Kwaliteitscontrole van polymeer en kunststof eindproducten

Illustration QC of finished plastic products

 

Hoogwaardige polymeren worden gebruikt in vrijwel elke industrie en zijn terug te vinden in de meeste consumentenproducten. De zorgvuldig ontworpen eigenschappen van deze polymeren worden bereikt door middel van zeer nauwkeurige en complexe productiestappen. Om ervoor te zorgen dat de polymeren voldoen aan de specificaties, is er in de productieketen een belangrijke rol weggelegd voor kwaliteitscontrole van de eindproducten.

Metrohm levert dedicated oplossingen voor de bepaling van vele parameters, zoals:


Downloads

Kwaliteit testen in overeenstemming met de regelgeving

Onze instrumenten zijn geschikt voor een grote verscheidenheid aan analyses die voldoen aan de ASTM-, ISO-en DIN-normen.

> Ontdek hoe u kunt voldoen aan internationale normen door Metrohm instrumenten te gebruiken

 

Spectroscopie voor het testen van polymeren

Spectroscopische technieken bieden verschillende voordelen als het gaat om het analyseren van polymeermonsters. Monstervoorbereiding is minimaal of helemaal niet nodig en de metingen zijn niet-destructief. Daardoor is de gehele procedure eenvoudig en tijdbesparend: binnen enkele seconden heeft u nauwkeurige resultaten.

Met de NIRS DS2500 Analyzer van Metrohm kunt u in elke omgeving reflectiemetingen aan polymeren uitvoeren. Deze compacte en robuuste analyzer kan meerdere parameters tegelijkertijd meten.

> Lees meer over de NIRS DS2500 Analyzer

> Bekijk wat u allemaal kunt doen met de NIRS DS2500 Analyzer

Controleren op additieven in kunststof eindproducten

Polymeeradditieven worden gebruikt om polymeren op verschillende manieren te modificeren, bijvoorbeeld om een bepaalde kleur te maken, om het materiaal gemakkelijker te verwerken en duurzamer te maken, om het uiterlijk te veranderen of om het zachter en flexibeler te maken. Het gehalte van deze stabilisatoren moet in het eindproduct worden gecontroleerd om te bevestigen dat het aan de eisen voldoet.

Met behulp van spectroscopie kunt u direct in intacte polymeerpellets lage niveaus van additieven bepalen. Metrohm heeft voorbeeldtoepassingen ontwikkeld voor het bepalen van een lichtstabilisator (Tinuvin 770) en een antioxidant (Irganox 225). Hiermee laat het de reikwijdte en het gebruiksgemak van spectroscopie zien.

Downloads

Controle van copolymeerniveaus in kunststof eindproducten

Het is bijna onmogelijk om de invloed van de volgorde van de verschillende monomeereenheden in polymeren te overschatten. Deze volgorde is bepalend voor de belangrijkste eigenschappen van het eindproduct.

Spectroscopie is geschikt om zonder monstervoorbereiding de copolymeerniveaus in polymeerkorrels te bepalen, zodat u de productkwaliteit gemakkelijk en snel kunt bevestigen.

Downloads

Snelle identificatie van gerecyclede kunststoffen met Raman spectroscopie

Ons kunststof afval vormt een van de grootste uitdagingen voor de mensheid, zowel nu als in de toekomst. Om kunststof afval efficiënt te recyclen is kennis over de aanwezige materiaalsoorten onontbeerlijk.

Raman spectroscopie is bijzonder geschikt voor het identificeren van functionele groepen in polymeren en voor het nader preciseren van de polymeerstructuren. De technieken die werken in R & D en productie, werken ook in de kunststof recycling industrie. Hier is het cruciaal om plastic te sorteren op materiaalsoort. Raman kan effectief materialen zoals ABS, PE, PS, PET en PMMA in afval onderscheiden, ongeacht kleur, oppervlaktewater, vervorming of vuil. En dit alles binnen enkele seconden en zonder in contact te hoeven komen met het materiaal.

> Lees meer over de Mira M-1 analyzer

Downloads

 

Testen van thermische stabiliteit van PVC

PVC en andere chloorbevattende polymeren behoren tot de meest veelzijdige en bruikbare synthetische materialen. Echter, deze materialen hebben een lage thermische stabiliteit. Bij verhoogde temperaturen breken deze polymeren af, waarbij zoutzuur (HCl) vrijkomt. Deze nadelige PVC-dehydrochlorering kan worden tegengegaan door het toevoegen van thermische stabilisatoren. In het kader van de kwaliteitscontrole moet de thermische stabiliteit van het eindproduct wel worden gecontroleerd.

