Идентификация полимеров с помощью базы данных KIMW и идентификации

Введение

За годы работы Кунстштофф-институт Люденшайда [1] - опытный специалист по любым вопросам, связанным с пластмассами, - создал базу данных материалов, которая в настоящее время содержит кривые ДСК для более чем 600 коммерчески доступных полимеров. Благодаря сотрудничеству между Kunststoff- Institut и NETZSCH-Gerätebau GmbH, эта обширная база данных теперь интегрирована в программное обеспечение Identify curve identification в рамках анализа Proteus®. В сочетании с AutoEvaluation'автоматической, независимой от пользователя оценкой результатов измерений ДСК это не только упрощает анализ полимеров в отношении таких вопросов, как идентификация, анализ отказов и контроль качества, но и делает результаты более значимыми [2].

Что предлагает Identify?

Система баз данных Identify была введена для прямого сравнения и, таким образом, классификации и интерпретации кривых ДСК, но теперь она также может использоваться для измерений ΔL/L0, полученных с помощью приборов DIL и TMA, для Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp-данных приборов ДСК и, совсем недавно, также для измерений ТГА [3]. Как только Identify становится доступным в Proteus®, он может автоматически использоваться для всех типов сигналов любого из поддерживаемых приборов. Пользователь всегда имеет доступ ко всей базе данных со всеми ее возможностями, такими как наложение текущей кривой измерения на любые кривые базы данных - в том числе и на кривые разных типов данных.

Вся часть базы данных NETZSCH включает в себя более 1100 записей из областей полимеров, органики, пищевой и фармацевтической промышленности, керамики и неорганики, металлов и сплавов, а также химических элементов (см. рис. 1). Эти записи состоят из измерений и литературных данных различных типов (DSC, TGA, DIL/TMA и Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp). Разумеется, пользователи могут создавать или расширять libraри со своими собственными измерениями и литературными данными и одновременно обмениваться ими с другими пользователями через компьютерную сеть.

В основном Identify предлагает различные алгоритмыarch; база данныхarch может быть ограничена определенными температурными диапазонами, а результаты могут быть отфильтрованы по различным критериям, например, по условиям измерения.

1) Libra®в рамках Identify (Состояние: декабрь 2016 г.)

Преимущества базы данных KIMW

В то время как часть NETZSCH базы данных Identify представляет собой прочную основу благодаря разнообразию материалов и методов, представленных на сайте large, дополнительная часть KIMW дополнительно содержит ранее недостижимую глубину в области ДСК полимеров: Она включает 600 измерений ДСК различных коммерчески доступных полимеров и смесей, отражающих около 130 различных типов полимеров. Это означает, что для многих типов полимеров имеются измерения различных продуктов одного и того же типа, которые могут иметь значительно отличающиеся профили ДСК. В дополнение к множеству кривых ДСК, преимущество заключается в том, что для каждого из 600 полимеров хранится точное торговое название и производитель, а также цвет и содержание наполнителя.

Таким образом, их интеграция в Identify позволяет напрямую и интеллектуально использовать 600 кривых ДСК из базы данных KIMW - либо для чисто визуального сравнения, либо для автоматической идентификации полимера, как показано на следующем примере.

Идентификация полимерной смеси

На рис. 2a и 2b показана примерная база данных search, где в качестве входной кривой используется измерение полимерной смеси "PEI-PTFE Ultem 4001", которая уже имеется в базе данных KIMW. Результаты AutoEvaluation и Identify появляются одним щелчком мыши: Сначала было проведено автоматическое обнаружение и оценка эффектов; в данном случае был обнаружен эндотермический эффект в диапазоне температур от 0°C до 30°C, а также стеклование при температуре около 216°C и еще один эндотермический эффект (плавление) при пиковой температуре 324°C. База данных search дала ту же кривую, что и наиболее похожий образец, наряду с другой смесью ПЭИ и ПТФЭ, а также измерениями на чистом ПТФЭ и ПЭИ (см. рис. 2b).

В отличие от этого, кривые ДСК большинства других типов полимеров имели гораздо меньшее сходство, поэтому их можно было исключить. Более подробная информация об условиях измерений и интерпретации эффектов приведена в ссылке [2].

2) Сравнение кривых ДСК для полимерной смеси "PEI-PTFE Ultem 4001" (зеленый) с кривой базы данных для "PEI-PTFE Luvocom 11067223" (красный) и с типичными кривыми базы данных для PTFE (синий) и PEI (черный). Для большей наглядности кривые были смещены относительно друг друга по оси y.
3) Результаты базы данных Identify search в отношении образца "PEI-PTFE Ultem 4001". Список hist слева показывает сравнение с отдельными измерениями; список hit справа - с классами, т.е. определенными группами (число в скобках всегда указывает на количество измерений в классе).

Резюме

База данных KIMW, интегрированная в Identify, позволяет напрямую сравнивать результаты измерений со многими сотнями кривых ДСК коммерчески доступных полимеров. Это делает идентификацию полимеров не только более простой, но и более надежной!

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. Шиндлер, К. Штрассер, С. Шмёльцер, М. Бодек, Р. Сенюта, X. Ванг. Термический анализ с поддержкой базы данных, включающий автоматическую оценку, идентификацию и классификацию измерительных кривых. Журнал термического анализа и калориметрии, DOI 10.1007/s10973-015-5026-x