Controllo qualità delle materie prime

Illustration Raw materials

Un prodotto finito non può che essere buono come i materiali utilizzati per farlo. L’analisi regolare e sistematica delle materie prime in ingresso contribuisce a garantire che il prodotto finale non sarà di scarsa qualità prima ancora che il processo di produzione inizi.

Vista l'importanza della qualità delle materie prime, le analisi devono essere specifiche, affidabili e precise - e vista anche l'importanza degli aspetti economici, quali il “time to market”, le analisi devono essere efficienti e veloci.

Metrohm offre una vasta gamma di sistemi e prodotti per soddisfare tutte le vostre esigenze di controllo delle materie prime: dai sistemi facili da usare e pronti all’uso a configurazioni personalizzate adattate alla propria applicazione. Inoltre, Metrohm offre un ampia gamma di applicazioni specifiche per il settore gratuitamente. Scopri di più sulle nostre soluzioni - applicative e strumentali - in questa sezione:


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Conformità alle normative nell'analisi di materie prime

Con i nostri strumenti, è possibile eseguire una vasta gamma di analisi in conformità con gli standard internazionali (ASTM, ISO, e DIN)

> Vedi qui come è possibile rispettare gli standard internazionali utilizzando strumentazione Metrohm

 

La spettroscopia per i test delle materie prime

RRichiede poca o nessuna preparazione del campione, consentendo misure non distruttive, e ottenendo risultati quasi istantaneamente, la spettroscopia è una delle più importanti tecniche analitiche per il controllo delle merci in entrata.

Guarda il video per saperne di più sulle possibilità della spettroscopia nel settore dei polimeri.

> Maggiori info su NIRS DS2500 Analyzer

> Guarda quali parametri si possono analizzare con un NIRS DS2500 Analyzer

Gruppi terminali ossidrilici in tempo reale

Nella produzione del poliuretano, il numero di ossidrile dei polioli indica la reattività con l’isocianato. La spettroscopia nel vicino infrarosso è particolarmente adatta per l'analisi dei gruppi terminali di idrossile dei polioli. Contemporaneamente, si ottengono in pochi secondi le informazioni riguardanti la sostituzione metilica della catena polimerica.

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Identificazione delle materie prime con la spettroscopia Raman

I polimeri sono costituiti da macromolecole fatte di molte unità strutturali identiche o simili, i cosiddetti monomeri. Abbiamo elaborato una applicazione che mostra come è possibile identificare monomeri comuni comodamente e rapidamente utilizzando lo spettrometro palmare Mira M-1. Possono essere analizzati in pochi secondi monomeri quali stirene, vari alchil metacrilati, divinilbenzene, glicole etilenico, fenolo, acido tereftalico, e urea. Inoltre, additivi e inibitori, come benzochinone possono essere identificati rapidamente e senza errori.

> Maggiori info sull'analizzatore palmare Mira M-1 analyzer

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Metrohm Process Analytics per il test delle materie prime

Gli analizzatori di processo Metrohm consentono di monitorare i parametri in tempo reale, in continuo, e in modo completamente automatico. Essi possono quindi essere perfettamente integrati nei vostri processi produttivi. Gli analizzatori di processo sono disponibili per una vasta gamma di parametri e in varie configurazioni - che vanno dai sistemi a singolo parametro ad analizzatori multiparametrici in grado di eseguire analisi per titolazione, voltammetria, fotometria, nonché misure dirette o misure con elettrodi ionoselettivi. Otre agli analizzatori chimici, offriamo spettrometri NIR on-line per l'analisi non distruttiva di una varietà di materie prime.

Inibitore TBC in flusso di monomeri

Nella produzione di stirene, butadiene, e vinilacetato, lo stabilizzatore 4-tert-butilcatecolo (TBC) gioca un ruolo fondamentale nella prevenzione polimerizzazione prematura durante lo stoccaggio il trasporto.

Al fine di non compromettere la qualità del prodotto, la concentrazione del TBC nello stirene deve essere mantenuto al di sopra di 10–15 mg/L. Il TBC richiede ossigeno per evitare che i monomeri polimerizzino. Per controllare l’esaurimento del TBC, è necessario un attento monitoraggio della concentrazione.