De bepaling van HCl wordt beschreven in de ISO 182 Part 3 norm. De methode voor het bepalen van de thermische stabiliteit van polymeren omvat verwarmen van de polymeermonsters, overbrengen van het gevormde HCl-gas in een oplossing en het meten van de geleidbaarheid van de oplossing.

PVC thermische stabiliteit testen

Metrohm biedt specifiek voor deze meting de 895 Professional PVC Thermomat. Met dit instrument kunt u gelijktijdig meerdere PVC-monsters analyseren en het hele proces op uw computer controleren.

> Lees meer over de 895 Professional PVC Thermomat

Het spreekt voor zich dat Metrohm niet alleen de instrumenten levert, maar ook de toepassingen voor het bepalen van de thermische stabiliteit van PVC en andere chloorbevattende polymeren. Lees meer in de documenten hieronder, die u kunt downloaden.

Downloads

 

Waterbepaling in kunststoffen

Polymeren absorberen gemakkelijk water. De eigenschappen van de kunststoffen kunnen worden aangetast door de aanwezigheid van grote hoeveelheden vocht. Bij het vormen van pellets kan bijvoorbeeld restvocht reageren met het gesmolten polymeer en daarmee de fysische en chemische eigenschappen verslechteren. Om de productkwaliteit te waarborgen is het nodig dat het watergehalte van de polymeren wordt gecontroleerd.

Een algemeen toegepaste methode voor de bepaling van water in polymeren is het verlies bij het drogen (‘loss of drying’, LOD). Echter met LOD bepaal je niet het watergehalte, maar het totale gehalte aan vluchtige componenten. Bovendien is de LOD-bepaling zeer tijdrovend.

De voorkeursmethode: coulometrische Karl Fischer titratie

Metrohm biedt met coulometrische waterbepaling een betere methode dan 'loss of drying’ LOD. Deze beproefde techniek heeft zijn waarde bewezen in talloze toepassingen.

Omdat de meeste polymeren niet oplosbaar zijn, wordt bij deze methode het vocht door verhitting uit de polymeermonsters gehaald, waarbij het verdampte vocht middels een droge dragergasstroom wordt overgebracht naar de coulometrische cel. Deze zogenaamde oventechniek is een bewezen monstervoorbereidingstechniek bij Karl Fischer titratie en wordt aanbevolen in verschillende normen (bijvoorbeeld ASTM D 6869-03 of ISO 15512).

> Lees meer over dit onderwerp in het persbericht

> Lees meer over geautomatiseerde Karl Fischer coulometrische titratie

Downloads

NIR spectroscopie: snel en niet-destructief

Ofschoon coulometrische waterbepaling de gouden standaardmethode is voor vochtmeting in kunststoffen, kan NIR-spectroscopie een beter alternatief zijn, aangezien het een niet-destructieve en snelle methode is. Om dit te laten zien hebben we een applicatie ontwikkeld voor de bepaling van water in kunststof contactlenzen.

> Lees meer over Metrohm NIRSystems

Downloads

 

Halogenen en zwavel in polymeren: Combustion Ion Chromatografie

Bij het verbranden van organische materialen die halogenen en zwavel bevatten, komen giftige, gevaarlijke gassen vrij. Om in het geval van brand dit risico uit te kunnen sluiten moet van sommige kunststoffen het halogeen- en zwavelgehalte worden gecontroleerd. Bepaling van deze parameters moet betrouwbaar en nauwkeurig zijn en mag niet te veel tijd kosten.

Een zeer geschikte methode hiervoor is Combustion Ion Chromatografie (CIC). Bij deze inline techniek wordt het monster verbrand en worden de van belang zijnde, in gasvorm omgezette verbindingen direct in een oplossing geabsorbeerd. Deze oplossing wordt vervolgens geanalyseerd met ionchromatografie. Door koppeling van de oven aan het analyseapparaat kunt u de monsterdoorvoer verhogen en de nauwkeurigheid en juistheid van de resultaten verbeteren.

CIC is zeer betrouwbaar. Testen hebben een terugwinningspercentage aangetoond tussen 99% en 102,4% (bij gebruik van gecertificeerde polyethyleenkorrels met bekende hoeveelheden chloor, broom en zwavel, zie TA-049 hieronder).

