03.08.2020 by Milena Riedl
TGA-FT-IR - вашето решение за Identify полимерна смес и нейния състав
Полимерните смеси предлагат значителни предимства по време на експлоатационния си живот. Те обаче затрудняват рециклирането в края на експлоатационния период. Един от най-основните проблеми е идентифицирането на материала като смес, както и на неговия състав, за да се гарантира, че той е правилно сортиран и може да бъде използван повторно, ако е възможно. Прочетете как TGA и FT-IR помагат при идентификацията и се присъединете към нашата серия уебинари на TG-FT-IR!
Полимерните смеси са комбинация от два или повече полимера. Те се комбинират, за да се създаде нов материал с подобрени физични свойства в сравнение с отделните суровини.
Макар че смесите предлагат значителни предимства по време на експлоатационния си живот, те затрудняват рециклирането в края на живота. Един от най-основните проблеми е идентифицирането на материала като смес, както и на неговия състав, за да се гарантира, че той е правилно сортиран и може да бъде използван повторно, ако е възможно.
Идентификация с TGA и FT-IR спектрометър на Bruker Optics
Идентифицирането на компонентите на дадена смес може да се извърши чрез комбинация от TGA и FT-IR. От една страна, етапите на загуба на маса дават информация за количеството на полимера. От друга страна, пиролизните газове, открити чрез FT-IR, действат като пръстов отпечатък на полимера и помагат при идентификацията.
Различни смеси бяха изследвани с NETZSCH PERSEUS® TG 209F1 Libra®.
Пример 1: Количествен анализ на различни полимерни компоненти
На фигура 1 са представени получените TGA-FT-IR данни за сместа POM/PTFE. Открити са две стъпки на загуба на маса от 92,6 % и 1,3 % с пикове в DTG кривата при 366 °C и 582 °C. Сигналът на Грам Шмидт, показващ цялостните промени в ИЧ, се държи като огледален образ на DTG. Максимуми се наблюдават в същата температурна област.
За идентифициране на отделените газове се извличат единични спектри и се сравняват с базата данни за FT-IR полимери на NETZSCH, която се състои от пиролизни спектри на често срещани полимери. Двуизмерният спектър по време на първата стъпка на загуба на маса е в добро съответствие с пиролизните газове на ПОМ (зелено). Продуктите от разлагането на PTFE (оранжево) бяха открити по време на втората стъпка на загуба на маса, сравни фигура 2. От анализа може да се заключи, че изследваната смес е съставена основно от POM (92,6 %) с незначително количество PTFE (1,3 %).
Пример 2: Откриване на различия между компонентите с FT-IR
Втората примерна смес, която беше изследвана, е смес от PA6 и ABS. На фигура 3 е показана TGA кривата със загуба на маса от 98 % от кривата на Грам Шмид с пик при 462 °C. От тези криви не може да се види, че изследваният образец се състои от повече от един материал. Само анализът на еволюиралия газ може да даде повече информация. Двуизмерният спектър беше извлечен при 456°C (червено) и сравнен с базата данни за FT-IR полимери на NETZSCH, вж. фигура 5. Това сравнение ясно показва, че измереният спектър е смес от повече от един полимер. Установено е, че PA6 е с най-голямо сходство. След изваждането на спектъра, ABS е открит като второто съединение от тази смес. Червените кръгчета показват уникалните вибрационни ленти за PA6 в измерения спектър, докато сините кръгчета маркират характерните ленти за ABS.
Мощно решение за идентифициране на компонентите на полимерни смеси
Съчетаването на TGA и FT-IR е много подходящ инструмент за идентифициране на полимерни смеси. Кривите на TGA позволяват количествено определяне на съдържанието на полимери, докато идентифицирането на полимерите се извършва по пиролизните газове, сравнени с библиотеката на газовата фаза NETZSCH FT-IR Database of Polymers. Това е добро решение, когато са необходими количествени резултати или полимерът е черен, което може да затрудни FT-IR анализа чрез ATR.
Научете повече за TGA-FT-IR и базата данни NETZSCH FT-IR за полимери в предстоящата серия уебинари с Bruker Optics!
Съществуват много мощни методи за анализ, които помагат при разработването на материали, оптимизирането на процесите и оценката на експлоатационния живот на вашите продукти. Но малко от тях могат да се комбинират, за да ви предоставят още по-ценна информация. Един от най-известните примери в областта на материалознанието е комбинацията от термогравиметрия (TGA) и инфрачервена спектроскопия с преобразуване на Фурие (FT-IR).
Bruker Optics и NETZSCH организират поредица от уебинари през август, за да ви покажат още мощни примери защо TGA-FT-IR е вашето решение за анализ на материалния състав на продуктите или на повредата на компонентите по време на експлоатационния им живот.
На 6 август 2020 г. д-р Еккехард Фюглейн от NETZSCH ще се фокусира върху анализа на материалния състав с помощта на TGA и TG-FT-IR.
На 13 август 2020 г. д-р Сергей Шилов от Bruker Optics ще се фокусира върху анализа на откази с помощта на TG-FT-IR.