Kontrola kvality vyrobených polymérov a produktov z plastov

Illustration QC of finished plastic products

 

Kvalitné polyméry sa využívajú prakticky v každom odvetví a nájdeme ich vo väčšine spotrebných produktov. Veľmi precíznou a komplexnou výrobou sa dosiahnu dôkladne nadizajnované vlastnosti týchto polymérov. Aby polyméry spĺňali špecifické požiadavky, vo výrobnom procese je kľúčovým aspektom kontrola kvality hotových produktov.

Metrohm ponúka špecializované riešenia pre stanovenie mnohých parametrov, ako napríklad:


Downloads

Súlad s predpismi pri testovaní kvality

Naše prístroje sú vhodné pre širokú škálu analýz v súlade s predpismi ASTM, ISO, a DIN.

> Pozrite sa ako dosiahnuť súlad s medzinárodnými štandardmi pomocou prístrojov Metrohm

 

Spektroskopia pre testovanie polymérov

Pri analýze vzoriek polymérov ponúkajú spektroskopické techniky niekoľko výhod. Vo všeobecnosti je príprava vzoriek minimálna alebo nie je vôbec potrebná, a merania sú nedeštruktívne. Vďaka tomu je celý postup jednoduchý a časovo nenáročný - poskytuje presné výsledky v priebehu niekoľkých sekúnd.

Pomocou analyzátora NIRS DS2500 od Metrohm môžete vykonávať merania odrazivosti polymérov v akomkoľvek prostredí. Tento kompaktný a robustný analyzátor umožňuje merať viaceré parametre súčasne.

> Viac informácií o analyzátore NIRS DS2500

> Pozrite si, ktoré parametre možno analyzovať pomocou analyzátora NIRS DS2500

Kontrola aditív v hotových plastoch

Aditíva sa na modifikáciu polymérov používajú z rôznych dôvodov: aby bol materiál ľahšie spracovávaný a trvácnejší, na vytvorenie konkrétnej farby, na zmenu vzhľadu alebo na jeho mäkkosť a pružnosť. Aby sa potvrdilo, že konečný produkt vyhovuje stanoveným požiadavkam, musí v ňom byť obsah týchto stabilizátorov skontrolovaný.

Pomocou spektroskopie dokážete jednoducho určiť nízke hladiny prísad priamo v neporušenom polymérnom pelete. Metrohm vyvinul vzorovú aplikáciu na stanovenie stabilizátora svetla (Tinuvin 770) a antioxidantu (Irganox 225), ktoré dokazujú rozsah a jednoduchosť použitia spektroskopie.

Na stiahnutie

Kontrola stôp kopolymérov v hotových produktoch

Je takmer nemožné predpovedať aký vplyv má poradie rôznych monomérnych jednotiek na vlastnosti polymérov. Toto poradie určuje hlavné vlastnosti konečného produktu.

Spektroskopia je schopná stanoviť hladiny kopolyméru v peletách z polymérov bez prípravy vzoriek, čo vám umožní ľahko a rýchlo potvrdiť kvalitu produktu.

Na stiahnutie

Rýchla identifikácia použitých plastov pomocou Raman spektroskopie

Ako nakladať s plastovým odpadom je v súčasnosti, i budúcnosti, pre ľudstvo jednou z najväčších úloh. Na recykláciu plastového odpadu však musíte vedieť, s akým typom materiálu ste prišli do styku.

Raman spektroskopia je ideálnou metódou na identifikáciu funkčných skupín v polyméroch a na odhaľovanie detailov polymérnych štruktúr. Techniky, ktoré fungujú vo výskume, vývoji a výrobe, fungujú aj v odvetví recyklácie plastov. V tomto prípade je rozhodujúce triediť plast podľa typu materiálu. Raman dokáže v odpade efektívne odlíšiť materiály ako ABS, PE, PS, PET a PMMA - bez ohľadu na farbu, povrchovú vodu, deformáciu alebo špinu - a to všetko za pár sekúnd a bez akéhokoľvek kontaktu s analyzovaným materiálom.

> Viac informácií o analyzátore Mira M-1

Na stiahnutie

 

Stanovenie tepelnej stability PVC

PVC a iné polyméry s obsahom chloridov, patria medzi najuniverzálnejšie a najpoužívateľnejšie syntetické materiály. Tieto materiály však majú nízku termostabilitu. Pri zvýšených teplotách sa tieto polyméry degradujú a uvoľňujú chlorovodík (HCl). Táto takzvaná dehydrochlorinácia PVC je ich vážnou slabinou. Možno ju však z veľkej časti eliminovať pridaním tepelných stabilizátorov. Termostabilita hotového produktu musí byť kontrolovaná v rámci kontroly kvality.

