Inledning
Kunststoff-Institut Lüdenscheid [1] - en erfaren kontakt för alla frågor som rör plast - har under årens lopp byggt upp en materialdatabas som för närvarande innehåller DSC-kurvor för mer än 600 kommersiellt tillgängliga polymerer. Tack vare ett samarbete mellan Kunststoff-Institut och NETZSCH-Gerätebau GmbH har denna omfattande databas nu integrerats i Identify curve identification software inom Proteus® analysis. I kombination med AutoEvaluation:s automatiska, användaroberoende utvärdering av DSC-mätningar förenklar detta inte bara polymeranalysen med avseende på frågor som identifiering, felanalys och kvalitetskontroll, utan gör också resultaten mer meningsfulla [2].
Vad erbjuder Identify?
Databassystemet Identify introducerades för direkt jämförelse och därmed klassificering och tolkning av DSC-kurvor, men kan nu också användas för ΔL/L0-mätningar från DIL- och TMA-instrument, för Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp-data från DSC-instrument och, helt nyligen, även för TGA-mätningar [3]. När Identify är tillgängligt inom Proteus® kan det automatiskt användas för alla signaltyper från alla de instrument som stöds. Användaren har alltid tillgång till hela databasen med alla dess möjligheter, t.ex. överlagring av den aktuella mätkurvan med alla databaskurvor - inklusive kurvor av olika datatyper.
Hela NETZSCH -delen av databasen omfattar mer än 1.100 poster från områdena polymerer, organiska ämnen, livsmedel och läkemedel, keramik och oorganiska ämnen, metaller och legeringar samt kemiska grundämnen (se figur 1). Dessa poster består av mätningar och litteraturdata av olika datatyper (DSC, TGA, DIL/TMA och Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp). Användarna kan naturligtvis skapa eller utöka biblioteken med sina egna mätningar och litteraturdata, och dessa kan samtidigt delas med andra användare via datornätverket.
I grunden erbjuder Identify olika sökalgoritmer; databassökningen kan begränsas till vissa temperaturintervall och resultaten kan filtreras enligt olika kriterier, t.ex. mätförhållandena.
Fördelarna med KIMW-databasen
Medan NETZSCH -delen av Identify -databasen utgör en solid grund tack vare sin large variation av material och metoder, innehåller den valfria KIMW-delen dessutom ett tidigare oöverträffat djup inom området DSC på polymerer: Den innehåller 600 DSC-mätningar på olika kommersiellt tillgängliga polymerer och blandningar, vilket återspeglar cirka 130 olika polymertyper. Detta innebär att det för många polymertyper finns mätningar på olika produkter av samma typ som kan uppvisa väsentligt olika DSC-profiler. Förutom de många DSC-kurvorna finns fördelen att för var och en av de 600 polymererna lagras det exakta handelsnamnet och tillverkaren, tillsammans med färg och fyllnadsinnehåll.
Sammanfattningsvis gör integrationen i Identify att de 600 DSC-kurvorna i KIMW-databasen kan användas direkt och på ett intelligent sätt - antingen genom en rent visuell jämförelse eller för automatisk identifiering av en polymer, vilket visas i följande exempel.
Identifiering av en polymerblandning
Figurerna 2a och 2b illustrerar en exemplifierande databassökning där en mätning på polymerblandningen "PEI-PTFE Ultem 4001", som redan finns tillgänglig i KIMW-databasen, fungerar som en ingångskurva. Resultaten AutoEvaluation och Identify visas med ett enda klick: Först gjordes en automatisk detektering och utvärdering av effekterna; i detta fall hittades en endotermisk effekt i temperaturområdet mellan ca 0°C och 30°C, samt en glasövergång vid ca 216°C och en annan endotermisk (smältande) effekt vid en topptemperatur på 324°C. Databassökningen gav samma kurva som den mest liknande träffen tillsammans med en annan PEI-PTFE-blandning, men också mätningar på ren PTFE och PEI (se figur 2b).
Däremot hade DSC-kurvorna för de flesta andra polymertyper en mycket lägre likhet så att de kunde uteslutas. För mer information om t.ex. mätförhållanden eller tolkning av effekterna, se referens [2].
Sammanfattning
KIMW-databasen som är integrerad i Identify gör det möjligt att direkt jämföra en mätning med många hundra DSC-kurvor på kommersiellt tillgängliga polymerer. Detta gör polymeridentifiering inte bara enklare, utan också mer tillförlitlig!