Distinguer les différents types de polyéthylène à l'aide de l'analyse de l'eau de mer Identify

Introduction

La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est une méthode largement utilisée pour déterminer le comportement thermique des polymères. Grâce à la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion caractéristique de chaque polymère, des informations sur la composition d'échantillons inconnus peuvent également être recueillies. Outre les ouvrages de référence, il existe désormais une base de données logicielle pour l'analyse thermique, qui compare les résultats des mesures avec les données de la bibliothèque et permet de classer les résultats en fonction de leurs similitudes [1]. Il est ainsi possible d'obtenir des suggestions précieuses pour identifier des échantillons inconnus, même avec peu d'expérience [2].

Dans ce travail, la base de données Identify est utilisée pour reconnaître différents types de polyéthylène et pour exclure d'autres substances sur la base d'une comparaison des similitudes.

Matériels et méthodes

Cinq types de polyéthylène - PE-LD (faible densité), PE-LLD (faible densité linéaire), PE-MD (medium densité), PE-HD (haute densité) et PE-UHMW (poids moléculaire ultra-élevé) - étaient disponibles pour la caractérisation. L'étude du comportement de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion a été réalisée avec le DSC 214 Polyma. Les masses des échantillons étaient comprises entre 10,0 mg et 15,0 mg. Les creusets en aluminium Concavus^® ont été pressés avec des couvercles percés et chauffés deux fois à 200°C dans une atmosphère d'azote à des vitesses de chauffage et de refroidissement de 10 K/min.

Résultats et discussion

Une approche classique de l'analyse instrumentale consiste à comparer ses propres résultats de mesure avec des données comparatives stockées dans une base de données. Pour les méthodes spectroscopiques telles que la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) ou la spectrométrie de masse (MS), il existe des bases de données qui permettent une telle comparaison. Jusqu'à récemment, cette possibilité n'existait pas pour l'analyse thermique. Ce n'est qu'avec l'introduction de la base de données Identify, basée sur un logiciel, que cette approche a également trouvé sa place dans l'analyse thermique [1]. Pour l'identification des matériaux, on utilise généralement le deuxième chauffage dans les études DSC, étant donné que le premier chauffage est généralement recouvert par les paramètres du processus, les conditions de stockage ou l'historique thermique de l'échantillon. D'autre part, le deuxième chauffage - après un refroidissement contrôlé et linéaire - montre le comportement réel du matériau et permet donc plus facilement de tirer des conclusions sur la composition du matériau.

La figure 1 présente une comparaison des cycles de deuxième chauffage pour chacun des différents types de "PE". Le classement des types de PE suggérés par Identify est également illustré. Si, par exemple, le PE-LD est mesuré (en bleu) et comparé aux valeurs comparatives trouvées par Identfiy, l'échantillon peut être reconnu comme PE-LD avec des valeurs de similarité de 99,08%. Les autres types de PE, en revanche, sont classés avec des valeurs de similitude nettement inférieures.

Les valeurs de similitude indiquées dans la figure 1 correspondent à la première ligne du tableau 1. Tous les résultats de la comparaison des bases de données sont résumés ici. La première colonne indique la substance mesurée et la ligne correspondante pour les valeurs de similitude trouvées par Identify avec la classification correspondante. La ligne bissectrice montre ainsi que le type de polyéthylène correspondant, avec une valeur de similarité de plus de 98%, est attribué correctement. Des valeurs de similitude de 100% exactement ne sont jamais trouvées car les mesures à analyser ont été effectuées sur les mêmes échantillons que ceux stockés dans la base de données Identify, mais les données de mesure identiques ne sont jamais comparées. Les valeurs du tableau 1 sont illustrées graphiquement dans la figure 2.

Tableau 1 : Résumé des valeurs de similitude de tous les types de polyéthylène ; la première colonne montre les échantillons mesurés, et les autres colonnes indiquent les valeurs de similitude déterminées pour chacun d'entre eux.

Résumé

La méthode de calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est adaptée à la détection du comportement de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion des échantillons de polymères. Grâce à la base de données Identify, les résultats de mesure déterminés peuvent être comparés aux données de la bibliothèque, à la fois visuellement et sur la base des valeurs évaluées. Cela permet également une identification fiable des différents types de polyéthylène. Comme nous l'avons déjà montré ailleurs, il est également possible de reconnaître le rapport de mélange [2 (a)]. En outre, la base de données Identify peut être complétée par des données personnelles et donc être adaptée aux besoins individuels.