Bitmiş polimer ve plastik ürünlerin kalite kontrolü | Metrohm
Polimerler – Kalite kontrolü»
Bitmiş polimer ve plastik ürünlerin kalite kontrolü
Yüksek performanslı polimerler neredeyse her endüstride kullanılmaktadır ve çoğu tüketici ürününde bulunmaktadır. Bu polimerlerin özenle tasarlanmış özellikleri oldukça hassas ve kompleks üretim aşamaları sonucunda ortaya çıkarılmaktadır. Polimerlerin talimatlara uyduğundan emin olmak için bitmiş ürünlerin kalite kontrolü üretim zincirinde önemli bir rol oynamaktadır.
Metrohm aşağıdaki gibi birçok parametrenin tayini için özel çözümler sunmaktadır:
Spektroskopi ile katkı maddeleri ve kopolimer düzeyi
PVC'de termostabilite ölçümü
Karl Fischer titrasyonu veya NIRS spektroskopisi ile su içerik tayini
Yakmalı iyon kromatografi ile halojen ve sülfür
Voltammetri ile kalıntıların ve safsızlıkların tayini
İletken polimer araştırması için elektrokimya
Kalite denetiminde yönetmelikler ile uyumluluk
Enstrümanlarımız, ASTM, ISO ve DIN standartları ile uyumluluk gerektiren çok çeşitli analizler için uygundur.
> Metrohm enstrümanları ile uluslararası standartları nasıl karşılayabileceğinizi öğrenin
Polimer deneyleri için spektroskopi
Polimer örneklerinin analizi söz konusu olduğunda, spektroskopik teknikler pek çok avantaj sağlamaktadır. Genel olarak numune hazırlama işlemi en az seviyededir ya da hiç gerekmemektedir ve ölçümler de tahribatsızdır. Bu sayede, saniyeler içinde doğru sonuçlar veren tüm prosedür oldukça basittir ve zamandan tasarruf sağlar.
Metrohm NIRS DS2500 Analizörü ile her türlü ortamda polimerler için reflektans ölçümleri gerçekleştirebilirsiniz. Bu kompakt ve sağlam analizör, çoklu parametreleri eş zamanlı olarak ölçmenizi sağlar.
Bitmiş plastiklerde katkı maddeleri kontrolü
Polimer katkı maddeleri polimerleri çeşitli yollarla değiştirmek için kullanılır. Bunlardan bazıları; belirli bir renk ortaya çıkarmak, materyali işlemesi kolay ve uzun ömürlü yapmak ya da daha yumuşak ve esnek yapabilmektir. Bu yüzden bitmiş ürünler, içerdikleri stabilizörlerin yönetmeliklere uyumluluğunu anlamak için kontrol edilmelidir.
Spektroskopiyi kullanarak el değmemiş polimer peletlerde doğrudan düşük miktardaki katkı maddelerini tayin edebilirsiniz. Metrohm, spektroskopinin kapsamını ve kullanım kolaylığını anlatmak adına, bir ışık dengeleyici (Tinuvin 770) ve bir antioksidan (Irganox 225) tespitinin örnek uygulamasını geliştirmiştir.
Bitmiş plastiklerde kopolimer seviyelerinin kontrolü
Polimerlerde farklı monomer birimlerinin sıralı düzeninin etkisi oldukça büyüktür. Bu düzen, son ürünün ana özelliklerini belirlemektedir.
Spektroskopi, polimer peletlerdeki kopolimer seviyelerini herhangi bir numune hazırlama işlemi gerektirmeden tayin edebilmekte, böylece ürün kalitesini hızlı ve kolay bir şekilde teyit etmenizi sağlamaktadır.
Raman spektroskopisi ile geri dönüşüm plastiklerinin hızlı tespiti
Plastik atıkların bertarafı, insanlığın şimdi ve gelecekte ilgilenmesi gereken en büyük görevlerden biridir. Ancak, plastik atıkları geri dönüştürmek için öncelikle hangi materyalle uğraştığınızı bilmeniz gerekmektedir.
Raman spektroskopisi, polimerlerdeki fonksiyonel grupların tespiti ve polimer yapılarındaki detayları ortaya çıkarmak için idealdir. ArGe ve üretimde etkili olan teknikler plastik geri dönüşüm endüstrisinde de oldukça etkilidir. Burada önemli olan, plastiği materyal türüne göre sınıflandırmaktır. Raman; ABS, PE, PS, PET ve PMMA gibi materyalleri, renk, yüzey suyu, deformasyon ya da kirlilik gözetilmeksizin etkili bir şekilde ayırt etmenizi sağlar. Üstelik herhangi bir materyalle temas kurmanıza gerek kalmadan saniyeler içinde sonuç verir.
