Control de calidad de materias primas

Illustration Raw materials

La calidad del producto final depende absolutamente de los materiales empleados para su fabricación. El análisis regular y sistemático en la entrada de los materiales de punto de partida contribuye, incluso antes de que se inicie el proceso de producción, a garantizar que el producto final tenga la calidad adecuada.

Dada la importancia de la calidad de las materias primas, los análisis deben ser específicos, fiables y precisos. Asimismo, deben ser eficientes y rápidos, dada la importancia de los aspectos económicos, como el tiempo de comercialización.

Metrohm ofrece una gama de sistemas y productos que cumplen con todos los requisitos de la inspección de materias primas: desde sistemas de fácil uso y ya preparados hasta configuraciones personalizadas a medida de sus aplicaciones. Además, Metrohm le ofrece, de forma gratuita, acceso a una gran reserva de conocimientos técnicos sobre aplicaciones específicas de la industria. Conozca más acerca de nuestras soluciones (aplicaciones e instrumentación) en esta página:

 


Cumplimiento normativo en el análisis de materias primas

Normas

Con nuestros instrumentos, podrá realizar una amplia gama de análisis que cumplen con las normas internacionales (ASTM, ISO y DIN).

> Consulte cómo puede cumplir con las normas internacionales usando los aparatos de Metrohm

 

Espectroscopia para pruebas de materias primas

La espectroscopia es una de las principales técnicas analíticas para la inspección de mercancías de entrada; necesita de escasa o nula preparación de muestras, permite medidas no destructivas y consigue resultados casi instantáneos.

Vea el vídeo para conocer más acerca de las posibilidades de la espectroscopia en la industria de polímeros.

> Conozca más acerca del sistema NIRS DS2500 Analyzer

> Consulte qué parámetros puede analizar con el sistema NIRS DS2500 Analyzer

Grupos terminales hidroxilo en tiempo real

Espuma de transporte de poliuretano
En la producción de poliuretano, el índice hidroxilo de los polioles indica la reactividad con los isocianatos. La espectroscopia de infrarrojo cercano está especialmente indicada para el análisis de grupos terminales hidroxilo de polioles. Paralelamente, la información sobre la sustitución del metilo de la estructura del polímero se obtiene en segundos.

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Identificación de materias primas mediante espectroscopia Raman

Identificación de monómeros usando la espectroscopía Raman

Los polímeros son macromoléculas formadas por muchas unidades estructurales idénticas o similares: los monómeros. Hemos elaborado una Application Note que muestra cómo identificar de forma sencilla y rápida los monómeros más comunes mediante el espectrómetro portátil Mira M-1. Es posible analizar en segundos monómeros como el estireno, varios metacrilatos de alquilo, divinilbenceno, etilenglicol, fenol, ácido tereftálico y urea. Además, se pueden identificar de forma rápida e inequívoca aditivos e inhibidores como la benzoquinona.

> Lea más acerca del instrumento de análisis portátil Mira M-1

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Metrohm Process Analytics para pruebas de materias primas

Los instrumentos de análisis de procesos de Metrohm le permiten monitorizar parámetros en tiempo real, de forma constante y totalmente automática. De este modo, los aparatos se integran perfectamente en sus procesos de producción. Los instrumentos de análisis de procesos están disponibles para una amplia gama de parámetros y en diferentes configuraciones, que comprenden desde sistemas de parámetro único a instrumentos de análisis de multiparámetro para realizar titulaciones, voltamperometría, fotometría, medidas directas o medidas con electrodo ion-selectivo. Además de los instrumentos de análisis de química húmeda, disponemos también de espectrómetros online de infrarrojo cercano para análisis no destructivos de una variedad de materias primas.

TBC inhibidor en flujos de monómeros

Analizador de procesos online para valoración, valoración Karl Fischer, colorimetría, etc.

En la producción de estireno, butadieno y acetato de vinilo, el terbutil catecol (4-tert-butilcatecol, TBC) juega un papel esencial como estabilizador a la hora de prevenir la polimerización prematura durante el almacenamiento y el transporte.

Para no comprometer la calidad del producto, la concentración de TBC en estireno se debe mantener por encima de 10–15 mg/L. El TBC necesita oxígeno para impedir la polimerización de los monómeros. Para controlar la merma de TBC, se requiere una monitorización rigurosa de la concentración.

En el caso del 1,3-butadieno licuado, se añade TBC para prevenir la formación de peróxidos y polímeros tipo palomita de maíz. Para la determinación, la muestra se gasea con disolvente, que absorbe el TBC al evaporarse el butadieno. 

