporzionale all’umidità residua del campione. Prima di effettuare l’analisi vengono registrate tutte le condizioni iniziali di temperatura, pressione ed umidità nel reattore in modo da ottenere un risultato preciso e ripetibile non influenzato dalle condizioni ambientali esterne.
È possibile rilevare umidità a partire da 5 ppm e raggiungere temperature fino a 210°C. Una prova dura mediamente 15-20 minuti. Questo strumento può essere usato sia in laboratorio che in produzione, inoltre essendo portatile è estremamente versatile anche per verificare lo stato di essicazione dei materiali sulle linee di produzione.

Determinazione del Melt Index
Come abbiamo già detto nella parte introduttiva molti polimeri come ABS, PET, PBT, PC, PA6, PA66 e TPU risultano essere polimeri igroscopici e sensibili all’umidità, assorbendo allo stato solido l’umidità ambientale. Oltre ad influenzare i processi produttivi questo fenomeno ha un effetto nella determinazione del Melt Flow Index nella fase di fusione in quanto causa una variazione del peso molecolare che influenza enormemente il comportamento del polimero durante il test. Durante la fusione infatti, in presenza di acqua si verifica una reazione di idrolisi che determina la rottura delle lunghe catene polimeriche causando una perdita di peso molecolare con conseguente aumento dei valori di fluidità. Il metodo di riferimento per la determinazione del Melt Flow Index è la ISO 1133 che risulta essere un riferimento essenziale da integrare con le informazioni specifiche del prodotto o per controllare il materiale in ingresso.
	Per un’adeguata determinazione però, è fondamentale disporre di sistemi che garantiscano la massima ripetibilità del dato per assicurare un controllo accurato del prodotto. Il nuovo sistema della Goettfert MI40 rappresenta la scelta ideale per analisi precise, ripetibili e accurate. Questo strumento permette di misurare il Melt Flow Index ed il Melt Volume Rate (MVR) in modo completamente automatico con computer integrato che permette di memorizzare fino a 300 metodi di test e fino a 5000 risultati per ogni metodo. Una volta riempita la camera con il prodotto basta premere il tasto di avvio e il sistema gestirà in completo automatismo la fase di prefusione, di compressione e di avanzamento del test calcolando automaticamente il MFI o MVR. Su ogni singolo campione è possibile effettuare fino a 40 misure compresi anche blind test e gestione dei test point fuori deviazione standard. Infine, su tutti i Melt Index Goettfert è possibile dotare la camera di un sistema di iniezione di azoto per garantire che anche durante la fase di caricamento e di fusione pre-test il campione non riassorba l’umidità ambientale.

Segui le nostre attività anche su