03.08.2020 by Milena Riedl
ТГА-ФТ-ИК - ваше решение для идентификации полимерной смеси и ее состава
Полимерные смеси обладают значительными преимуществами в течение всего срока службы. Однако они затрудняют переработку по окончании срока службы. Одной из наиболее фундаментальных проблем является идентификация материала как смеси, а также его состава, чтобы обеспечить его правильную сортировку и возможность повторного использования, если это возможно. Читайте, как ТГА и ИК-Фурье помогают в идентификации, и присоединяйтесь к нашей серии вебинаров по ТГ-Фурье!
Полимерные смеси - это комбинация двух или более полимеров. При их соединении образуется новый материал с улучшенными физическими свойствами по сравнению с отдельными видами сырья.
Хотя смеси дают значительные преимущества в течение срока службы, они затрудняют переработку по окончании срока службы. Одной из самых главных проблем является определение материала как смеси, а также его состава, чтобы обеспечить его правильную сортировку и возможность повторного использования.
Идентификация с помощью ТГА и ИК-Фурье спектрометра Bruker Optics
Идентификация компонентов смеси может быть выполнена с помощью комбинации ТГА и ИК-Фурье. С одной стороны, этапы потери массы дают информацию о количестве полимера. С другой стороны, пиролизные газы, определяемые методом ИК-Фурье, служат отпечатком полимера и помогают в идентификации.
Различные смеси были исследованы с помощью прибора NETZSCH PERSEUS® TG 209 F1 Libra® .
Пример 1: Количественный анализ различных полимерных компонентов
На рис. 1 представлены полученные данные ТГА-ФТ-ИК смеси ПОМ/ПТФЭ. Обнаружены две ступени потери массы 92,6% и 1,3% с пиками на кривой ДТГ при 366°C и 582°C. Сигнал Грамма-Шмидта, отображающий общие ИК-изменения, ведет себя как зеркальное отражение ДТГ. Максимумы наблюдались в той же области температур.
Для идентификации выделившихся газов отдельные спектры извлекаются и сравниваются с базой данных NETZSCH FT-IR Database of Polymers, которая состоит из спектров пиролиза распространенных полимеров. 2D-спектр на первом этапе потери массы хорошо соответствует газам пиролиза ПОМ (зеленый). Продукты разложения ПТФЭ (оранжевый) были обнаружены на втором этапе потери массы, сравните рисунок 2. Из проведенного анализа можно сделать вывод, что исследуемая смесь состоит в основном из ПОМ (92,6%) с незначительным количеством ПТФЭ (1,3%).
Пример 2: Обнаружение различий между компонентами с помощью ИК-Фурье
Вторая примерная смесь, которая была исследована, представляла собой смесь PA6 и ABS. На рисунке 3 представлена кривая ТГА с потерей массы 98 % от кривой Грама-Шмидта с пиком при 462°C. Из этих кривых не видно, что исследуемый образец состоит из более чем одного материала. Только анализ улетучившегося газа может дать больше информации. 2D-спектр был извлечен при 456°C (красный) и сравнен с базой данных NETZSCH FT-IR Database of Polymers, см. рисунок 5. Это сравнение ясно показывает, что измеренный спектр представляет собой смесь более чем одного полимера. Наибольшим сходством обладает PA6. После вычитания спектров в качестве второго соединения этой смеси был обнаружен ABS. Красные круги показывают уникальные полосы колебаний для PA6 в измеренном спектре, в то время как синие круги отмечают характерные полосы для ABS.
Мощное решение для идентификации компонентов полимерных смесей
Сочетание ТГА и ИК-Фурье является очень удобным инструментом для идентификации смесей полимеров. Кривые ТГА позволяют количественно определить содержание полимера, в то время как идентификация полимеров проводится по газам пиролиза в сравнении с газовой фазой library NETZSCH FT-IR Database of Polymers. Это хорошее решение, когда необходимы количественные результаты или полимер имеет черный цвет, что может затруднить ИК-Фурье анализ с помощью АТР.
Узнайте больше о TGA-FT-IR и базе данных NETZSCH FT-IR полимеров на предстоящей серии вебинаров с Bruker Optics!
Существует множество мощных методов анализа, которые помогают в разработке материалов, оптимизации процессов и оценке срока службы вашей продукции. Но лишь немногие из них можно комбинировать, чтобы получить еще более ценную информацию. Одним из самых известных примеров в материаловедении является сочетание термогравиметрии (TGA) и инфракрасной спектроскопии с Фурье-трансформацией (FT-IR).
В августе Bruker Optics и NETZSCH проведут серию вебинаров, чтобы показать вам еще больше примеров того, почему ТГА-ФТ-ИК - это ваше решение для анализа состава материалов изделий или разрушения компонентов в течение срока службы.
6 августа 2020 года доктор Эккехард Фюглейн из NETZSCH расскажет об анализе состава материалов с помощью ТГА и ТГ-ФТ-ИК.
13 августа 2020 года д-р Сергей Шилов из Bruker Optics расскажет об анализе отказов с помощью TG-FT-IR.