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KIMWデータベースと同定によるポリマーの同定

はじめに

リューデンシャイトのKunststoff-Institut Lüdenscheid [1]は、プラスチックに関するどのような質問にも対応できる経験豊富な窓口として、長年にわたって材料データベースを構築し、現在600種類以上の市販ポリマーのDSC曲線を収録しています。Kunststoff- InstitutとNETZSCH-Gerätebau GmbHの協力により、この広範なデータベースは現在、Proteus® 分析内のIdentify曲線同定ソフトウェアに統合されています。AutoEvaluationのDSC測定の自動的でユーザー非依存的な評価と組み合わせることで、同定、故障分析、品質管理などの問題に関してポリマー分析を簡素化するだけでなく、結果をより有意義なものにすることができます[2]。

Identifyは何を提供するのか?

Identifyデータベースシステムは、DSC曲線を直接比較し、分類および解釈するために導入されましたが、現在ではDILおよびTMA装置からのΔL/L0測定値)、DSC装置からの比熱容量 (cp)熱容量は材料固有の物理量であり、試験片に供給される熱量をその結果生じる温度上昇で割ったものである。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。cpデータ、そして最近ではTGA測定値にも使用できます[3]。IdentifyがProteus® 内で利用可能になると、サポートされている機器のすべての信号タイプに自動的に使用できるようになります。ユーザーは、現在の測定曲線とデータベースの曲線(異なるデータタイプの曲線を含む)を重ね合わせるなど、すべての可能性を備えたデータベース全体に常にアクセスできます。

データベースのNETZSCH 部分全体は、ポリマー、有機物、食品と製薬、セラミックスと無機物、金属と合金、化学元素の分野から1,100以上の項目で構成されています(図1参照)。これらのエントリーは、さまざまなデータタイプ(DSC、TGA、DIL/TMA、比熱容量 (cp)熱容量は材料固有の物理量であり、試験片に供給される熱量をその結果生じる温度上昇で割ったものである。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。cp)の測定データと文献データで構成されています。もちろん、ユーザーは独自の測定値や文献データでライブラリを作成または拡張することができ、これらは同時にコンピュータネットワークを介して他のユーザーと共有することができます。

基本的に、Identifyはさまざまな検索アルゴリズムを提供します。データベース検索は特定の温度範囲に限定することができ、測定条件などのさまざまな基準に従って結果をフィルタリングすることができます。

1) 特定内の図書館(状況:2016年12月)

KIMWデータベースの利点

IdentifyデータベースのNETZSCH パートは、large さまざまな材料と方法によって強固な基盤を形成しているが、オプションのKIMWパートは、さらにポリマーのDSC分野でこれまで達成されていない深さを特徴としている:このデータベースには、約130種類のポリマーを反映した、市販されているさまざまなポリマーとブレンドに関する600件のDSC測定が含まれています。つまり、多くの種類のポリマーについて、DSCプロファイルが大きく異なる可能性のある同種の異なる製品の測定値が存在する。多数のDSC曲線に加えて、600種類のポリマーそれぞれについて、正確な商品名と製造元が、色と充填剤の含有量とともに保存されているという利点もあります。

要約すると、Identifyへの統合により、KIMWデータベースの600のDSC曲線を直接かつインテリジェントに使用することができます。

ポリマーブレンドの識別

図 2a と 2b は、KIMW データベースですでに利用可能なポリマーブレンド「PEI-PTFE Ultem 4001」の測定値を入力曲線として使用した、例示的なデータベース検索を示しています。AutoEvaluation 、ワンクリックで識別結果が表示されます:まず、効果の自動検出と評価が行われた。この場合、約0℃から30℃の温度範囲に吸熱効果、約216℃にガラス転移、ピーク温度324℃に別の吸熱(融解)効果が見られた。データベース検索では、別のPEI-PTFEブレンドとともに、最も類似したヒットと同じ曲線が得られたが、純粋なPTFEとPEIの測定結果も得られた(図2b参照)。

対照的に、他のほとんどの種類のポリマーのDSC曲線は類似性がかなり低く、除外することができました。測定条件や効果の解釈などの詳細については、参考文献[2]を参照。

2) "PEI-PTFE Ultem 4001 "ポルマーブレンドのDSC曲線(緑)と "PEI-PTFE Luvocom 11067223 "のデータベース曲線(赤)、およびPTFE(青)とPEI(黒)の典型的なデータベース曲線との比較。より分かりやすくするために、曲線はy方向に互いにオフセットされている。
3) "PEI-PTFE Ultem 4001 "サンプルに関するIdentifyデータベース検索の結果。左のヒストリストは個々の測定値との比較を示し、右のヒットリストはクラス、つまり定義されたグループ分けを示す(括弧内の数字は常にクラス内の測定値の数を示す)。

概要

Identifyに統合されたKIMWデータベースにより、市販されているポリマーの何百ものDSC曲線と測定値を直接比較することができます。これにより、ポリマーの同定が容易になるだけでなく、信頼性も向上します!

Literature

  1. [1]
    http://kunststoff-institut-luedenscheid.de/
  2. [2]
    M.Doedt, A. Schindler, T. Pflock.DSC-Auswertung mit einem Klick - Datenbank-Integration and Evaluations Software vereinfachen Polymeridentifizierung.Kunststoffe 10/2016.S.189-191
  3. [3]
    A.Schindler, C. Strasser, S. Schmölzer, M. Bodek, R. Seniuta, X. Wang.測定曲線の自動評価、同定、分類を含むデータベース支援熱分析。Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, DOI 10.1007/s10973-015-5026-x