In caso di 1,3-butadiene liquefatto, il TBC viene aggiunto per impedire la formazione di perossidi e di polimeri popcorn. Per la determinazione, il campione viene fatto gorgogliare attraverso un solvente che assorbe il TBC mentre il butadiene evapora.

Se hai bisogno di monitorare i livelli di TBC in stirene, butadiene, o vinilacetato, dai un’occhiata all’ADI 2045TI Process Analyzer.

> Maggiori info su ADI 2045TI Process Analyzer

Monitoraggio della purezza del caprolattame in conformità con ISO 8660

Il caprolattame è un materiale di partenza per la produzione di poliammide 6, un polimero che è ampiamente utilizzato nella produzione di indumenti, tappeti, e fibre industriali. La qualità del caprolattame può essere valutata mediante analisi del numero di assorbimento di permanganato (PAN), come descritto nella norma ISO 8660. Il PAN viene usato come misura della purezza del caprolattame, poichè esprime la stabilità di un campione di caprolattame in presenza di permanganato di potassio.

L’ ADI 2045TI Process Analyzer della Metrohm Process Analytics soddisfa i requisiti per l'analisi del PAN come specificato nella norma ISO 8660.
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Determinazione dell'acqua

L'acqua è un importante parametro di qualità, sia nelle materie prime che prodotti finiti (Clicca qui per saperne di più sulla determinazione di acqua nei prodotti finiti). Un contenuto di acqua eccessivo può interferire con la reazione o compromettere le proprietà del prodotto finito. Ancora più importante, la presenza di acqua favorisce la corrosione delle tubature e dei serbatoi di stoccaggio.

È possibile controllare il contenuto di acqua nei monomeri gassosi, nei gas liquefatti, e nei monomeri liquidi con la titolazione Karl Fischer:

Acqua nei monomeri gassosi

Monomeri gassosi e altri gas liquefatti sono usati nella produzione di materie plastiche di ogni genere. Aggressivi, tossici, e altamente volatili come sono spesso questi gas, essi rappresentano una sfida per il monitoraggio dei parametri critici durante la fabbricazione. Uno di questi parametri è il contenuto d'acqua.

L'875 KF Gas Analyzer offre un modo altamente sensibile e sicuro di misurare livelli in tracce di acqua in una varietà di monomeri gassosi e gas liquefatti mediante titolazione coulometrica.

> Maggiori info su 875 KF Gas Analyzer

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Acqua nei monomeri liquidi

La determinazione dell'acqua nei monomeri contenenti azoto debolmente alcalini come la melamina e il beta-caprolattame è semplice e avviene tramite la titolazione coulometrica o volumetrica. Per ammine che sono inclini a reazioni collaterali, si consiglia il metodo Karl Fischer con forno.

> Maggiori info sulla titolazione Karl Fischer

> Maggiori info sul metodo del forno per la preparazione del campione

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Titolazione del gruppo terminale

La titolazione potenziometrica è ideale per la titolazione di gruppi funzionali nei monomeri, in particolare monomeri mono e poliacidi e nei polioli. Queste titolazioni sono per lo più effettuate in soluzioni non acquose e non polari e sono quindi accompagnate da un salto di potenziale molto piccolo, portando a curve di titolazione piatte e erronee. Metrohm ha ovviato a questi inconvenienti sviluppando strumenti e sensori (ad esempio, il Solvotrode, vedi sotto) che permettono di determinare l’endpoint in questi mezzi a bassa conducibilità.

Centinaia di titolazioni vengono applicate nel settore dei polimeri: dalla determimazione del numero di acidità, di idrossile, di epossido, di carbossile, di ammine alla concentrazione del cloruro e dell’isocianato. Le analisi più comuni e facilmente automatizzate sono il numero di ossidrile e di acidità e il contenuto di isocianato.