Si necesita monitorizar los niveles de TBC en estireno, butadieno o acetato de vinilo, pruebe el sistema ADI 2045TI Process Analyzer.

> Conozca más acerca del sistema ADI 2045TI Process Analyzer

Monitorización de la pureza de la caprolactama de acuerdo con la norma ISO 8660

Fórmula estructural de caprolactama

La caprolactama es un material de partida para la producción de poliamida 6, un polímero ampliamente utilizado en la fabricación de ropa, moquetas y fibras industriales. La calidad de la caprolactama se evalúa por medio del análisis del índice de absorción del permanganato (PAN), como se describe en la norma ISO 8660. El PAN se utiliza como medida de la pureza de la caprolactama, ya que expresa la estabilidad de una muestra de caprolactama en presencia de permanganato de potasio.

El sistema ADI 2045TI Process Analyzer de Metrohm Process Analytics cumple con todos los requisitos para el análisis del índice de absorción de permanganato (PAN), como se especifica en la norma ISO 8660.

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Determinación del contenido de agua

El agua es un parámetro de calidad fundamental, tanto en las materias primas como en los productos finalizados (lea más acerca de la determinación del contenido de agua en productos finalizados aquí). Un contenido de agua excesivo puede interferir con la reacción o comprometer las propiedades del producto finalizado. No obstante, aún más importante es la propia presencia de agua, que favorece la corrosión de las tuberías y los tanques de almacenamiento.

Mediante la titulación Karl Fischer, podrá comprobar el contenido de agua en monómeros gaseosos, gases licuados y monómeros líquidos

Agua en monómeros gaseosos

Curva de valoración para determinación contenido de agua en butadieno

Los monómeros gaseosos y otros gases licuados se utilizan en la producción de plásticos de todo tipo. Estos gases son con frecuencia agresivos, tóxicos y altamente volátiles, lo que representa un reto de cara a la monitorización de los parámetros críticos durante la fabricación de los productos derivados. Uno de esos parámetros es el contenido de agua.

El sistema 875 KF Gas Analyzer se vale de la titulación coulométrica para ofrecerle una alta sensibilidad y seguridad en la medida de niveles de traza de agua para una variedad de monómeros gaseosos y gases licuados.

> Lea más acerca del sistema 875 KF Gas Analyzer

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Agua en monómeros líquidos

Sistema de valorador Titrando para determinación volumétrica de agua

La determinación del contenido de agua en monómeros débilmente básicos con contenido de nitrógeno como la melamina y la beta-caprolactama se puede llevar a cabo de forma sencilla mediante titulación coulométrica y volumétrica. Para aminas propensas a reacciones secundarias, se recomienda el método del horno de Karl Fischer.

> Lea más acerca de la titulación Karl Fischer

> Conozca más acerca del método del horno para la preparación de las muestras

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Titulación del grupo terminal

La titulación potenciométrica es ideal para la titulación de grupos funcionales en monómeros, en concreto poliácidos y monoácidos monoméricos, así como polioles. Este tipo de titulaciones se realiza principalmente en soluciones no acuosas y no polares, por lo que implica una variación de potencial muy leve, lo que produce curvas de titulación planas y erráticas. Metrohm ha corregido este problema mediante el desarrollo de aparatos y sensores (p. ej., el Solvotrode; véase más abajo) que permiten la determinación de los puntos finales en estos medios de baja conductividad.

En la industria de los polímeros, se realizan cientos de titulaciones: desde los índices de acidez, hidroxilo, epóxido, carboxilo y amina, hasta la concentración de cloruro y isocianato. Los análisis más comunes y fácilmente automatizables son los de índice de hidroxilo y acidez, así como el análisis del contenido de isocianato.

Si está interesado en estos tipos de análisis, también le recomendamos que vea el webinario C&EN sobre "Soluciones de titulación para muestras de polímeros difíciles":

> Visite el webinario

Índice de acidez de acuerdo con las normas ASTM D4662-93 e ISO 2114:1996

855 Robotic Titrosampler para análisis automático de índices de acidez y de basicidad totales

El índice de acidez (o valor ácido, VA) es la titulación no acuosa más común empleada en la inspección de materias primas. El índice de acidez se corresponde con la cantidad de grupos funcionales de ácido carboxílico. La titulación potenciométrica es el método ideal para determinar este valor en resinas alquídicas, resinas de acrilato de poliéster o mezclas. Por supuesto, este método se puede automatizar de forma completa.

