رقمنة DSC: حقق أقصى استفادة من قياساتك!

يجيب التحليل الحراري على العديد من الأسئلة في أقسام الأعمال المختلفة في الصناعة التحويلية. ومع ذلك، غالبًا ما يكون الحصول على أكبر قدر من المعلومات من القياسات أمرًا صعبًا حيث لا يتوفر في الأدبيات سوى قيم فردية وليس مخططات حرارية كاملة. قواعد بيانات البوليمر هي أدوات شائعة للطرق الأخرى مثل FT-IR أو GC-MS. تعلم كيف تسهل قاعدة البيانات الخاصة بأجهزة التحليل الحراري عملك اليومي.

يمكن أن يجيب التحليل الحراري على العديد من الأسئلة في أقسام الأعمال المختلفة في الصناعة التحويلية. بالنسبة لفحص البضائع الواردة، من المهم معرفة ما إذا كانت دفعة المواد مناسبة لإنتاج أجزاء جيدة. في الهندسة العكسية، تُطرح أسئلة حول سبب قدرة أحد المنافسين على تقديم قطع مماثلة بأسعار أرخص. بمجرد تعطل جزء ما، من الضروري اكتشاف ما إذا كانت هناك أي شوائب في المادة أو ما إذا كان قد تم ضبط معايير الإنتاج بشكل مناسب.

لماذا نحتاج إلى قاعدة بيانات البوليمر؟

كانت التقييمات المستندة إلى البيانات للنتائج شائعة للعديد من الطرق مثل FT-IR أو GC-MS لفترة طويلة. في الأدبيات، تتوفر قيم مفردة فقط وليس المخططات الحرارية الكاملة، وهي ضرورية للحصول على معلومات كاملة عن مادة ما. بالإضافة إلى ذلك، لم تكن المقارنة الرياضية للمنحنيات الكاملة ممكنة قبل رقمنة المخططات الحرارية والجداول.

كيف تعمل؟

الحالة 1: كانت المادة عبارة عن مادة إعادة تدوير البولي بروبيلين بولي بروبيلين. تُظهر الأجزاء من دفعة الإنتاج الحالية خواص ميكانيكية أقل. كما أنها تحتوي على خطوط بنية اللون مرئية جزئيًا. لم تظهر دفعات الإنتاج السابقة أي مشاكل.

أولاً، تم تحليل جزء جيد باستخدام المسعر بالمسح التفاضلي (DSC) للحصول على مرجع للمقارنة مع الجزء المعيب. يوضح الشكل 1 وجود ذروة ذوبان واحدة فقط في النطاق النموذجي للبولي بروبيلين (PP).

يُظهر المخطط الحراري DSC ذروة انصهار واحدة عند 167.1 درجة مئوية، مما يشير إلى عينة جيدة من مادة البولي بروبيلين (PP). — الشكل 1: قياس DSC لجزء جيد

بعد ذلك، تم قياس الجزء المعيب أيضًا باستخدام DSC. في الشكل 2، يظهر بوضوح وجود ذروة انصهار ثانية عند درجة حرارة 132 درجة مئوية تقريبًا. وهذا مؤشر قوي على وجود شوائب في المادة المعالجة.

رسم بياني لقياس DSC يوضح التحليل الحراري لجزء معيب من البولي بروبلين مع وجود ذروتين انصهار تشير إلى وجود شوائب. — الشكل 2: قياس DSC للجزء المعيب

من أجل معرفة ماهية النجاسة، من الضروري البحث في الأدبيات ..

... أو قاعدة بيانات البوليمر المدمجة في NETZSCH `Proteus^®` حل البرمجيات!

نتائج المطابقة التلقائية من خاصية Identifying في برنامج Proteus®، التي تعرض بيانات التحليل الحراري لمواد البوليمر. — الشكل 3: المطابقة التلقائية لقاعدة البيانات مع خاصية Identify في البرنامج `Proteus^®`®

كانت منطقة القياس ذات الذروة غير الشائعة فقط selected للتحليل. يعرض البرنامج تلقائيًا المواد المرجعية التي تتوافق مع المادة المقاسة. في هذه الحالة، تتمتع القمة الأولى بارتباط جيد جدًا مع HD-PE. ولذلك، يمكن التأكد من أن مادة البولي بروبيلين بروبيلين المعاد تدويره قد تلوثت بمادة HD-PE.

تحديد المواد المجهولة

الحالة 2: في المثال الثاني، كان الهدف هو تحديد المادة التي تم استخدامها لإنتاج جزء تنافسي.

يُظهر الرسم البياني لتحليل التذبذب الحراري الكهرومغناطيسي DSC ذروة انصهار عند 222.4 درجة مئوية، مما يشير إلى إمكانية تحديد مادة البولي أميد 6 (PA6) أو PA610. — الشكل 4: قياس DSC لجزء منافس

يوضح الشكل 4 تحليل DSC للعينة مع ذروة انصهار مقيسة تبلغ 222 درجة مئوية. وتكشف نظرة على الأدبيات أن المادة يمكن أن تكون إما من البولي أميد 6 (PA6) (ذروة الانصهار بين 220 و230 درجة مئوية) أو PA610 (ذروة الانصهار بين 210 و230 درجة مئوية). وبالتالي، بسبب تداخل نقاط الانصهار المتداخلة، لا يمكن التفريق بين المادتين.

ومع ذلك، من خلال تقييم القياس باستخدام قاعدة البيانات الآلية، يتضح أن المادة المعالجة هي PA610. يقارن البرنامج الرسم البياني بأكمله رياضيًا، مقارنةً بمقارنة القيمة المفردة مع بيانات الأدبيات.