Buka Campuran Polimer dengan Analisis TGA-FT-IR!

TGA-FT-IR - Solusi Anda untuk Identify Campuran Polimer dan Komposisinya

Campuran polimer menawarkan keuntungan yang signifikan selama masa pakainya. Namun, mereka membuat daur ulang pada akhir masa pakai menjadi sulit. Salah satu masalah yang paling mendasar adalah identifikasi bahan sebagai campuran serta komposisinya untuk memastikan bahan tersebut disortir dengan benar dan dapat digunakan kembali jika memungkinkan. Baca bagaimana TGA dan FT-IR membantu identifikasi dan bergabunglah dengan seri webinar kami di TG-FT-IR!

Campuran polimer adalah kombinasi dari dua atau lebih polimer. Mereka digabungkan untuk membuat bahan baru dengan sifat fisik yang ditingkatkan dibandingkan dengan bahan baku individual.

Meskipun campuran menawarkan keuntungan yang signifikan selama masa pakai, campuran menyulitkan daur ulang pada akhir masa pakai. Salah satu masalah yang paling mendasar adalah identifikasi bahan sebagai campuran serta komposisinya untuk memastikan bahan tersebut disortir dengan benar dan dapat digunakan kembali jika memungkinkan.

Identifikasi dengan TGA dan spektrometer FT-IR oleh Bruker Optics

Identifikasi komponen campuran dapat dilakukan dengan kombinasi TGA dan FT-IR. Di satu sisi, langkah kehilangan massa memberikan informasi tentang jumlah polimer. Gas PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis, yang dideteksi oleh FT-IR, bertindak sebagai sidik jari polimer dan membantu identifikasi di sisi lain.

Campuran yang berbeda diselidiki dengan NETZSCH PERSEUS^® TG 209F1 Libra^®.

Baca catatan aplikasi lengkapnya di sini!

Contoh 1: Analisis kuantitatif komponen polimer yang berbeda

Gambar 1 menggambarkan data TGA-FT-IR yang diperoleh dari campuran POM/PTFE. Dua langkah kehilangan massa sebesar 92,6% dan 1,3% terdeteksi dengan puncak kurva DTG pada suhu 366°C dan 582°C. Sinyal Gram Schmidt, yang menampilkan perubahan IR secara keseluruhan, berperilaku seperti bayangan cermin DTG. Maxima diamati di wilayah suhu yang sama.

Analisis perubahan massa yang bergantung pada suhu dari campuran POM/PTFE menunjukkan tahapan kehilangan massa yang signifikan pada suhu 366°C dan 582°C. — Gambar 1: Perubahan massa yang bergantung pada suhu (TGA, hijau), laju perubahan massa (DTG, hitam) dan kurva Gram Schmidt (merah) dari campuran POM/PTFE

Untuk identifikasi gas-gas yang berevolusi, spektrum tunggal diekstraksi dan dibandingkan dengan NETZSCH FT-IR Database of Polymers, yang terdiri dari spektrum PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis polimer umum. Spektrum 2D selama langkah kehilangan massa pertama sangat sesuai dengan gas PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis POM (hijau). Produk dekomposisi PTFE (oranye) ditemukan selama langkah kehilangan massa kedua, bandingkan gambar 2. Dari analisis tersebut, dapat disimpulkan bahwa campuran yang diteliti sebagian besar terbuat dari POM (92,6%) dengan sedikit PTFE (1,3%).