CIC bij kwaliteitstesten van halogeenvrije elektrische kabels en bedrading

Tegenwoordig worden steeds vaker halogeenvrije elektrische kabels en bedrading gebruikt. DIN EN 62321-3-2 schrijft CIC voor als methode voor het bepalen van totaal broom in elektrische en elektronische producten. CIC is ook een handige techniek om te bepalen of de onderzochte polymeren voldoen aan andere wetten, normen en eisen (IEC 60502-1, RoHS).

> Lees meer over Combustion Ion Chromatografie

> Bekijk meer Combustion Ion Chromatografie toepassingen voor polymeren

Downloads

 

Voltammetrie: Bepaling van residuen, onzuiverheden en vervuilingen

Voltammetrie is een veelzijdige techniek voor de bepaling van elektrochemisch actieve stoffen, zoals anorganische of organische ionen en neutrale organische verbindingen. Gebruikers profiteren van een breed scala aan toepassingen, relatief lage investerings- en bedrijfskosten, korte analysetijden en hoge nauwkeurigheid en gevoeligheid.

Restmonomeren: styreen in polystyreen

Na polymerisatie van styreen tot polystyreen kunnen kleine hoeveelheden van het toxische, carcinogene styreen nog in het eindproduct aanwezig zijn. Daarom moet in polystyreen het reststyreengehalte worden vastgesteld. Dit kan eenvoudig worden gedaan met behulp voltammetrie.

> Lees meer over voltammetrie

Downloads

Metaalonzuiverheden in kunststoffen

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

Met voltammetrie kunnen in elke kunststof metalen worden bepaald. Voor voltammetrische analyse moeten de kunststofmonsters worden voorbewerkt om de organische componenten te verwijderen. Doorgaans gebeurt dit door mineralisatie (microwave ontsluiting), verbranding of extractie (met een mineraalzuur). Dezelfde procedure kan uiteraard ook worden toegepast op grondstoffen (lees hier meer).

Voorbeelden van metalen die voltammetrisch in PET kunnen worden bepaald zijn:

  • antimoon
  • kobalt
  • titaan

> Lees meer over voltammetrie

Downloads

 

Grenzen verleggen met geleidende polymeren

In het algemeen zijn synthetische polymeren isolatoren. Echter, als ze een uitgebreid π-elektronensysteem hebben, kunnen ze fungeren als (half)geleider. De meest voorkomende geleidende polymeermaterialen zijn polyaniline en polypyrrol, net zoals polythiofeen en zijn derivaten. Door de incorporatie van doteringsionen of substituenten kunnen metaalachtige geleidbaarheden worden verkregen en andere producten met uitzonderlijke eigenschappen, van organische lichtgevende diodes (OLED's) en polymeerzonnecellen tot geleidende polymeer gebaseerde supercondensatoren en elektroden. Om de elektrochemische eigenschappen van de geleidende polymeren of polymere elektrolyten te onderzoeken tijdens elektrodepositie, zijn in-situ metingen zoals elektrochemische impedantiespectroscopie (EIS) en cyclische voltammetrie vereist. Bij de toepassing van deze geavanceerde technologieën vertrouwen onderzoekers van over de hele wereld op Metrohm Autolab instrumenten.

> Lees meer over elektrochemie van Metrohm Autolab

Meer toepassingen en producten

Eindgroep titratie in polymeren en harsen

Polymeren en harsen worden tegenwoordig geproduceerd met op maat gemaakte eigenschappen. Functionele groepen spelen een doorslaggevende rol met betrekking tot structuur en eigenschappen. Dat is ook de reden waarom het zuurgetal en het hydroxylgetal zo vaak worden bepaald.

Bekijk de applicatie Lees meer hierover op de pagina over kwaliteitscontrole van grondstoffen

Webinar: Titratie oplossingen voor moeilijke Polymeermonsters

Als u geïnteresseerd bent in zowel vochtgehalte als titratie van hydroxyl- en zuurgetal van moeilijke polymeermonsters, dan moet u dit webinar bekijken.

Ga naar het webinar

Titratie voor de monitoring van enzymatische degradatie van bioplastics

Bioplastics zijn bio gebaseerd en/of biologisch afbreekbaar. Polyhydroxybutyraat (PHB) is zowel bio gebaseerd als biologisch afbreekbaar. De polyester is een soort van polymeer van een vetachtige stof. Zoals wij vet opslaan, slaan bacteriën PHP op en wordt in een later stadium enzymatisch afgebroken. De enzymatische afbraak van PHB kan effectief worden gevolgd met een zuur-base titratie.

Lees meer over biosynthetisch en biodegradeerbaar PHB