Chọn lựa chỉ số chảy của PE và PP để thuận lợi cho trộn lẫn

Để trộn hợp thuận lợi giữa 2 loại nhựa PE và PP thì yếu tố quan trọng cần quan tâm là độ nhớt động học của chúng tại vùng nhiệt độ gia công.
- Nếu độ nhớt động học của chúng sai lệch nhau nhiều thì sẽ có hiện tượng phân pha và khó khăn trong việc trộn lẫn giữa chúng. Hình thái học của quá trình trộn hợp sẽ là 2 pha liên tục tách rời nhau.
- Nếu độ nhớt động học của chúng sai lệch không nhiều thì chúng có thể thuận lợi hơn cho quá trình trộn, và khi đó ta có thể tạo được trạng trái đồng nhất hay trạng thái phân bổ giọt trong pha liên tục
- Khi độ nhớt động học nằm gần nhau, thì chúng sẽ đáp ứng giống nhau dưới tác dụng của lực cơ học trong quá trình gia công, nên chúng sẽ dễ phân tán đồng nhất trong nhau, tạo thành thể hoà tan trong nhau.
Chúng ta có thể thấy sự phân tán của 1 pha (có tỉ lệ dùng ít) trong pha chính ở những mức độ khác biệt độ nhớt, như hình bên dưới. Ở hình đầu là sai lệch ít về độ nhớt, hình cuối bên phải là có sự sai lệch lớn về độ nhớt

Ở trạng thái phân tán còn tách biệt pha thì tính chất cơ lý của hỗn hợp sẽ không ổn định và thường suy giảm dưới mức giá trị của các loại vật liệu tham gia. Khi chúng phân tán đồng nhất trong nhau, tính chất cơ lý của chúng sẽ ổn định, tính chất cơ lý sẽ là sự cộng hợp tính chất của các thành phần tham gia.
Vì thế ta cần quan tâm đến độ nhớt động học của từng loại PE, PP tham gia vào phối trộn. Một trong những thông số có liên quan đến độ nhớt của nhựa thường được liệt kê trong bảng thông số kỹ thuật của nhựa là chỉ số chảy (Melt Flow Index - MFI). Nhưng do PE và PP thường đo chỉ số chảy trên vùng nhiệt độ khác nhau, PE đo ở nhiệt độ 190oC còn PP ở 230oC nên cần phải được lưu ý.
Ngoài ra cần phải quan tâm tải trọng sử dụng cho phép đo, với chuẩn phổ thông thì PE sẽ đo ở 190oC và tải là 2.16kg (ghi là 190/2.16); còn PP là 230/2.16. Theo bảng các chế độ đo bên dưới thì ta thấy rằng PE có rất nhiều chuẩn đo, như: 125/0.325; 125/2.16; 250/1.2; 190/0.325; 190/2.16; 190/10; 190/21.6;....nhưng lưu ý mức chuẩn thường đo là 190/2.16.

Như ta biết, chỉ số chảy (MFI) là lượng nhựa (tính bằng gam) chảy qua thiết bị trong 10 phút. Ở nhiệt độ càng cao, thì độ nhớt càng thấp nhựa càng dễ chảy và ngược lại khi nhiệt độ tăng thì chỉ số chảy càng cao.
Chính vì thế khi chọn nhựa PE trộn lẫn cùng PP thì người ta chọn loại PE có chỉ số chảy thấp hơn loại PP trộn cùng. Thực tế rằng không thể biết được nên thấp hơn bao nhiêu, bởi thay đổi độ nhớt của nhựa theo nhiệt độ là không tuyến tính và việc thay đổi độ nhớt của PE và PP khi thay đổi nhiệt độ đáp ứng cũng rất khác nhau. Nhưng một điều nên làm là nên chọn PE có chỉ số chảy thấp hơn PP, nhưng đừng quá khác biệt. Một số người làm trong lĩnh vực dệt bao PP, kéo chỉ HDPE thì họ nói kinh nghiệm là nên chọn PE có chỉ số chảy thấp hơn so với PP tối đa 20%
Do PE cần thời gian dẻo hoá thường dài hơn PP (do cấu trúc kết tinh khó phá vỡ hơn), nên đòi hỏi thời gian lưu trong thiết bị đùn cao hơn, người ta nên sử dụng loại trục vít dài hoặc đùn ở tốc độ chậm. Nên trong quá trình trộn lẫn PE và PP cũng cần phải đảm bảo quá trình dẻo hoá đủ cho PE.
Kinh nghiệm cho thấy với những thiết bị đùn cho PP, trục vít ngắn dùng để trộn lẫn hỗn hợp PE/PP thì phải cài nhiệt độ rất cao. Do PP có độ nhớt thay đổi nhanh hơn PE ở vùng nhiệt độ cao nên khi gia công ở nhiệt độ rất cao thì cần phải chọn PE/PP có chỉ số chảy là như nhau, thậm chí lúc này phải chọn PP có chỉ số chảy thấp hơn của PE.


Tham khảo tiêu chuẩn đo chỉ số chảy ASTM D1238-04