تُعد طريقة الكتلة الواحدة (طريقة التحميل بوزن ثابت) إحدى طرق الاختبار الشائعة الاستخدام لأجهزة قياس معدل تدفق الذوبان (MFR).YYP-400E؛
تعتمد هذه الطريقة أساسًا على تطبيق حمل ثابت على البلاستيك المنصهر باستخدام وزن ثابت، ثم قياس كتلة المادة المنصهرة المتدفقة عبر القالب القياسي عند درجة حرارة ووقت محددين لحساب معدل التدفق. وتتجلى مزاياها بشكل رئيسي في جوانب متعددة، مثل سهولة التشغيل، والدقة، والتطبيق العملي، والتكلفة. وفيما يلي التفاصيل:
1. عملية التشغيل بسيطة ومباشرة، وتتميز بكفاءة عالية. لا تتطلب طريقة الكتلة الواحدة سوى أوزان ثابتة الحجم، ولا تحتاج إلى أجهزة معقدة لتغيير الأحمال. أثناء الاختبار، يتم تسخين العينة حتى تذوب، ثم يُوضع عليها الوزن الثابت، ويُؤقت الوقت، ثم تُجمع المادة المنصهرة المتدفقة. الخطوات قليلة، والمعايرة عالية، ولا تتطلب مهارات عالية من المشغلين، ويمكن إتقانها وتكرارها بسرعة. بالمقارنة مع طريقة الحمل المتغير (مثل اختبار الأوزان المتعددة لمعدل تدفق حجم الذوبان)، فإنها تُغني عن استبدال الأوزان ومعايرة الأحمال، مما يُقلل بشكل كبير من وقت التحضير للاختبار الواحد.
٢. تتميز بيانات الاختبار بثباتها العالي وإمكانية التحكم في الخطأ. ففي ظل حمل ثابت، يكون إجهاد القص على المادة المنصهرة مستقرًا، ومعدل التدفق منتظمًا، والتذبذب في كتلة المادة المنصهرة المجمعة ضئيلًا، مما ينتج عنه تكرارية جيدة لقيمة معدل التدفق المنصهر. ويمكن التحكم بدقة في جودة الأوزان من خلال المعايرة (بدقة ±٠.١ غرام)، مما يجنب الأخطاء الإضافية الناتجة عن تركيبات الأوزان والنقل الميكانيكي في طريقة الحمل المتغير. وهذا مناسب بشكل خاص للاختبار الدقيق للبلاستيك منخفض التدفق (مثل البولي كربونات، والبولي أميد) أو البلاستيك عالي التدفق (مثل البولي إيثيلين، والبولي بروبيلين).
3. يتميز الجهاز ببنية مبسطة، وتكلفة أقل، وسهولة في الصيانة. لا يتطلب جهاز قياس معدل التدفق الكتلي (MFR) الذي يستخدم طريقة الكتلة الواحدة نظامًا معقدًا لضبط الحمل (مثل التحميل الكهربائي أو تخزين الأوزان)، كما أنه أصغر حجمًا وأقل عددًا من المكونات، مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة الشراء بنسبة تتراوح بين 20% و40% مقارنةً بأجهزة قياس الأوزان المتعددة. تقتصر الصيانة اليومية على معايرة أوزان الأوزان وتنظيف القالب والأسطوانة، ولا حاجة لصيانة نظام النقل أو التحكم. يتميز الجهاز بانخفاض معدل الأعطال وطول دورة الصيانة، مما يجعله مناسبًا لفحص الجودة الروتيني في الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم أو المختبرات.
4. يتوافق هذا الجهاز مع المتطلبات القياسية ويناسب سيناريوهات فحص الجودة الشائعة. تلبي طريقة الكتلة الواحدة متطلبات المعايير الرئيسية مثل ISO 1133-1 و ASTM D1238، وهي طريقة تقليدية لفحص المواد الخام البلاستيكية الواردة ومراقبة جودة عملية الإنتاج. بالنسبة لفحص المصانع لمعظم أنواع البلاستيك الشائعة (مثل البولي إيثيلين، والبولي بروبيلين، والبوليسترين)، يكفي استخدام حمولة ثابتة قياسية (مثل 2.16 كجم، 5 كجم) لإتمام الاختبار، دون الحاجة إلى تعديل أي معلمات إضافية، مما يجعله مناسبًا لاحتياجات فحص الجودة الصناعي واسع النطاق.
٥. نتائج البيانات سهلة الفهم ومصممة لأغراض التحليل المقارن. تُعرض نتائج الاختبار مباشرةً بوحدات "غ/١٠ دقائق"، ويعكس حجمها العددي سيولة المادة المنصهرة، مما يُسهّل إجراء مقارنة أفقية بين دفعات مختلفة ومصنّعين مختلفين للمواد الخام. على سبيل المثال: بالنسبة لنفس العلامة التجارية لمادة البولي بروبيلين الخام، إذا كان معدل تدفق الذوبان للدفعة أ هو ٢.٥ غ/١٠ دقائق، وللدفعة ب هو ٢.٣ غ/١٠ دقائق، يُمكن الحكم مباشرةً على أن الدفعة أ تتمتع بسيولة أفضل، دون الحاجة إلى تحويلات أو معالجة بيانات معقدة.
تجدر الإشارة إلى أن قصور طريقة الجودة الأحادية يكمن في عدم قدرتها على قياس اعتماد المصهور على معدل القص. لذا، عند دراسة الخصائص الريولوجية للبلاستيك تحت أحمال مختلفة، يُنصح باستخدام جهاز قياس معدل القص متعدد الأحمال أو مقياس ريولوجي شعيري.
تاريخ النشر: 13 ديسمبر 2025