FT-MIR Spektroskopisi ile Polimer ve Plastiklerin Analizi

Yüksek kaliteli plastik ürünlerin maliyet tasarrufu sağlayan üretimini sağlamak için güvenilir kalite kontrolü esastır. Bruker ALPHA II, gelen ürünlerin, ara ürünlerin ve nihai ürünlerin güçlü rutin kalite kontrolü için FT-IR spektroskopisi tabanlı bir çözüm sunar.

Herhangi bir ürün kusuru durumunda, hatanın kaynağını anlamak için etkili bir arıza analizi gereklidir. FT-IR mikroskobu LUMOS II, en küçük yapıların kimyasal bileşimini belirlemeye izin verdiği için sorun giderme için değerli bir analitik araçtır.

Ayrıca LUMOS II, mikometre ölçeğindeki malzemelerin ve ürünlerin kimyasal bileşimi hakkında bilgi sağladığı için ürün geliştirme ve tersine mühendislikte yardımcı bir araçtır.

Kalite Kontrol

Maliyet Verimliliği için Kalite Kontrol

Plastikler, otomotiv parçaları, ambalaj malzemeleri, ev aletleri, elektrikli cihazlar veya tekstil gibi sayısız üründe kullanılmaktadır. Günümüz plastiklerinin çoğu, farklı polimerler, dolgu maddeleri ve katkı maddeleri gibi çeşitli bileşiklerden yapılan karmaşık çok bileşenli sistemlerdir. Bu bileşenlerin uygun karışımlarda sistematik olarak seçilmesi ve karıştırılması, optimize edilmiş özelliklere sahip malzemelerle sonuçlanır.

Düşük fiyata yüksek ürün kalitesi, modern endüstride temel bir gereklilik olduğundan, güvenilir kalite kontrolü zorunludur. Atıksız sorunsuz bir üretim süreci için önemli bir adım, gelen hammaddelerin doğru kimliğini doğrulamaktır. Daha sonra nihai plastik üründeki doğru bileşimin doğru özelliklerini sağlamak için kontrol edilmesi gerekir.

ALFA II kullanılarak, ürünün doğru kimyasal bileşiminin hızlı ve güvenilir bir kontrolü gerçekleştirilir.

Gelen Ürünlerin kimyasal kimliğini doğrulayın 

Gelen hammaddelerin kimlik doğrulaması:

Gelen bir malzemenin doğru kimliğini doğrulamak için bir IR spektrumu ölçülür ve referans malzemelerden gelen spektrumlarla karşılaştırılır. Numune spektrumunun aynı malzemenin referans spektrumu ile yüksek korelasyonu doğru kimliği doğrular.

Polimer numunelerinin IR spektroskopik kimlik doğrulaması ile ilgili uygulama notunu okuyun.

O-ringlerin / (koyu) kauçukların tanımlanmasıyla ilgili uygulama notunu okuyun.

Poliamidlerin farklılaşması:

Poliamidler, bir amid bağı ile birleştirilen monomerlerden oluşan termoplastik polimerlerdir. Poliamid grubu, farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip birçok farklı polimer içerir. Kimyasal yapılarındaki yüksek benzerliğe rağmen IR spektroskopisi, PA6, PA6.6, PA10 ve PA12 gibi çeşitli poliamidler arasında ayrım yapılmasına izin verir.

HDPE ve LDPE'nin farklılaşması:

Polietilen (PE) dünyada en çok üretilen polimerdir. Şişeler, kutular için yüksek yoğunluklu PE kullanılırken, plastik filmler ve torbalar düşük yoğunluklu PE'den yapılır. IR spektrumu, düşük yoğunluklu ve yüksek yoğunluklu PE'nin farklılaşmasına izin veren bilgiler içerir.

Poliamidlerin IR spektroskopik farklılaşması ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Dolgu maddelerinin, katkı maddelerinin ve karışımların nicelleştirilmesi:

Modern plastikler, polimerlerden, dolgu maddelerinden, plastikleştiricilerden ve uyumlu hale getiricilerden yapılan çok bileşenli sistemlerdir. Doğru bileşimi belirlemek, kalite kontrolünün önemli bir parçasıdır. IR spektrumu, tek tek bileşenlerin kalibrasyonlara göre ölçülmesine izin verir.

Polimer dolgu maddelerinin ve uyumluluklaştırıcıların IR spektroskopik analizi ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Verniğin kürlenmesinin kontrolü:

Modern boya ve verniklerin malzeme özellikleri, kürleme işleminden kritik derecede etkilenir. FT-IR spektroskopisi, boyaların, verniklerin ve benzerlerinin kürlenme derecesini hızlı ve güvenilir bir şekilde ölçmeyi sağlar. Sadece bir dakika içinde numunenin kürlenme durumu hakkında nicel bir sonuç çıkarılabilir.