Stanovenie HCl je opísané v norme ISO 182 časť 3. Metóda na stanovenie termostability polymérov je založená na prenose plynného HCl, ktorý sa uvolňuje pri zahrievaní vzorky do roztohu, v ktorom sa následne meria vodivosť.

Metrohm má pre toto meranie v ponuke špeciálny prístroj: 895 Professional PVC Thermomat. Pomocou tohto prístroja možno analyzovať viacero vzoriek PVC súčasne a riadiť celý proces v počítači.

> Ďalšie informácie o 895 Professional PVC Thermomat

Metrohm prirodzene poskytuje nielen prístroje, ale aj aplikácie na stanovenie tepelnej odolnosti PVC a iných polymérov s obsahom chloridu. Viac sa dočítate v dokumentoch na stiahnutie, dostupných nižsie.

Na stiahnutie

 

Stanovenie vody v plastoch

Polyméry ľahko absorbujú vodu. Vlastnosti plastov môžu byť ohrozené prítomnosťou nadmerného množstva vlhkosti. V procese tvarovania peliet napríklad zvyšková vlhkosť reaguje s roztaveným polymérom a zhoršuje tak jeho fyzikálne a chemické vlastnosti. Preto sa musí kontrolovať obsah vody v polyméroch, aby sa zabezpečila primeraná kvalita výrobku.

Bežne používanou metódou na stanovenie vody v polyméroch je sledovanie úbytku hmotnosti sušením (LOD). LOD však neurčuje obsah vody, ale celkový obsah prchavých zložiek. Okrem toho je stanovenie LOD časovo veľmi náročné.


Preferovaná metóda: Coulometrická Karl Fischer titrácia

Ako efektívnu alternatívu k LOD, Metrohm ponúka coulometrické stanovenie vody - časovo overenú techniku, ktorá sa osvedčila v nespočetnom množstve aplikácií.

Keďže väčšina polymérov je nerozpustná, vlhkosť sa zo vzoriek extrahuje zahriatím, a odparovaná vlhkosť sa prenesie do coulometrickej cely. Technika pomocou piecky je dobre známym postupom pre prípravu vzoriek v Karl Fischer titrácii a je odporúčaná v rôznych normách (napr. ASTM D 6869-03 alebo ISO 15512).

> Viac informácií o automatizovanej coulometrickej Karl Fischer titrácii

Na stiahnutie

NIR spektroskopia: Rýchla a nedeštruktívna

Síce je coulometrické stanovenie vody štandardnou metódou na stanovenie vlhkosti v plastoch, NIR spektroskopia môže byť výhodnou alternatívou, keďže je nedeštruktívna a rýchla. Ako dôkaz sme vyvinuli aplikáciu na stanovenie vody v plastových kontaktných šošovkách.

> Viac informácií o Metrohm NIRSystems

Na stiahnutie

 

Halogény a síra v polyméroch: Pyrohydrolitická iónová chromatografia

Pri spaľovaní organických materiálov s obsahom halogénov a síry, sa vytvárajú nebezpečné toxické plyny. Aby sa v prípade požiaru toto riziko vylúčilo, niektoré plasty musia byť kontrolované na obsah halogénov a síry. Stanovenie týchto parametrov by malo byť spoľahlivé, presné a v neposlednom rade čo najmenej časovo náročné.

Veľmi vhodnou metódou na tento účel je pyrohydrolitická iónová chromatografia (CIC). Pri tejto inline technike sa vzorka podrobí pyrohydrolytickému spaľovaniu a zlúčeniny, ktoré sú predmetom záujmu, sú premenené na plynnú formu a priamo absorbované roztokom. Tento roztok sa potom analyzuje iónovou chromatografiou. Spojením rozkladu vzorky s analytickým prístrojom je možné zvýšiť priepustnosť vzoriek, ako aj presnosť a správnosť výsledkov.

Pyrohydrolytická iónová chromatografia je vysoko spoľahlivá - testovanie ukázalo, že výťažnosť metódy je medzi 99% a 102,4% (použitím certifikovaného polyetylénového granulátu s obsahom známeho množstva chlóru, brómu a síry, viď TA-049 nižšie).

Pyrohydrolytická iónová chromatografia pri testovaní kvality elektrických káblov a drôtov bez obsahu halogénu

V súčasnosti sa čoraz viac používajú elektrické káble a vedenie bez halogénov (tiež známe ako zero-halogen). DIN EN 62321-3-2 odporúča  pyrohydrolytickú IC na stanovenie celkového brómu v elektrických a elektronických produktoch. Pyrohydrolytická IC je užitočným nástrojom pre stanovenie polymérov v súlade so zákonom, s normami a požiadavkami (IEC 60502-1, RoHS, atď.).

