Hammadde karışımlarında son MFI ne olur?

Plastik veya polimer olarak baktığımızda irdelenecek ve üzerinde çalışılması gereken birçok konu bulunmaktadır. Akademik çalışmaların yanı sıra uygulamalarda kullanılabilecek pratik bilgilerin paylaşımı, sektöre ayrı bir değer katmaktadır.

Bu bağlamda, plastik hammadde karışımları veya reçetelerde de pratik bilgiler işimizi kolaylaştırabilir. Yerel kaynaklarda rastlanılmayan ama uluslararası yayınlarda yer verilen bir karışım formülünden bahsetmekte yarar vardır. Özellikle bu formül enjeksiyon alanında size ciddi bir öngörü sağlayabilir.

Farklı plastik hammaddeler fiziksel olarak karıştırılarak birçok sektörde kullanılmaktadır. Ürünün mukavemetini, elastikiyetini ya da istenilen bazı fiziksel özelliklerini sağlaması için farklı reçeteler uygulanmaktadır. Bu karışımları tek tek denemek ve sonucunu görmek oldukça maliyetli ve zaman alan bir işlemdir. Bu tür karışımlarda makine prosesini ayarlayabilmek ve özellikle sıcaklık-basınç ilişkisini daha doğru yorumlayabilmek adına aşağıdaki formüllerden yararlanmak kıymetli olabilir. Ayrıca maliyet ve zaman konusunda da avantaj sağlayabilir.

Bilinen karışımlardan örnekleme yapılacak olursa; aynı yoğunluğa sahip olan plastik hammaddelerde karışımın son MFI değerini aritmetik ortalama ile hesaplamak yanlış olmaz. Örneğin, ikisinin de yoğunluğu 0,9 g/cm3 olan 20 MFI ve 50 MFI iki tane PPCP (polipropilen kopolimer) %50-50 karışacak olsun.

Bunun için her iki malzemenin MFI değerlerinin toplamı 20+50=70

70/2= 35 Karışımın ortalama MFI değeri 35 MFI olarak yorumlayabiliriz.

Ancak farklı yoğunluklara sahip olan iki malzeme karışımını bu şekilde yapmak doğru olmaz. Bunun için logaritmik denklemlerden yararlanılmaktadır.

Denklem 1:

log(MFIs) = %1log(MFI1) + %2log(MFI2)

Denklem 2:

ln(MFIs) = %1ln(MFI1) + %2ln(MFI2)

Örnek uygulama:

20 MFI HDPE ağırlıkça %15 ile 5 MFI LDPE ağırlıkça %85 iki malzemeyi karıştırmak istersek;

log(MFIs) = 0,15log(20) + 0,85log(5)

MFIs=6,15 olarak çıkmaktadır. Her iki formülde de sonuç çok küçük değer sapmasıyla aynı çıkmaktadır. Hangisini kullanmak isterseniz kullanabilirsiniz. Bu sonuca göre de proses, sıcaklık ve basınç ayarlarınızı karışım öncesinde ayarlayabilirsiniz.

Bu formülleri termoplastik hammadde karışımlarım tümünde kullanabilirsiniz. Homopolimer, kopolimer, random karışımlarında mutlak öngörü sağlayacaktır. Günümüzde MFI cihazlarının kullanımı ve nitelikleri artmış olsa da pratik uygulamalarda, sektöre yeni giren işletmelerde veya MFI cihazı kullanmayan firmalarda formülleri kullanmak faydalı olacaktır.

Not: Yukarıdaki denklemlerin kimyasal ve matematiksel ispatı vardır. Ancak bu ispatlar, konuyu ana başlığından çok uzaklaştıracağı ve detaylandıracağı için o kısma girilmemiştir. Merak edenler için aşağıdaki yayını incelemelerini tavsiye edebilirim.

H. Birol KIZILÖZ