Εισαγωγή
Με την πάροδο των ετών, το Kunststoff-Institut Lüdenscheid [1] - μια έμπειρη επαφή για κάθε ερώτηση σχετικά με τα πλαστικά - δημιούργησε μια βάση δεδομένων υλικών που περιλαμβάνει σήμερα καμπύλες DSC για περισσότερα από 600 εμπορικά διαθέσιμα πολυμερή. Χάρη στη συνεργασία μεταξύ του Kunststoff-Institut και της NETZSCH-Gerätebau GmbH, αυτή η εκτεταμένη βάση δεδομένων έχει πλέον ενσωματωθεί στο λογισμικό αναγνώρισης καμπυλών Identify στο πλαίσιο της ανάλυσης Proteus®. Σε συνδυασμό με την αυτόματη, ανεξάρτητη από τον χρήστη αξιολόγηση των μετρήσεων DSC του AutoEvaluation, αυτό όχι μόνο απλοποιεί την ανάλυση των πολυμερών όσον αφορά θέματα όπως η ταυτοποίηση, η ανάλυση αστοχίας και ο ποιοτικός έλεγχος, αλλά και καθιστά τα αποτελέσματα πιο χρήσιμα [2].
Τι προσφέρει το Identify
Το σύστημα βάσεων δεδομένων Identify εισήχθη για την άμεση σύγκριση και, συνεπώς, την ταξινόμηση και ερμηνεία των καμπυλών DSC, αλλά μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί και για μετρήσεις ΔL/L0 που προέρχονται από όργανα DIL και TMA), για δεδομένα Ειδική θερμοχωρητικότητα (cp)Η θερμοχωρητικότητα είναι ένα φυσικό μέγεθος ειδικό για κάθε υλικό, το οποίο καθορίζεται από την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται στο δείγμα, διαιρούμενη με την προκύπτουσα αύξηση της θερμοκρασίας. Η ειδική θερμοχωρητικότητα σχετίζεται με τη μονάδα μάζας του δείγματος.cp από όργανα DSC και, πιο πρόσφατα, και για μετρήσεις TGA [3]. Μόλις το Identify είναι διαθέσιμο στο Proteus®, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτόματα για όλους τους τύπους σημάτων οποιουδήποτε από τα υποστηριζόμενα όργανα. Ο χρήστης έχει πάντα πρόσβαση σε ολόκληρη τη βάση δεδομένων με όλες τις δυνατότητές της, όπως η επικάλυψη της τρέχουσας καμπύλης μέτρησης με οποιεσδήποτε καμπύλες της βάσης δεδομένων - συμπεριλαμβανομένων εκείνων διαφορετικών τύπων δεδομένων.
Ολόκληρο το τμήμα NETZSCH της βάσης δεδομένων περιλαμβάνει περισσότερες από 1.100 καταχωρίσεις από τους τομείς των πολυμερών, των οργανικών, των τροφίμων και των φαρμακευτικών προϊόντων, των κεραμικών και των ανόργανων, των μετάλλων και των κραμάτων καθώς και των χημικών στοιχείων (βλ. εικόνα 1). Οι καταχωρίσεις αυτές αποτελούνται από μετρήσεις και βιβλιογραφικά δεδομένα διαφόρων τύπων δεδομένων (DSC, TGA, DIL/TMA και Ειδική θερμοχωρητικότητα (cp)Η θερμοχωρητικότητα είναι ένα φυσικό μέγεθος ειδικό για κάθε υλικό, το οποίο καθορίζεται από την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται στο δείγμα, διαιρούμενη με την προκύπτουσα αύξηση της θερμοκρασίας. Η ειδική θερμοχωρητικότητα σχετίζεται με τη μονάδα μάζας του δείγματος.cp). Οι χρήστες μπορούν, φυσικά, να δημιουργήσουν ή να επεκτείνουν το libraries με δικές τους μετρήσεις και βιβλιογραφικά δεδομένα, τα οποία μπορούν ταυτόχρονα να διαμοιραστούν με άλλους χρήστες μέσω του δικτύου υπολογιστών.