Se sei interessato a questo tipo di analisi, si consiglia di guardare il webinar C & EN su " Titration Solutions for Difficult Polymer Samples ":

> Vai al webinar

Numero di acidità in accordo con ASTM D4662 e ISO 2114

Il numero di acidità (o indice di acidità, AV) è la titolazione non acquosa più comunemente utilizzata nel controllo delle materie prime. Il numero di acidità corrisponde alla quantità di gruppi funzionali acidi carbossilici. La titolazione potenziometrica è il metodo ideale per determinare questo valore in resine alchiliche, resine poliestere-acrilate, o miscele. Va da sé che questo metodo può essere completamente automatizzato.

> Maggiori info sui titolatori e l'automazione Metrohm

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Numero di ossidrile secondo ASTM E1899 e EN ISO 4629-2

Il numero di ossidrile di monomeri indica il grado di esterificazione. Inoltre, nella produzione del poliuretano, il numero di ossidrile dei polioli è determinata per consentire una valutazione della loro reattività con gli isocianati.

Per la determinazione del numero di ossidrile, il metodo ASTM E1899 e EN ISO 4629-2 raccomandano la titolazione potenziometrica.

La determinazione del numero di ossidrile in titolazione ha diversi vantaggi:

  • Il metodo è veloce e robusto.
  • La preparazione del campione è semplice.
  • La determinazione può essere automatizzata.

Di conseguenza, è possibile ridurre i vostri interventi al minimo e risparmiare tempo prezioso.

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Isocianati secondo metodo DIN 53185 e DIN EN ISO 14896

La reazione chimica tra diisocianati o poliisocianati e un diolo o poliolo porta alla formazione di poliuretani. I gruppi isocianato con la sequenza doppio legame sono i componenti essenziali nella sintesi. Su questi si legano i gruppi idrossilici dei polioli. La titolazione dei gruppi NCO è una classica retrotitolazione: l'isocianato è titolato con un eccesso di dibutilammina, che viene retrotitolato con una concentrazione nota di acido cloridrico.

Questa determinazione può anche essere eseguita tramite uno scambiatore di campioni per risparmiare tempo e lavoro.

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Analisi delle impurezze in voltammetria

La voltammetria è una tecnica molto sensibile per l'analisi delle sostanze elettrochimicamente attive, come ioni inorganici o organici, ma anche composti organici neutri. Questa tecnica combina una vasta gamma di applicazioni, tempi di analisi brevi e alta precisione e sensibilità con costi di investimento e di esercizio relativamente bassi.
Considerata la lunga esperienza Metrohm in questo campo, siamo in grado di fornire strumenti, accessori, e il know-how per la vostra specifica applicazione. Leggi come è possibile utilizzare la voltammetria nel controllo delle materie prime in entrata nell’industria dei polimeri:

Determinazione 4-carbossilbenzaldeide in acido tereftalico

Quando lo xilolo è utilizzato per produrre acido tereftalico, si forma come impurezza il 4- carbossilbenzaldeide (4-CBA). Questa impurezza deve essere rimossa prima che l'acido tereftalico possa essere ulteriormente processato, ad esempio, in fibre di poliestere o bottiglie di PET.

Il contenuto residuo del 4-CBA in acido tereftalico purificato (PTA) può essere facilmente determinata per polarografia.

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Determinazione del ferro in glicole etilenico

La voltammetria è ideale per la determinazione del ferro in glicole etilenico. Nel glicole etilenico utilizzato come materia prima nella sintesi di PU, anche impurezze di ferro a livello di tracce fungono da catalizzatore e quindi hanno un forte impatto sulla polimerizzazione. Poiché la voltammetria non richiede la preparazione del campione, la determinazione è semplice e sensibile, con limiti di rilevazione a partire da circa 0.1 µg/L.

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Sodio e potassio nei polioli con IC

La reazione chimica di un di- o poliisocianato con polioli produce schiume poliuretaniche, resine e gomme. Impurezze nelle materie prime hanno un grande impatto sulle velocità di reazione e compromettono la qualità del prodotto finale. Nei polioli, i metalli alcalini rappresentano alcune delle impurezze più critiche, perché sono forti catalizzatori per reazioni lineari e ramificate. La cromatografia ionica dopo l’eliminazione in linea della matrice è un metodo rapido e preciso per la determinazione simultanea di sodio e potassio.

> Maggiori info sulla cromatografia ionica

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