L’industrie des matériaux thermoplastiques utilise l'indice de fluidité MFI (Melt Flow Index) comme outil de base pour les contrôles qualité et la validation des produits entrants. Cette mesure des propriétés d’écoulement est indiquée dans la carte d'identité des polymères et est utilisée pour vérifier que la catégorie de plastique correspond à la plage de fluidité requise. Elle est également utilisée pour les polyoléfines (polyéthylène PEHD, PEBD, PEBDL, polypropylène PP).
La norme ASTM D1238 régit la mesure du taux d’extrusion des résines fondues via une filière standard (2,095 x 8 mm) dans des conditions déterminées de température, de charge et de position du piston dans la filière au moment de la mesure. La norme décrit quatre procédures d'essai différentes, les procédures A et B étant communes à celles de la norme ISO 1133. La procédure C concerne les polyoléfines ayant un coefficient d’écoulement élevé et recommande l’utilisation d’une filière ayant des dimensions divisées de moitié (en longueur et diamètre) pour réduire le coefficient d’écoulement. Les éprouvettes à fluidité élevée peuvent également être testées à l'aide d'une prise de filière insérée avant la charge du matériau et retirée avant de déposer le piston/le support de poids. La procédure D concerne l’application de différentes masses sur une même éprouvette pour obtenir des données sur l’indice de fluidité en masse MFR (Melt Flow Rate) dans différentes conditions d’essai. Cette procédure peut être facilement réalisée à l’aide de nos plastomètres à poids multiples conçus pour appliquer jusqu’à 5 masses en un seul essai. Le ratio entre indices de fluidité FRR (Flow Rate Ratio), qui est le ratio entre le coefficient d’écoulement moyen à la charge la plus élevée et le coefficient d’écoulement moyen à la charge la plus faible, est calculé automatiquement. Le FRR est habituellement utilisé comme indication sur la manière dont le comportement rhéologique est influencé par la distribution de masse moléculaire du matériau.
Nous avons testé les propriétés de fluage d’une éprouvette de PE haute densité à 190 °C soumise à différentes masses (2,16, 5 et 21,6 Kg) avec notre plastomètre CEAST MMF à poids multiples. Ce plastomètre est équipé d’un codeur et d’un dispositif de levage de poids motorisé avec manipulation et application automatiques des masses, et découpe automatiquement le matériau extrudé à des intervalles précis. Son capteur de force unique pour le compactage du matériau, avec une force contrôlée pouvant atteindre 750 N, définit et contrôle de manière précise le niveau de ramollissement souhaité du matériau avant l’essai, la phase de préchauffage du matériau affectant fortement la répétabilité de la mesure. Nous recommandons également d’utiliser l’acquisition de données de 50 points de mesure du codeur pour obtenir une précision optimale pour chaque poids. L’utilisateur peut ensuite utiliser l’indice de fluidité en masse obtenu avec les différentes masses pour calculer le ratio entre indices de fluidité pour chaque combinaison de masses.
Au terme de l’essai, nous recommandons de nettoyer soigneusement l’appareil avec notre dispositif de nettoyage automatique de filière pour diminuer la durée des essais et optimiser le processus de contrôle qualité. Pour les matériaux chimiquement agressifs, tels que le PVC ou les polymères fluorés, nous avons développé un kit spécial résistant à la corrosion (filière, piston) qui peut être fourni avec tous nos systèmes.