Βασικά, το Identify προσφέρει διαφορετικούς αλγορίθμους search. Η βάση δεδομένων search μπορεί να περιοριστεί σε ορισμένες θερμοκρασιακές περιοχές και τα αποτελέσματα μπορούν να φιλτραριστούν σύμφωνα με διάφορα κριτήρια, όπως οι συνθήκες μέτρησης.
Τα πλεονεκτήματα της βάσης δεδομένων KIMW
Ενώ το μέρος NETZSCH της βάσης δεδομένων Identify αποτελεί ένα σταθερό θεμέλιο λόγω της ποικιλίας υλικών και μεθόδων που διαθέτει large, το προαιρετικό μέρος KIMW διαθέτει επιπλέον ανεπανάληπτο βάθος στον τομέα της DSC σε πολυμερή: Περιλαμβάνει 600 μετρήσεις DSC σε διάφορα εμπορικά διαθέσιμα πολυμερή και μείγματα, που αντικατοπτρίζουν περίπου 130 διαφορετικούς τύπους πολυμερών. Αυτό σημαίνει ότι για πολλούς τύπους πολυμερών υπάρχουν μετρήσεις σε διαφορετικά προϊόντα του ίδιου τύπου, τα οποία μπορεί να παρουσιάζουν σημαντικά διαφορετικά προφίλ DSC. Εκτός από το πλήθος των καμπυλών DSC, υπάρχει το πλεονέκτημα ότι για κάθε ένα από τα 600 πολυμερή, αποθηκεύονται η ακριβής εμπορική ονομασία και ο κατασκευαστής, καθώς και το χρώμα και η περιεκτικότητα σε πληρωτικό υλικό.
Συνοπτικά, η ενσωμάτωσή τους στο Identify επιτρέπει την άμεση και έξυπνη χρήση των 600 καμπυλών DSC της βάσης δεδομένων KIMW - είτε μέσω μιας καθαρά οπτικής σύγκρισης είτε για την αυτόματη αναγνώριση ενός πολυμερούς, όπως φαίνεται στο ακόλουθο παράδειγμα.
Προσδιορισμός ενός μίγματος πολυμερών
Τα Σχήματα 2α και 2β απεικονίζουν μια υποδειγματική βάση δεδομένων search όπου μια μέτρηση στο μίγμα πολυμερών "PEI-PTFE Ultem 4001", η οποία είναι ήδη διαθέσιμη στη βάση δεδομένων KIMW, χρησιμεύει ως καμπύλη εισόδου. Τα αποτελέσματα AutoEvaluation και Identify εμφανίζονται με ένα μόνο κλικ: Πρώτον, πραγματοποιήθηκε αυτόματη ανίχνευση και αξιολόγηση των φαινομένων- στην προκειμένη περίπτωση, εντοπίστηκε ένα ενδόθερμο φαινόμενο στην περιοχή θερμοκρασιών μεταξύ περίπου 0°C και 30°C, καθώς και μια υαλώδης μετάβαση στους 216°C περίπου και ένα άλλο ενδόθερμο φαινόμενο (τήξης) σε θερμοκρασία αιχμής 324°C. Η βάση δεδομένων search έδωσε την ίδια καμπύλη με το πιο παρόμοιο χτύπημα μαζί με ένα άλλο μείγμα PEI-PTFE, αλλά και μετρήσεις σε καθαρό PTFE και PEI (βλ. σχήμα 2β).
Αντίθετα, οι καμπύλες DSC των περισσότερων από τους άλλους τύπους πολυμερών είχαν πολύ μικρότερη ομοιότητα, ώστε να μπορούν να αποκλειστούν. Για περισσότερες λεπτομέρειες, όπως οι συνθήκες μέτρησης ή η ερμηνεία των αποτελεσμάτων, ανατρέξτε στην αναφορά [2].
Περίληψη
Η βάση δεδομένων KIMW που είναι ενσωματωμένη στο Identify επιτρέπει την άμεση σύγκριση μιας μέτρησης με πολλές εκατοντάδες καμπύλες DSC σε πολυμερή που διατίθενται στο εμπόριο. Αυτό καθιστά την ταυτοποίηση πολυμερών όχι μόνο ευκολότερη, αλλά και πιο αξιόπιστη!