03.08.2020 by Milena Riedl
TGA-FT-IR - Soluția dvs. pentru a identifica un amestec de polimeri și compoziția acestuia
Amestecurile de polimeri oferă avantaje semnificative în timpul duratei lor de viață. Cu toate acestea, ele fac dificilă reciclarea la sfârșitul ciclului de viață. Una dintre cele mai fundamentale probleme este identificarea materialului ca amestec, precum și a compoziției sale, pentru a se asigura că acesta este sortat corespunzător și poate fi reutilizat, dacă este posibil. Citiți cum ajută TGA și FT-IR la identificare și alăturați-vă seriei noastre de webinare privind TG-FT-IR!
Amestecurile de polimeri sunt combinația a doi sau mai mulți polimeri. Acestea sunt combinate pentru a crea un material nou cu proprietăți fizice îmbunătățite în comparație cu materiile prime individuale.
În timp ce amestecurile oferă avantaje semnificative în timpul duratei lor de viață, acestea fac dificilă reciclarea la sfârșitul duratei de viață. Una dintre cele mai fundamentale probleme este identificarea materialului ca amestec, precum și a compoziției sale, pentru a se asigura că acesta este sortat în mod corespunzător și poate fi reutilizat, dacă este posibil.
Identificarea cu TGA și spectrometrul FT-IR de la Bruker Optics
Identificarea componentelor unui amestec poate fi realizată prin combinarea TGA și FT-IR. Pe de o parte, etapele de pierdere de masă oferă informații cu privire la cantitatea de polimer. Gazele de piroliză, detectate prin FT-IR, acționează ca amprentă digitală a polimerului și ajută la identificare, pe de altă parte.
Diferite amestecuri au fost investigate cu NETZSCH PERSEUS® TG 209 F1 Libra®.
Exemplul 1: Analiza cantitativă a diferitelor componente polimerice
Figura 1 prezintă datele TGA-FT-IR obținute pentru amestecul POM/PTFE. Au fost detectate două etape de pierdere de masă de 92,6% și 1,3%, cu vârfuri în curba DTG la 366°C și 582°C. Semnalul Gram Schmidt, care prezintă modificările IR globale, se comportă ca o imagine în oglindă a DTG. Maximele au fost observate în aceeași regiune de temperatură.
Pentru identificarea gazelor dezvoltate, spectrele individuale sunt extrase și comparate cu NETZSCH FT-IR Database of Polymers, care constă în spectre de piroliză ale polimerilor comuni. Spectrul 2D din timpul primei etape de pierdere a masei a fost în bună concordanță cu gazele de piroliză ale POM (verde). Produsele de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere a PTFE (portocaliu) au fost găsite în timpul celei de-a doua etape de pierdere a masei, comparați figura 2. Din analiză, se poate concluziona că amestecul investigat a fost alcătuit în principal din POM (92,6%) cu o cantitate minoră de PTFE (1,3%).
Exemplul 2: Detectarea între componente cu FT-IR
Al doilea amestec exemplar care a fost investigat a fost un amestec de PA6 și ABS. Figura 3 prezintă curba TGA cu o pierdere de masă de 98 % din curba Gram Schmidt cu un vârf la 462 °C. Din aceste curbe, nu s-a putut observa că eșantionul investigat constă din mai multe materiale. Numai analiza gazelor evoluate poate oferi mai multe informații. Spectrul 2D a fost extras la 456°C (roșu) și comparat cu NETZSCH FT-IR Database of Polymers, a se vedea figura 5. Această comparație arată în mod clar că spectrul măsurat este un amestec de mai mult de un polimer. PA6 a fost găsit cu cea mai mare similitudine. După scăderea spectrului, ABS a fost găsit ca al doilea compus din acest amestec. Cercurile roșii arată benzi de VibrațiiUn proces mecanic de oscilație se numește vibrație. Vibrația este un fenomen mecanic prin care au loc oscilații în jurul unui punct de echilibru. În multe cazuri, vibrația este nedorită, irosind energie și creând sunete nedorite. De exemplu, mișcările vibratorii ale motoarelor, ale motoarelor electrice sau ale oricărui dispozitiv mecanic în funcțiune sunt de obicei nedorite. Astfel de vibrații pot fi cauzate de dezechilibrele părților rotative, de frecarea neuniformă sau de angrenarea dinților angrenajului. Proiectarea atentă minimizează de obicei vibrațiile nedorite.vibrații unice pentru PA6 în spectrul măsurat, în timp ce cercurile albastre marchează benzi caracteristice pentru ABS.
Soluție puternică pentru identificarea componentelor amestecurilor de polimeri
Combinația dintre TGA și FT-IR este un instrument foarte potrivit pentru identificarea amestecurilor de polimeri. Curbele TGA permit cuantificarea conținutului de polimeri, în timp ce identificarea polimerilor se face pe baza gazelor de piroliză comparate cu biblioteca de fază gazoasă NETZSCH FT-IR Database of Polymers. Este o soluție bună atunci când sunt necesare rezultate cuantificabile sau când polimerul este negru, ceea ce poate face dificilă analiza FT-IR prin ATR.
Aflați mai multe despre TGA-FT-IR și despre NETZSCH FT-IR Database of Polymers (Baza de date FT-IR a polimerilor) în cadrul viitoarei noastre serii de webinare cu Bruker Optics!
Există o mulțime de metode de analiză puternice disponibile care ajută la dezvoltarea materialelor, optimizarea proceselor și evaluarea duratei de viață a produselor dumneavoastră. Dar puține dintre acestea pot fi combinate pentru a vă oferi informații și mai valoroase. Unul dintre cele mai cunoscute exemple din domeniul științei materialelor este combinația dintre termogravimetrie (TGA) și spectroscopia în infraroșu cu transformată Fourier (FT-IR).
Bruker Optics și NETZSCH găzduiesc o serie de webinare în luna august pentru a vă arăta mai multe exemple puternice de ce TGA-FT-IR este soluția dvs. pentru a analiza compoziția materială a produselor sau defectarea componentelor în timpul duratei lor de viață.
Pe 6 august 2020, Dr. Ekkehard Füglein de la NETZSCH se va concentra pe analiza compoziției materialelor utilizând TGA și TG-FT-IR.
Pe 13 august 2020, Dr. Sergey Shilov de la Bruker Optics se va concentra pe analiza defecțiunilor cu TG-FT-IR.