PVC ve diğer klorür içeren polimerler, mevcut olan en kullanışlı ve çok yönlü sentetik materyallerdendir. Ancak, bu materyallerin termostabilitesi düşüktür. Yüksek sıcaklıklarda, bu polimerler bozunur ve hidrojen klorür (HCI) açığa çıkarır. Bu sözde PVC hidroklorürsüzleşme olayı önemli bir sorundur, fakat termal stabilizatörlerin ilave edilmesi ile büyük oranda bu problemin önüne geçilebilmektedir. Bitmiş ürünün termostabilitesi ise, kalite kontrolün bir parçası olarak kontrol edilmelidir.
HCI tayini, ISO 182 Bölüm 3 te açıklanmıştır. Polimerlerin termostabilite tayini için kullanılan metot, polimer numunelerinin ısıtılmasını ve oluşan HCI gazının bir çözeltiye aktarılarak, bu çözeltinin iletkenliğinin ölçülmesini içermektedir.
Metrohm bu ölçüm için özel bir enstrüman olan 895 Professional PVC Thermomat’ı sunmaktadır. Bu ürünle, birden fazla PVC örneği eş zamanlı bir şekilde analiz edebilir ve tüm süreci bilgisayarınızdan kontrol edebilirsiniz.
> 895 Professional PVC Thermomat hakkında daha fazla bilgi alın
Metrohm yalnızca enstrümanları değil, aynı zamanda PVC ve diğer klorür içeren polimerlerin termostabilitesini tespit edecek uygulamaları da sağlamaktadır. Aşağıdaki uygulamaları indirerek bu konuyla ilgili daha fazla bilgi alabilirsiniz.
Plastiklerde su tayini
Polimerler suyu kolaylıkla emer. Yüksek orandaki nem miktarı plastiklerin özelliklerini bozabilmektedir. Örneğin, pelet kaplama sürecinde artık nem eriyen polimerle etkileşime girer ve bu yüzden onun fiziksel ve kimyasal özelliklerini bozar. Bu sebeple, söz konusu ürünün kalitesinden emin olmak için polimerlerdeki su içeriği kontrol edilmelidir.
Polimerlerdeki su tayini için sık kullanılan metotlardan biri kurutma kaybıdır. (LOD). Fakat LOD su içeriğini değil, uçucu maddelerin toplam içeriğini tespit eder. Bunun yanı sıra, LOD’nin tespiti son derece zaman alıcıdır.
Tercih edilen metot: Kulometrik Karl Fischer titrasyonu
LOD’ye karşı uygulanabilir bir alternatif olarak Metrohm, zaman içinde sayısız aplikasyonda kendini kanıtlamış kulometrik su tayini seçeneğini sunmaktadır.
Çoğu polimer çözünür olmadığından, nem polimer örneklerinden sıcaklık artırılıp içeriğinde bulunan suyun buharlaştırılarak taşıyıcı gaz varlığında, kulometrik hücreye transfer edilmesiyle analiz edilir. Fırın tekniği olarak isimlendirilen bu yöntem, Karl Fischer titrasyonunda iyi bilinen bir numune hazırlama tekniğidir ve çeşitli standartlarda önerilmektedir. (ASTM D 6869-03 ya da ISO 15512 vb.)
> Bu konu hakkında daha fazla bilgi almak için haber bültenimizi okuyabilirsiniz
> Otomatik Karl Fischer kulometrik titrasyon hakkında daha fazla bilgi almak için tıklayın
NIR spektroskopisi: Hızlı ve tahribatsız
Kulometrik su tayini plastiklerde nem tayini için altın standart metot olmasına rağmen, NIR spektroskopisi, tahribatsız ve hızlı olması bakımından bir alternatif olarak tercih edilebilir. Bunu göstermek için, plastik kontak lenslerdeki su tayini ile ilgili bir uygulama geliştirdik.
> Metrohm NIRSistemleri hakkında daha fazla bilgi alın
Polimerlerde halojen ve sülfür: Yakmalı İyon Kromatografisi
Halojen ve sülfür içeren organik maddeler yanma işlemine girdiğinde, tehlikeli ve zehirli gazlar açığa çıkarır. Yangın anında oluşabilecek bu durumu ortadan kaldırmak için bazı plastiklerin halojen ve sülfür içeriği kontrol edilmelidir. Bu parametreleri tanımlamak mümkün olduğunca güvenilir, doğru ve hızlı olmalıdır.
Yakmalı İyon Kromatografisi (CIC), bu amaç için oldukça uygun bir yöntemdir. Bu inline teknikte, numune pirohidrolitik yakma işleminden geçer ve bileşenler gaz haline getirilerek bir çözelti tarafından doğrudan emilir. Bu çözelti daha sonra iyon kromatografi aracılığıyla analiz edilir. Yanma ve analiz sisteminin birleşimi, numunelerin hızlı analiz edilmesi dışında sonuçların doğruluğunun ve kesinliğinin artmasını sağlar.
