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KIMWデータベースによるポリマー同定とIdentify

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てきました。Kunststoff- InstitutとNETZSCH-Gerätebau GmbHの協力により、この広範なデータベースが、Proteus® 解析のIdentify 曲線同定ソフトウェアに統合されました。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 。

Identify データベースシステムは、DSC 曲線の直接比較、分類および解釈のために導入されたが、現在では DIL および TMA 装置に由来するΔL/L0 測定)、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ることによって決定される。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。cp-データ、および最近では TGA 測定にも使用できる [3]。Proteus® 内でIdentify が利用できるようになると、サポートされている装置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。ユーザーは常にデータベース全体にアクセスすることができ、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、あらゆる可能性を利用することができます。

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ることによって決定される。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したり、拡張したりすることができ、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ています。データベース検索は、特定の温度範囲に限定したり、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。

Identify 、さまざまなオプションが表示される。「Polymers DSC KIMW」には600の項目がある。
1)Identify 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 の多様な材料と手法により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できなかった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のDSC測定値が含まれています。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、同じ種類の異なる製品の測定値が存在することになる。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る。

要約すると、Identify に統合することで、KIMW データベースの 600 種類の DSC 曲線を直接かつインテリジェントに使用できるようになります。純粋に視覚的に比較することも、次の例で示すようにポリマーを自動的に識別することもできます。

ポリマーブレンドの識別

図2aおよび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 とIdentify の結果がワンクリックで表示されます: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℃の温度範囲で吸熱(吸熱性)効果が見られ、約216℃でガラス転移、ピーク温度324℃で別の吸熱(融解)効果も見られた。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。

PEI-PTFE Ultem 4001」(緑)と「PEI-PTFE Luvocom 11067223」(赤)、一般的なPTFE(青)、PEI(黒)を比較したDSC曲線。
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)の一般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。
PEI-PTFE Ultem 4001 "の分析結果は、リストアップされた素材の中でトップの類似度スコア100%を示している。
3) "PEI-PTFE Ultem 4001 "試料に関する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、すなわち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
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