Giriş
Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC), polimerlerin termal davranışlarını belirlemek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Her bir polimer içinErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığı karakteristiği sayesinde, bilinmeyen numunelerin bileşimi hakkında da bilgi toplanabilir. Referans kitapların yanı sıra, ölçüm sonuçlarını library verileriyle karşılaştıran ve sonuçların benzerliklere göre sınıflandırılmasına izin veren termal analiz için yazılım tabanlı bir veritabanı da artık mevcuttur [1]. Böylece kişi, kendi deneyimi az olsa bile bilinmeyen numuneleri tanımlamak için değerli öneriler elde edebilir [2].
Bu çalışmada, Identify veritabanı farklı polietilen türlerini tanımak ve benzerliklerin karşılaştırılmasına dayalı olarak diğer maddeleri elemek için kullanılmıştır.
Materyaller ve Yöntemler
Karakterizasyon için beş tip polietilen - PE-LD (düşük YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk), PE-LLD (lineer düşük YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk), PE-MD (medium YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk), PE-HD (yüksek YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk) ve PE-UHMW (ultra yüksek moleküler ağırlık) - mevcuttu. Erime davranışının incelenmesi DSC 214 Polyma ile gerçekleştirilmiştir. Numune kütleleri 10.0 mg ile 15.0 arasındaydı. Concavus® alüminyum krozeler delikli kapaklarla preslenmiş ve azot atmosferinde 10 K/dak ısıtma ve soğutma hızlarında iki kez 200°C'ye ısıtılmıştır.
Sonuçlar ve Tartışma
Enstrümantal analizde tipik olarak kullanılan bir yaklaşım, kişinin kendi ölçüm sonuçlarını bir veri tabanında saklanan karşılaştırmalı verilerle karşılaştırmasıdır. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) veya kütle spektrometrisi (MS) gibi spektroskopik yöntemler için bu tür karşılaştırmalara olanak tanıyan veri tabanları mevcuttur. Yakın zamana kadar bu imkan termal analizde mevcut değildi. Sadece yazılım tabanlı Identify veri tabanının kullanılmaya başlanmasıyla bu yaklaşım termal analize de girmiştir [1]. Malzeme tanımlama için, genellikle DSC araştırmalarında ikinci ısıtma kullanılır, çünkü ilk ısıtma genellikle proses parametreleri, depolama koşulları veya numunenin termal geçmişi ile örtüşür. Öte yandan, ikinci ısıtma - kontrollü, doğrusal bir soğutmadan sonra - gerçek malzeme davranışını gösterir ve bu nedenle malzeme bileşimi hakkında daha kolay sonuç çıkarılmasına izin verir.
Farklı "PE" tiplerinin her biri için ikinci ısıtma çalışmalarının bir karşılaştırması şekil 1'de gösterilmektedir. Ayrıca Identify tarafından önerilen PE tiplerinin derecelendirilmesi de gösterilmiştir. Örneğin, PE-LD ölçülürse (mavi) ve Identfiy tarafından bulunan karşılaştırmalı değerlerle karşılaştırılırsa, numune %99,08'lik benzerlik değerleriyle PE-LD olarak tanınabilir. Ancak diğer PE tipleri önemli ölçüde daha düşük benzerlik değerleriyle sınıflandırılır.
Şekil 1'de gösterilen benzerlik değerleri tablo 1'deki ilk satıra karşılık gelmektedir. Veri tabanı karşılaştırmasının tüm sonuçları burada özetlenmiştir. İlk sütun ölçülen maddeyi ve ilgili derecelendirmeyle özdeşleştirilerek bulunan benzerlik değerleri için ilgili satırı göstermektedir. İkiye bölen çizgi, %98'den fazla benzerlik değerine sahip ilgili polietilen tipinin doğru bir şekilde atandığını göstermektedir. Analiz edilecek ölçümler Identify veritabanında depolananlarla aynı numuneler üzerinde gerçekleştirildiğinden tam olarak %100'lük benzerlik değerleri hiçbir zaman bulunmaz, ancak aynı ölçüm verileri hiçbir zaman karşılaştırılmaz. Tablo 1'deki değerler Şekil 2'de grafik olarak gösterilmiştir.
Tablo 1: Tüm polietilen tiplerinin benzerlik değerlerinin özeti; ilk sütunda ölçülen örnekler, diğer sütunlarda ise her biri için belirlenen benzerlik değerleri gösterilmektedir.
PE-LD | PE-MD | PE-LLD | PE-HD | PE-UHMW | |
|---|---|---|---|---|---|
| PE-LD | 99.08 | 93.38 | 74.06 | 29.94 | 23.75 |
| PE-MD | 95.31 | 98.06 | 74.80 | 36.23 | 31.44 |
| PE-LLD | 70.50 | 72.52 | 98.29 | 80.47 | 73.96 |
| PE-HD | 31.14 | 37.57 | 76.77 | 99.90 | 95.64 |
| ÜE-UHMW | 23.99 | 28.32 | 69.69 | 94.41 | 99.74 |
Özet
Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) yöntemi, polimer numunelerininErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime davranışını tespit etmek için uygundur. Identify veritabanı yardımıyla, belirlenen ölçüm sonuçları library verileriyle hem görsel olarak hem de değerlendirilen değerlere dayalı olarak karşılaştırılabilir. Bu aynı zamanda farklı polietilen türlerinin güvenilir bir şekilde tanımlanmasını sağlar. Daha önce başka bir yerde gösterildiği gibi, karışım oranını tanımak da mümkündür [2 (a)]. Ayrıca, Tanımlama veritabanı kişinin kendi verileriyle genişletilebilir ve böylece bireysel ihtiyaçlara göre ayarlanabilir.