Kurva kehilangan massa magnesium stearat yang dipanaskan hingga 180°C pada 20 K/menit, mengilustrasikan pengurangan berat sebesar 4,04%. — Gambar 2: Spektrum IR yang diekstraksi dari campuran POM/PTFE pada suhu 366°C (biru) dan 582°C (merah) dibandingkan dengan spektrum basis data POM (hijau) dan PTFE (oranye)

Kurva TGA dan DTG menunjukkan perubahan massa 97,8% pada campuran PA6/ABS, dengan puncak yang tercatat pada suhu 456°C dan 462°C. — Gambar 3: Perubahan massa yang bergantung pada suhu (TGA, hijau), laju perubahan massa (DTG, hitam) dan kurva Gram Schmidt (merah) dari campuran PA6/ABS

plot 3D yang menampilkan spektrum inframerah dari campuran polimer PA6/ABS, menampilkan puncak spektrum untuk analisis. — Gambar 4: Plot 3D dari semua spektrum IR yang terdeteksi dari campuran PA6/ABS

Perbandingan spektrum IR campuran PA6/ABS (merah) dengan PA6 (biru) dan ABS (hijau) untuk Identify komponen dan komposisi polimer. — Gambar 5: Spektrum IR yang diekstrak dari campuran PA6/ABS pada suhu 456°C (merah) dibandingkan dengan spektrum basis data PA6 (biru) dan ABS (hijau)

Contoh 2: Deteksi antar komponen dengan FT-IR

Campuran contoh kedua yang diselidiki adalah campuran PA6 dan ABS. Gambar 3 menampilkan kurva TGA dengan kehilangan massa 98% dari kurva Gram Schmidt dengan puncak pada suhu 462°C. Dari kurva ini, tidak dapat dilihat bahwa sampel yang diteliti terdiri dari lebih dari satu material. Hanya analisis gas yang berevolusi yang dapat memberikan lebih banyak wawasan. Spektrum 2D diekstraksi pada suhu 456°C (merah) dan dibandingkan dengan NETZSCH FT-IR Database of Polymers, lihat gambar 5. Perbandingan ini dengan jelas menunjukkan bahwa spektrum yang diukur adalah campuran lebih dari satu polimer. PA6 ditemukan dengan kemiripan tertinggi. Setelah pengurangan spektrum, ABS ditemukan sebagai senyawa kedua dari campuran ini. Lingkaran merah menunjukkan pita vibrasi unik untuk PA6 dalam spektrum yang diukur, sedangkan lingkaran biru menandai pita karakteristik untuk ABS.

Solusi ampuh untuk mengidentifikasi komponen campuran polimer

Perpaduan TGA dan FT-IR adalah alat yang sangat cocok untuk mengidentifikasi campuran polimer. Kurva TGA memungkinkan kuantifikasi kandungan polimer, sedangkan identifikasi polimer dilakukan melalui gas hasil PirolisisPirolisis adalah penguraian termal senyawa organik dalam atmosfer inert.pirolisis dibandingkan dengan pustaka fase gas NETZSCH Database FT-IR Polimer. Ini adalah solusi yang baik ketika hasil yang dapat diukur diperlukan atau polimer berwarna hitam, yang dapat membuat analisis FT-IR melalui ATR menjadi sulit.

Pelajari lebih lanjut tentang TGA-FT-IR dan NETZSCH Basis Data Polimer FT-IR dalam seri webinar kami yang akan datang bersama Bruker Optics!

Ada banyak metode analisis canggih yang tersedia yang membantu dalam pengembangan material, optimalisasi proses, dan penilaian masa pakai produk Anda. Namun, hanya sedikit yang dapat digabungkan untuk memberikan informasi yang lebih berharga bagi Anda. Salah satu contoh yang paling terkenal dalam ilmu material adalah kombinasi Thermogravimetry (TGA) dan spektroskopi Fourier-Transform Infrared (FT-IR).

Bruker Optics dan NETZSCH menyelenggarakan seri webinar pada bulan Agustus untuk menunjukkan kepada Anda contoh-contoh yang lebih kuat mengapa TGA-FT-IR adalah solusi Anda untuk menganalisis komposisi material produk atau kegagalan komponen selama masa pakainya.

Pada 6 Agustus 2020, Dr. Ekkehard Füglein dari NETZSCH akan berfokus pada analisis komposisi material menggunakan TGA dan TG-FT-IR.

Pada 13 Agustus 2020, Dr. Sergey Shilov dari Bruker Optics akan berfokus pada analisis kegagalan dengan TG-FT-IR.

Daftar sekarang!