Metalik malzemeler üzerindeki kaplamaların kontrolü:

Polimerik kaplamalar metallerin, seramiklerin ve diğer malzemelerin yüzeylerini korozyondan korumak için kullanılır. Ayrıca yüzeylerin özellikleri, pürüzlülük, görsel görünüm, yapışkanlık gibi uygun kaplamalarla tanımlanabilir.

IR analizi, çeşitli yüzeylerde doğru kaplama malzemesinin varlığını kontrol etmeyi sağlar. Ayrıca kaplamanın homojenliği belirlenebilir. 

Vernik kürlenme derecesinin kontrolü ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Basit ve hızlı analiz

Polimer analizi için ALFA II'nin ölçüm arayüzü bir elmas ATR kristalidir. Mekanik ve kimyasal sağlamlığı, polikarbonat gibi çok sert plastiklerden monomerler gibi reaktif sıvı numunelerinin analizine de olanak tanır. ATR (Zayıflatılmış Toplam Yansıma) tekniği, neredeyse hiç numune hazırlığı gerektirmediğinden çok rahat ve hızlıdır. Analizin peletler, filmler, plastik parçalar, tozlar veya sıvılar üzerinde yapılması gerekip gerekmediği önemli değildir: IR spektrumunu kaydetmek için numunenin sadece ATR kristali ile temas ettirilmesi gerekir.

Ölçümden sonra numune, spektrumunun referans materyallerden elde edilen spektral verilerle otomatik olarak karşılaştırılmasıyla tanımlanır.

ALPHA II'nin kullanıcı arayüzü, eğitimsiz operatörlerin bile bilinen bir numunenin kimliğini doğrulamasına veya bilinmeyen numuneleri tanımlamasına olanak tanır. Yazılım tarafından yönlendirilen kullanıcı, videoyu görmek için birkaç adımda ölçüm, değerlendirme ve raporlama gerçekleştirir. Yazılım tarafından yönlendirilen kullanıcı, birkaç adımda ölçme, değerlendirme ve raporlama gerçekleştirir. Videoyu görmek için tıklayın.

Arıza Analizi 

Plastik Bileşenlerde Arıza Analizi 

Polimer ve plastik malzemelerin arızalanması genellikle kullanılan bileşenlerin polimerik malzeme içindeki homojen olmayan dağılımından kaynaklanır. Ayrıca partiküller, lifler veya inklüzyonlar gibi kontaminasyonlar da arızanın nedeni olabilir. Kompozit malzemelerin kusurlu tabakaları veya yanlış malzemeden yapılmış bir tabakanın ürün özellikleri üzerinde olumsuz bir etkisi olacaktır. Bu tür kusurlar genellikle son derece küçük olduğundan, makroskopik bir ölçümle analiz edilmesi zor hatta imkansızdır. Bununla birlikte, başarılı bir arıza analizi, numunedeki hatalı bölgenin kimyasal analizini içerir.

FT-IR mikroskobu LUMOS II, arıza analizi için güçlü bir araçtır: Numunenin herhangi bir yerinde yüksek yanal çözünürlüğe sahip IR spektrumları elde etmeyi ve böylece numunenin bu özel alanının kimyasal bileşimini ortaya çıkarmayı sağlar.

Ürün kusurlarının kimyasal analizi

LUMOS II ile bir ürün kusurunun analizi için örnek: Bir grup polietilen pelet istenmeyen kahverengi kapanımlar içerir. Kahverengi içerikli bir polietilen peletin mikroskobik görsel görüntüsü, IR analizinin konumlarıyla birlikte gösterilir:

IR spektrumları, PE pelet matrisi (mavi spektrumlar) ve bilinmeyen dahil etme (kırmızı spektrumlar) üzerinde açıkça farklı özellikler gösterir. Spektral bir kitaplıkta arama, polyester (PET) olarak dahil edilmeyi tanımlar. 

Polikarbonat plaka üzerindeki kontaminasyonların tanımlanması ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Ambalaj malzemelerinin arıza analizi ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Parçacıkların ve inklüzyonların mikroskobik tanımlamaları hakkında uygulama notunu okuyun.

Liflerin mikroskobik tanımlanması ile ilgili uygulama notunu okuyun.

FT-IR mikroskobu kolaylaştırıldı

LUMOS II, tüm donanım bileşenlerinin tam otomasyonuna sahip kompakt, bağımsız bir sistemdir. LUMOS II'nin sezgisel yazılımı, operatöre veri toplama sürecinde adım adım rehberlik eder. Her adımda, kullanıcı arayüzü yalnızca devam etmek için uygun olan bu işlevleri sağlar. LUMOS II, rutin uygulamalar için uzman olmayanlar tarafından çalıştırılmak üzere tasarlanmış olmasına rağmen, olağanüstü hassasiyeti onu yüksek zorlu uygulamalar için de çok uygun hale getirir.

