Il Melt Flow Index dei polimeri

Il Melt Flow Index (MFI) è la quantità, espressa in grammi, di materiale plastico fuso che fuoriesce da un capillare sotto la spinta di un certo peso e ad una certa temperatura.
Da questa definizione risulta chiaro come il MFI sia sostanzialmente un indice della facilità con cui un materiale fuso fluisce in un condotto ed è legato alla viscosità che, invece, esprime la resistenza che un fluido oppone allo scorrimento.
Per un fuso polimerico non esiste un solo valore della viscosità, poiché essa varia al variare del gradiente di velocità oltre che della temperatura.
Per i polimeri si ricava la cosiddetta curva di flusso, che permette di conoscere il valore della viscosità in ogni condizione di flusso (per una determinata temperatura).

Il MFI è invece un numero costante, per un dato polimero, e ci dà quindi informazioni, peraltro indirette, su un solo punto della curva di flusso.

A cosa serve

La relazione fra il MFI e la viscosità è di proporzionalità inversa, cioè più alto è il valore del MFI, minore è la viscosità del materiale a quella temperatura ed in quelle condizioni di flusso.
Il MFI dà quindi, come detto in precedenza, un’informazione di massima sul comportamento fluidodinamico del polimero nelle condizioni di prova che, va sottolineato, difficilmente si avvicinano a quelle di lavorazione.

Perché è importante

Da quanto già detto risulta abbastanza chiaro che il MFI non è in grado di fornire informazioni sufficienti a caratterizzare un polimero, cosa per cui sarebbe necessaria quantomeno la curva di flusso del materiale, ma ha il notevole vantaggio di essere facilmente misurabile.
Sia l’apparecchiatura di prova sia le operazioni da effettuare sono, infatti, molto semplici e questo ne ha sicuramente favorito la diffusione, tanto da farlo divenire uno dei parametri fondamentali con cui viene caratterizzato un materiale. Questo dato è sempre presente nelle schede tecniche dei produttori di polimeri.

Come si effettua il test

L’apparecchiatura necessaria allo svolgimento della prova è comunemente detta plastometro:

Per la procedura completa consulta il PDF.

Norme di riferimento

Strumenti e tarature

Trucchi e suggerimenti 

I polimeri più comuni

Gli errori da evitare

Come interpretare i risultati

E già stato detto che il MFI è strettamente legato alla viscosità del materiale, per cui un materiale ad alto MFI risulta avere una viscosità (nelle condizioni di prova) relativamente bassa.
Oltre a questo dato, la prova di MFI può fornire anche altre indicazioni. Osservando come varia il peso degli spaghetti estrusi nello stesso lasso di tempo è possibile osservare il tipo di comportamento del materiale quando è sottoposto ad elevate temperatura. Se man mano che la prova va avanti, gli spaghetti risultano essere sempre più pesanti, questo ci dice che il materiale si sta degradando e quindi diventa via via più fluido. Se, invece, si osserva una diminuzione del peso degli spaghetti, questo indica che sta avvenendo un fenomeno di reticolazione che porta il materiale ad essere sempre meno fluido.

Per approfondire

Questo post è tratto dal documento PDF Il Melt Flow Index dei polimeri