> Viac informácií o pyrohydrolytickej iónovej chromatografii 

> Pozrite si ďalšie aplikácie pre analýzy polymérov pomocou pyrohydrolytickej IC

Na stiahnutie

 

Voltampérometria: Stanovenie reziduí a nečistôt

Voltampérometria je všestranná technika na analýzu elektrochemicky aktívnych látok, napríklad anorganických alebo organických iónov, ale aj neutrálnych organických zlúčenín. Výhodou tejto techniky je kombinácia širokého spektra možných aplikácií, krátkého trvania analýzy, vysokej presnosti a citlivosti, spolu s nízkými investičnými a prevádzkovými nákladmi.

Zvyškový obsah monomérov: Styrén v polystyréne

Po polymerizácii styrénu na polystyrén, môžu v konečnom produkte zostať prítomné malé množstvá toxického, karcinogénneho styrénu. Zvyškový obsah styrénu v polystyréne preto musí byť sledovaný a je možné ho stanoviť jednoducho pomocou voltampérometrie.

> Viac informácií o voltampérometrii

Na stiahnutie

Kovové nečistoty v plastoch

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

Pomocou voltampérometrie je možné stanoviť kovy vo všetkých plastoch. Pri voltampérometrickej analýze je potrebná príprava vzorky plastu na odstránenie organických zložiek. Príprava vzorky sa zvyčajne vykonáva prostredníctvom mineralizácie (trávením mikrovlnami), spaľovaním alebo prípadne extrakciou (s minerálnou kyselinou). Rovnaký postup samozrejme môže byť aplikovaný aj na suroviny (viac sa dozviete tu).

Príklady kovov, ktoré možno stanoviť v PET pomocou voltampérometrie:
  • antimón,
  • kobalt, a
  • titán.

> Viac informácií o voltampérometrii

Na stiahnutie

 

Posúvanie hraníc s vodivými polymérmi

Všeobecne sú syntetické polyméry izolátory. Ak však disponujú rozsiahlym π elektrónovým systémom, môžu byť polovodičmi.

Najbežnejšími vodivými polymérmi (CP) sú polyanilín, polypyrol, ako aj polytiofén a jeho deriváty. Pridaním dopovaných iónov, je možné získať polyméry s vodivosťou podobnou kovom alebo polyméry s inými výnimočnými vlasťami - od organických svetelných diód (OLED), po polymérové solárne články alebo vodivé polymérové kondenzátory a elektródy. Na skúmanie elektrochemických vlastností vodivých polymérov alebo polymérových elektrolytov počas elektropolymerizácie sa využívajú in-situ merania, ako napr. elektrochemická impedančná spektroskopia (EIS) a cyklická voltampérometria. Pri týchto špičkových nových technológiách sa výskumníci na celom svete spoliehajú na prístroje Metrohm Autolab.

> Ďalšie informácie o elektrochémii s Metrohm Autolab

Ďalšie aplikácie a produkty

Titrácia koncovej skupiny titrácie polymérov a živíc

Dnešné polyméry a živice sa vyrábajú s vlastnosťami na mieru. V kontexte štruktúry a vlastností zohrávajú rozhodujúcu úlohu funkčné skupiny, preto je potrebné stanoviť číslo kyslosti a hydroxylové číslo polymérov a živíc.

Pozrite si aplikáciu Viac informácií na túto tému nájdete na stránke QC Feedstock

Webinár: Ako riešiť titráciu komplikovaných vzoriek polymérov

Ak pracujete s komplikovanými vzorkami, v ktorých potrebujete stanoviť vlhkosť, číslo kyslosti alebo hydroxylové číslo, odporúčame vám pozrieť si tento webinár.

Prejsť na webinár

Monitorovanie enzymatickej degradácie bioplastov pomocou titrácie

Bioplasty sú vyrobené buď z biologického alebo biologicky odbúrateľného materiálu, alebo z oboch – ako v prípade polyhydroxybutyrátu (PHB). V neskoršom štádiu degradácie sa tento polyester, ktorý je tvorený látkami bakteriálneho pôvodu, štiepi vďaka enzymaticky riadeným reakciám. Enzýmová degradácia PHB môže byť účinne monitorovaná pomocou acidobázickej titrácie.

Ďalšie informácie o biosyntetickom a biologicky odbúrateľnom PHB