1. Görsel Numune İncelemesi

2. Ölçüm Ayarlarının Seçimi

3. Ölçüm Pozisyonlarının Tanımı

4. Ölçüm 

LUMOS II'nin özellikleri hakkında broşürümüzden daha fazla bilgi edinin.

LUMOS II'nin geniş çalışma mesafesinin örneklemeyi nasıl kolaylaştırdığına dair heyecan verici örneklere bakın.

Kontrollü Ürün Geliştirme

Polimer ve plastik ürünlerin arızalanması, iyi bir ürün tasarımı, doğru malzeme seçimi ve uygun bir üretim süreci ile en etkili şekilde önlenir. Ürün geliştirme sırasında, nihai ürünün yüksek kalitesini sağlamak için plastik özelliklerini etkileyen birçok değişken dikkate alınmalıdır.

LUMOS II ile yapılan IR mikroskobik analizden elde edilen bilgiler, ürün geliştirmeyi etkili bir şekilde desteklemektedir. Örnek olarak, işleme koşullarındaki varyasyonların bir malzemenin homojenliği üzerindeki etkisi belirlenir.

 Ayrıca LUMOS II, halihazırda piyasada bulunan ürünlerin bileşimi hakkında bilgi sağladığı için tersine mühendislikte yardımcı bir araçtır.

Heterojen malzemelerin kimyasal görüntülenmesi

LUMOS II kullanan R-mikroskobik ölçümler, plastik malzemelerin bileşimini karakterize etmeyi sağlar. Numune üzerindeki ölçümlerin mikrometre aralığında yerel bir çözünürlükle haritalanması, örneğin bazik polimer, dolgu maddeleri ve plastikleştiriciler gibi münferit bileşenlerin dağılımını ortaya çıkaran kimyasal görüntülerle sonuçlanır.

LUMOS II ile gerçekleştirilen kimyasal görüntüleme uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinin.

Çok katmanlı ambalajın analizi

Gıda ve eczacılık ürünleri gibi ürün bütünlüğünü korumak için genellikle çok katmanlı ambalaj malzemeleri gereklidir. Ürünün oksijene, ultraviyole aydınlatmaya veya diğer çevresel faktörlere maruz kalmasını önlemek için farklı polimer filmler ve diğer malzemeler birleştirilir. Polimer filmlerin tasarımı ve üretimi tipik olarak gerçek ve algılanan ürün kalitesini etkileyebilecek karmaşık ve maliyetli bir süreçtir. IR-mikroanaliz, kalite kontrolü ve bulunan kusurların analizi için bu tür polimer laminatların yapısı hakkında fikir verir. 

Ambalaj malzemelerinin arıza analizi ile ilgili uygulama notunu okuyun.

Evrensel olarak uygulanabilir

IR tekniği, numunenin şeklinden ve bileşiminden bağımsız olarak kimyasal analiz için evrensel olarak uygulanabilir:

• Plastikler
• Polimerler (Termoplastikler, Elastomerler, Kauçuklar)
• Monomerler
• Katkı Maddeleri
• Dolgu maddeleri
• Peletler
• Tozlar
• Sıvılar
• Lifler
• Filmler
• Parçalar
• Laminatlar

Polimerlerin kalite kontrol ve arıza analizindeki yetenekleri hakkındaki özeti okuyun.

IR spektroskopik polimer analizi ile ilgili uygulama notunu okuyun.

IR-Spektroskopi Prensibi

Herhangi bir numunenin IR spektrumu, tıpkı kimyasal bir parmak izi gibi moleküler bileşimini yansıtır (Şekil 1.). Hem organik hem de inorganik kimyasal bileşenler numune spektrumuna katkıda bulunur. Bu nedenle, IR yöntemi, saf bileşikleri karmaşık malzemeler olarak tanımlamak için çok uygundur. Ayrıca, analiz edilen malzeme içindeki münferit bileşenlerin nicelleştirilmesi de mümkündür.

Etkileşimli eğitimimizi (> 80 sayfa) kullanarak IR spektroskopisi hakkında daha fazla bilgi edinin.

IR-Avantajları

Çoğu numune için FTIR analizi, numune hazırlanmadan ve herhangi bir sarf malzemesine ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilir. Ölçüm süreleri tipik olarak 1 dakikanın altındadır. Bu nedenle, FT-IR spektroskopisi, klasik ıslak kimyasal yöntemlerle karşılaştırıldığında zamandan ve maliyetten tasarruf etmenizi sağlar. Bruker IR spektrometre sistemleri uzun yıllar kullanılmak üzere tasarlanmıştır. IR cihazlarımız, garantili uzun ömürlü modern yüksek kaliteli optik bileşenler kullanır. Düşük enerji tüketiminin eklenmesi bu olağanüstü özellikler minimum işletme maliyetleriyle sonuçlanır.

QC ve arıza analizi için IR spektroskopisi kullanmanın en değerli 10 faydası hakkında daha fazla bilgi edinin.