CIC oldukça güvenilirdir- yapılan testler, %99 ve %102.4 oranında geri kazanım oranını işaret etmektedir. (bilinen miktarda klor, brom ve sülfür içeren sertifikalı bir polietilen granül kullanarak, bkz. aşağıdaki TA-049)
Halojensiz elektrik kabloları ve kablo sistemlerinin kalite testinde CIC
Günümüzde, halojensiz (sıfır-halojen olarak da bilinir) elektrik kabloları ve kablo sistemleri kullanımı artmaktadır. DIN EN 62321-3-2, elektrikli ve elektronik ürünlerin toplam bromunu belirlemek için CIC'yi şart koşar. CIC, araştırılan polimerlerin talimatlara, standartlara ve gerekliliklere (IEC 60502-1, RoHS vb.) uygun olup olmadığını belirlemek için yararlı bir araçtır.
> Yakmalı iyon kromatografi hakkında daha fazla bilgi alın
> Polimerler için yakmalı iyon kromatografi uygulamalarımıza göz atın
Voltammetri: Kalıntıların ve safsızlıkların tayini
Voltammetri inorganik veya organik iyonlar gibi elektrokimyasal olarak aktif maddelerin yanı sıra, nötr organik bileşikleri de belirleyen çok yönlü bir tekniktir. Kullanıcılar geniş bir uygulama yelpazesinin yanı sıra, aynı zamanda düşük yatırım ve işletme maliyetlerinden, kısa analiz sürelerinden ve yüksek hassasiyet ve duyarlılıktan da yararlanmaktadır.
Kalıntı monomerler: Polistirende stiren
Stirenin polistirene polimerleşmesinden sonra, bitmiş üründe az miktarda zehirli, kanserojen stiren mevcut olabilir. Bu nedenle polistiren içeirisndeki kalıntı stiren miktarı belirlenmelidir ve bu da voltammetri ile kolayca yapılabilir.
Plastiklerde metal safsızlıklar
Voltammetri ile plastiklerde metal tayini yapabilmektedir. Voltammetrik analizlerde, organik bileşenlerin organik numuneden uzaklaştırılması için bazı yöntemler ile numune ön hazırlığı yapılmalıdır. Tipik olarak bu numune hazırlığı mineralizasyon (mikrodalga parçalanması), yakma ya da alternatif olarak (mineral asitle) ekstraksiyon yoluyla gerçekleştirilir. Aynı prosedür aynı zamanda ham maddelere de uygulanabilmektedir (daha fazla bilgi almak için tıklayın).
Aşağıdaki metaller, bu metalleri içeren PET numunelerinde voltammetri ile tayin edilebilmektedir :
İletken polimerlerle sınırları zorlamak
Genel olarak sentetik polimerler yalıtkandır. Fakat geniş bir π elektron sistemine sahipse, elektriği (yarı) iletebilir.
En yaygın iletken polimer (CP) materyalleri polianilin, polipirol ve ayrıca politiyofen ve türevleridir. Katkılayıcı iyonlar veya muadilleri eklenerek, organik ışık yayan diyotlardan (OLED'ler) polimer güneş pillerine veya iletken polimer esaslı süper kapasitör cihazlarına ve elektrotlara kadar, metallerinkine benzer iletkenlikler ve diğer istisnai özellikler elde edilir. Elektrokaplama esnasında, iletken polimerlerin veya polimer elektrolitlerin elektrokimyasal özelliklerini incelemek için, elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve döngüsel voltammetri gibi yöntemlerle yerinde ölçümler gerekmektedir. Böyle ileri teknolojilerde, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar Metrohm Autolab enstrümanlarına güvenmektedir.
> Metrohm Autolab elektrokimya cihazları hakkında daha fazla bilgi alın
Daha fazla ürün ve uygulamalar
Polimerler ve reçinelerde uç-grup titrasyonu
Günümüzdeki polimer ve reçineler, kişiye özel özelliklerle üretilmektedir. Yapı ve özellikbağlamında, işlevsel gruplar belirleyici bir rol oynar, bu nedenle asit sayısı ve hidroksil değeri çoğu kez belirlenmektedir.
Uygulamayı görmek için tıklayın! Hammadde analizleri sayfası için tıklayın!
Webinar:Zorlu Polimer Örnekleri için Titrasyon Çözümleri
Nemin yanı sıra zor polimer örneklerinin hidroksil ve asit sayısı titrasyonuyla da ilgileniyorsanız, o zaman bu webinarı kaçırmayın.
Webinar için tıklayın!
Biyoplastikte enzimatik parçalanmayı izlemek için titrasyon
Biyoplastikler ya biyobazlıdır ya ayrıştırılabilirdir ya da aynı anda her iki özelliği de taşımaktadır. Polihidroksibutirat (PHB) son gruba dahildir. Polyester, daha sonraki bir aşamada enzimatik olarak bozunan bakterilerin polimerik bir saklama maddesidir. Enzimatik PHB bozunması, asit-baz titrasyonu ile etkin bir şekilde izlenebilir.
Biyosentetik ve biyobozunur PHB hakkında daha fazlası için tıklayın!