Johdanto
Lüdenscheidin muovi-instituutti [1], joka on kokenut yhteyshenkilö kaikissa muovia koskevissa kysymyksissä, on vuosien mittaan luonut materiaalitietokannan, joka sisältää tällä hetkellä DSC-käyrät yli 600 kaupallisesti saatavilla olevalle polymeerille. Kunststoff-Institutin ja NETZSCH-Gerätebau GmbH:n yhteistyön ansiosta tämä laaja tietokanta on nyt integroitu Identify -käyrien tunnistusohjelmistoon Proteus® -analyysin yhteydessä. Yhdessä AutoEvaluation'n automaattisen, käyttäjästä riippumattoman DSC-mittausten arvioinnin kanssa tämä paitsi yksinkertaistaa polymeerianalyysiä esimerkiksi tunnistamisen, vika-analyysin ja laadunvalvonnan osalta myös tekee tuloksista entistä mielekkäämpiä [2].
Mitä Identify tarjoaa?
Identify -tietokantajärjestelmä otettiin käyttöön DSC-käyrien suoraa vertailua ja siten luokittelua ja tulkintaa varten, mutta sitä voidaan nyt käyttää myös DIL- ja TMA-laitteista peräisin oleviin ΔL/L0-mittauksiin, DSC-laitteista saatuihin Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.cp-tietoihin ja viime aikoina myös TGA-mittauksiin [3]. Kun Identify on käytettävissä osoitteessa Proteus®, sitä voidaan käyttää automaattisesti kaikkien tuettujen laitteiden kaikkiin signaalityyppeihin. Käyttäjällä on aina pääsy koko tietokantaan kaikkine mahdollisuuksineen, kuten nykyisen mittauskäyrän ja minkä tahansa tietokannan käyrän päällekkäin asettaminen - myös eri tietotyyppien käyrät.
Tietokannan NETZSCH koko osa sisältää yli 1 100 nimikettä polymeerien, orgaanisten aineiden, elintarvikkeiden ja lääkkeiden, keramiikan ja epäorgaanisten aineiden, metallien ja seosten sekä kemiallisten alkuaineiden aloilta (ks. kuva 1). Nämä merkinnät koostuvat eri tietotyyppien (DSC, TGA, DIL/TMA ja Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.cp) mittauksista ja kirjallisuustiedoista. Käyttäjät voivat luonnollisesti luoda tai laajentaa kirjastoja omilla mittauksillaan ja kirjallisuustiedoillaan, ja niitä voidaan samanaikaisesti jakaa muiden käyttäjien kanssa tietoverkon kautta.
Periaatteessa Identify tarjoaa erilaisia hakualgoritmeja; tietokantahaku voidaan rajoittaa tiettyihin lämpötila-alueisiin ja tulokset voidaan suodattaa eri kriteerien, kuten mittausolosuhteiden, mukaan.
KIMW-tietokannan edut
Vaikka Identify -tietokannan NETZSCH osa muodostaa vankan perustan large materiaalien ja menetelmien monipuolisuutensa ansiosta, valinnainen KIMW-osa tarjoaa lisäksi aiemmin saavuttamatonta syvyyttä polymeerien DSC:n alalla: Se sisältää 600 DSC-mittausta erilaisista kaupallisesti saatavilla olevista polymeereistä ja seoksista, jotka edustavat noin 130:tä eri polymeerityyppiä. Tämä tarkoittaa sitä, että monien polymeerityyppien osalta on mittauksia saman tyypin eri tuotteista, joiden DSC-profiilit voivat poiketa huomattavasti toisistaan. Lukuisien DSC-käyrien lisäksi etuna on, että jokaisesta 600 polymeeristä on tallennettu tarkka kauppanimi ja valmistaja sekä väri ja täyteainepitoisuus.
Yhteenvetona voidaan todeta, että integroimalla ne osoitteeseen Identify voidaan KIMW-tietokannan 600 DSC-käyrää käyttää suoraan ja älykkäästi - joko pelkästään visuaalisen vertailun avulla tai polymeerin automaattiseen tunnistamiseen, kuten seuraavassa esimerkissä osoitetaan.
Polymeeriseoksen tunnistaminen
Kuvissa 2a ja 2b esitetään esimerkinomainen tietokantahaku, jossa tulokäyränä käytetään KIMW-tietokannassa jo olevaa polymeeriseosta "PEI-PTFE Ultem 4001" koskevaa mittausta. Tulokset AutoEvaluation ja Identify tulevat näkyviin yhdellä napsautuksella: Tässä tapauksessa havaittiin EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen vaikutus noin 0 °C:n ja 30 °C:n välisellä lämpötila-alueella sekä lasisiirtymä noin 216 °C:ssa ja toinen EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen (sulava) vaikutus 324 °C:n huippulämpötilassa. Tietokantahaku tuotti saman käyrän kuin samankaltaisin osuma yhdessä toisen PEI-PTFE-seoksen kanssa, mutta myös mittauksia puhtaalla PTFE:llä ja PEI:llä (ks. kuva 2b).
Sen sijaan useimpien muiden polymeerityyppien DSC-käyrät olivat paljon vähemmän samankaltaisia, joten ne voitiin sulkea pois. Lisätietoja, kuten mittausolosuhteista tai vaikutusten tulkinnasta, on viitteessä [2].
Yhteenveto
Osoitteeseen Identify integroidun KIMW-tietokannan avulla mittausta voidaan verrata suoraan moniin satoihin kaupallisesti saatavilla olevien polymeerien DSC-käyriin. Tämä tekee polymeerien tunnistamisesta paitsi helpompaa myös luotettavampaa!