> Conozca más acerca de los tituladores de Metrohm y de la automatización

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Índice hidroxilo de acuerdo con las normas ASTM E1899-08 y DIN EN ISO 4629-2

Escena de laboratorio del valorador potenciométrico Titrando y del sistema de cromatografía iónica

El índice de hidroxilo de los monómeros indica el grado de esterificación. Asimismo, en la producción de poliuretanos, se determina el índice hidroxilo de los polioles para permitir la evaluación de su reactividad relativa con isocianatos.

Para la determinación del índice de hidroxilo, las normas ASTM E1899-08 y DIN EN ISO 4629-2 recomiendan la titulación potenciométrica.

La determinación del valor hidroxilo con titulación presenta varias ventajas:

  • El método es rápido y robusto.
  • La preparación de muestras es sencilla.
  • Se puede automatizar la determinación.
Como resultado, sus intervenciones se reducen al mínimo, a la par que se ahorra un tiempo valioso.

> Lea más acerca de los tituladores de Metrohm y la automatización

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Isocianatos de acuerdo con las normas DIN 53185 y DIN EN ISO 14896

Curva de valoración de isocianato

La reacción química entre los diisocianatos o poliisocianatos y un diol o poliol produce la formación de poliuretanos. Los grupos isocianatos con secuencia de doble enlace acumulado son los componentes esenciales en la síntesis. Aquí es donde atacan los grupos hidroxilo de los polioles. La titulación del grupo isocianato (NCO) es la clásica titulación por retroceso: el isocianato se titula con un exceso de dibutilamina, que se titula a su vez con una concentración conocida de ácido clórico.

Para ahorrar tiempo y trabajo, también se puede preparar esta determinación mediante el uso de un cambiador de muestras.

> Lea más acerca de los tituladores de Metrohm y la automatización

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Análisis de impurezas con voltamperometría

La voltamperometría es una técnica de alta sensibilidad para el análisis de sustancias electroquímicamente activas, como los iones orgánicos e inorgánicos o los compuestos orgánicos neutros. Esta técnica permite combinar en un solo sistema una amplia gama de aplicaciones, análisis breves y una alta precisión y sensibilidad, todo ello con una inversión y costes de funcionamiento comparativamente bajos.

La larga experiencia que Metrohm acumula en este campo nos permite ofrecerle aparatos, accesorios y conocimientos técnicos a la medida de sus aplicaciones. Lea cómo utilizar la voltamperometría para la inspección en la entrada de las materias primas en la industria de polímeros:

Determinación de 4-carboxibenzaldehído en ácido tereftálico

Sistema de voltamperometría con operador

Si se emplea xilol para la fabricación de ácido tereftálico, se forma 4-carboxibenzaldehido (4-CBA) como impureza. Es necesario eliminar esta impureza antes de seguir procesando el ácido tereftálico para, por ejemplo, producir fibras de poliéster o botellas PET.

El contenido residual de 4-CBA en ácido tereftálico purificado (PTA) se determina fácilmente mediante polarografía.

> Conozca más acerca de la voltamperometría

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Determinación del hierro en etilenglicol

Voltamperograma del contenido de hierro en etilenglicol determinado con voltamperometría

La voltamperometría es ideal para la determinación del hierro en etilenglicol. En el etilenglicol empleado como materia prima para la síntesis de poliuretano, incluso las impurezas de hierro a nivel de traza actúan como un catalizador y tienen, por tanto, un fuerte impacto en la polimerización. Como la voltamperometría no requiere preparación de muestras, la determinación se realiza de forma sencilla y sensible, con límites de detección por debajo de 0,1 µg/L aprox.

> Conozca más acerca de la voltamperometría

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Sodio y potasio en poliol con cromatografía iónica

Determinación de sodio y potasio en muestra de poliol

La reacción química de un diisocianato o un poliisocianato con polioles produce espumas de poliuretano, resinas y cauchos. Las impurezas presentes en las materias primas tienen un gran impacto en las velocidades de reacción y pueden comprometer la calidad del producto final. En los polioles, los metales alcalinos representan una de las impurezas más críticas, puesto que son un potente catalizador de reacciones lineales y ramificadas. La cromatografía iónica tras la eliminación de la matriz inline es un método rápido y preciso para la determinación simultánea de sodio y potasio.

> Conozca más acerca de la cromatografía iónica

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