Schmelviskosität

Schmelzviskosität bezeichnet den Strömwiderstand eines Materials im geschmolzenen Zustand und ist eine zentrale Kenngröße in der Rheologie von Kunststoffen und anderen festen Stoffen. Sie wird bei einer definierten Temperatur über dem Schmelzpunkt gemessen und gibt an, wie leicht der Stoff fließt.

Die Einheit ist Pascalsekunde (Pa·s); häufig werden auch Melt Flow Index (MFI) Werte verwendet, die grob die Viskosität widerspiegeln. MFI misst das Fließen einer Probe durch eine Kapillare unter festgelegtem Gewicht; höhere MFI bedeuten in der Regel eine niedrigere Schmelzviskosität.

Schmelzviskosität ist stark temperaturabhängig und oft nicht-newtonsch: Polymer-Schmelzen zeigen eine Abnahme der Viskosität mit steigender Scherrate (Schubabnahme) und eine komplexe Abhängigkeit von Molekulargewicht, Verzweigung und Kettenstruktur. Zudem steigt die Viskosität in der Regel mit steigender Molekulargewichtsverteilung und stärkeren Verzweigungen; Temperaturerhöhung reduziert die Viskosität deutlich.

Messungen erfolgen meist mit Kapillar- oder Rotationsrheometern. Die Bedingungen werden standardisiert (Temperatur, Scherrate, Probenaufbereitung). Aus den Messungen lassen sich die Viskosität als Funktion der Scherrate oder die Nullschersviskosität ableiten, wobei Polymerschmelzen typischerweise eine schersenkende bzw. schubabhängige Viskosität zeigen.

Zu den Einflussfaktoren gehören Molekulargewicht und -verteilung, Verzweigung, Taktizität, Kristallisation, Temperatur, Druck sowie Additive. Die Schmelzviskosität ist damit eine wesentliche Größe bei der Prozessplanung in der Kunststoffverarbeitung.

Anwendungen finden sich in der Praxis vor allem bei Extrusion, Spritzgießen, Blasformen und der Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten, wo sie Hinweise auf Verarbeitungseigenschaften und Endqualität gibt.