Identyfikacja polimerów za pomocą bazy danych KIMW i Identify

Wprowadzenie

Z biegiem lat Kunststoff-Institut Lüdenscheid [1] - doświadczony kontakt w przypadku wszelkich pytań dotyczących tworzyw sztucznych - zbudował bazę danych materiałów, która obecnie zawiera krzywe DSC dla ponad 600 dostępnych na rynku polimerów. Dzięki współpracy między Kunststoff- Institut i NETZSCH-Gerätebau GmbH, ta obszerna baza danych została teraz zintegrowana z oprogramowaniem do identyfikacji krzywych Identify w ramach analizy Proteus®. W połączeniu z automatyczną, niezależną od użytkownika oceną pomiarów DSC przez AutoEvaluation, nie tylko upraszcza to analizę polimerów w odniesieniu do takich kwestii jak identyfikacja, analiza uszkodzeń i kontrola jakości, ale także sprawia, że wyniki są bardziej znaczące [2].

Co oferuje Identify?

System bazy danych Identify został wprowadzony w celu bezpośredniego porównania, a tym samym klasyfikacji i interpretacji krzywych DSC, ale obecnie może być również stosowany do pomiarów ΔL/L0 pochodzących z przyrządów DIL i TMA, do danych Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp z przyrządów DSC, a ostatnio również do pomiarów TGA [3]. Po udostępnieniu Identify na stronie Proteus®, może być ona automatycznie używana dla wszystkich typów sygnałów z dowolnego z obsługiwanych przyrządów. Użytkownik zawsze ma dostęp do całej bazy danych ze wszystkimi jej możliwościami, takimi jak nakładanie bieżącej krzywej pomiarowej na dowolne krzywe z bazy danych - w tym krzywe różnych typów danych.

Cała część bazy danych NETZSCH zawiera ponad 1100 wpisów z dziedziny polimerów, substancji organicznych, żywności i farmaceutyków, ceramiki i substancji nieorganicznych oraz metali i stopów, a także pierwiastków chemicznych (patrz rysunek 1). Wpisy te składają się z pomiarów i danych literaturowych różnych typów danych (DSC, TGA, DIL/TMA i Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp). Użytkownicy mogą oczywiście tworzyć lub rozszerzać librao własne pomiary i dane literaturowe, które mogą być jednocześnie udostępniane innym użytkownikom za pośrednictwem sieci komputerowej.

Zasadniczo Identify oferuje różne algorytmy search; baza danych search może być ograniczona do określonych zakresów temperatur, a wyniki mogą być filtrowane według różnych kryteriów, takich jak warunki pomiaru.

1) Libraries within Identify (Status: grudzień 2016)

Zalety bazy danych KIMW

Podczas gdy część NETZSCH bazy danych Identify stanowi solidną podstawę ze względu na różnorodność materiałów i metod large, opcjonalna część KIMW dodatkowo oferuje wcześniej nieosiągniętą głębię w obszarze DSC polimerów: Obejmuje ona 600 pomiarów DSC różnych dostępnych na rynku polimerów i mieszanek, odzwierciedlających około 130 różnych typów polimerów. Oznacza to, że dla wielu typów polimerów dostępne są pomiary różnych produktów tego samego typu, które mogą wykazywać znacząco różne profile DSC. Oprócz wielu krzywych DSC, zaletą jest to, że dla każdego z 600 polimerów przechowywana jest dokładna nazwa handlowa i producent, wraz z kolorem i zawartością wypełniacza.

Podsumowując, ich integracja z Identify pozwala na bezpośrednie i inteligentne wykorzystanie 600 krzywych DSC z bazy danych KIMW - poprzez czysto wizualne porównanie lub automatyczną identyfikację polimeru, jak pokazano na poniższym przykładzie.

Identyfikacja mieszanki polimerów

Rysunki 2a i 2b ilustrują przykładową bazę danych search, gdzie pomiar mieszanki polimerów "PEI-PTFE Ultem 4001", która jest już dostępna w bazie danych KIMW, służy jako krzywa wejściowa. Wyniki AutoEvaluation i Identify pojawiają się po jednym kliknięciu: Najpierw przeprowadzono automatyczne wykrywanie i ocenę efektów; w tym przypadku stwierdzono efekt EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny w zakresie temperatur od około 0°C do 30°C, a takżePunkt przecięciaW teście reologicznym, takim jak przemiatanie częstotliwości lub przemiatanie czas/temperatura, punkt przecięcia jest wygodnym punktem odniesienia wskazującym punkt "przejścia" próbki. przejście szkliste w temperaturze około 216°C i inny efekt EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny (topnienia) w temperaturze szczytowej 324°C. Baza danych search dała tę samą krzywą jako najbardziej podobne trafienie wraz z inną mieszanką PEI-PTFE, ale także pomiary na czystym PTFE i PEI (patrz rysunek 2b).

W przeciwieństwie do tego, krzywe DSC większości innych typów polimerów miały znacznie mniejsze podobieństwo, więc można je było wykluczyć. Więcej szczegółów, takich jak warunki pomiaru lub interpretacja efektów, można znaleźć w odniesieniu [2].

2) Porównanie krzywych DSC dla mieszanki polimerów "PEI-PTFE Ultem 4001" (zielony) z krzywą bazy danych dla "PEI-PTFE Luvocom 11067223" (czerwony) oraz z typowymi krzywymi bazy danych dla PTFE (niebieski) i PEI (czarny). Dla lepszej ilustracji krzywe zostały przesunięte względem siebie w kierunku y.
3) Wyniki bazy danych Identify search w odniesieniu do próbki "PEI-PTFE Ultem 4001". Lista hist po lewej stronie pokazuje porównania z pojedynczymi pomiarami; lista hit po prawej, z klasami; tj. zdefiniowanymi grupami (liczba w nawiasach zawsze wskazuje liczbę pomiarów w klasie).

Podsumowanie

Baza danych KIMW zintegrowana z Identify pozwala na bezpośrednie porównanie pomiaru z wieloma setkami krzywych DSC dla komercyjnie dostępnych polimerów. Dzięki temu identyfikacja polimeru jest nie tylko łatwiejsza, ale i bardziej wiarygodna!

Literature

  1. [1]
    http://kunststoff-institut-luedenscheid.de/
  2. [2]
    M. Doedt, A. Schindler, T. Pflock. DSC-Auswertung mit einem Klick - Datenbank-Integration und Evaluationssoftware vereinfachen Polymeridentifizierung. Kunststoffe 10/2016. S.189-191
  3. [3]
    A. Schindler, C. Strasser, S. Schmölzer, M. Bodek, R. Seniuta, X. Wang. Database-Supported Thermal Analysis Involving Automatic Evaluation, Identification and Classification of Measurement Curves. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, DOI 10.1007/s10973-015-5026-x.