Determination of percent polyethylene in polyethylene/polypropylene blends using cast film FTIR techniques

Význam tématu

Stanovení poměru polyethylenu a polypropylenu v lécích je klíčové pro optimalizaci mechanických vlastností polymerních slitin a pro efektivní recyklaci odpadních polyolefinů.

Cíle a přehled studie

• Vyvinout a ověřit rychlou FTIR metodu pro kvantifikaci hmotnostního % PE v PE/PP směsích.
• Porovnat tradiční metodiku s novou procedurou využívající PTFE podložky a DialPath příslušenství.

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 630 FTIR spektrometr se standardní přenosovou komorou.
• DialPath (TumblIR) transmisní buňka s přesnou dráhou 100 µm.
• KBr a PTFE podložky pro přípravu štěpných filmů polymerů.

Použitá metodika

• Příprava kalibračních směsí PE/PP (35–85 % PE) v horkém tetrachlorethylenu (3 % polymeru).
• Odlévání filmů na KBr nebo PTFE, sušení při 70–80 °C a vytvoření 20–50 µm tenkých filmů.
• Záznam 74 koaddovaných interferogramů při rozlišení 4 cm-1, doba měření 30 s.
• Poměr výšek pásů 1376 cm-1 (PP) a 1462 cm-1 (PE+PP) pro korekci tloušťky filmu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Obě metody (PTFE/DialPath i KBr) poskytly kalibraci s koeficientem R2 = 1,000.
• Minimalizace fringing efektu díky konvexnímu/konkávnímu tvaru oken DialPath a filmům na PTFE.
• Rychlejší volba optimální tloušťky filmu a možnost měření více oblastí bez rozebírání buňky.

Přínosy a praktické využití metody

• Přesná a rychlá analýza poměru PE/PP pro kontrolu kvality výroby polymerních slitin.
• Přenositelnost a možnost analýzy přímo v provozu díky kompaktnímu FTIR přístroji.
• Podpora recyklačních procesů polyolefinů a omezení nákladné syntézy nových kopolymerů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na další polymerní směsi a kompozity, integrace inline měření v průmyslových linkách a využití datové analýzy a umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení FTIR spekter.

Závěr

Vyvinutá FTIR metoda pro stanovení poměru PE/PP ve formě odlévaných filmů je robustní, rychlá a přesná. Kalibrace s R2 = 1,000 je integrována do softwaru přístroje, což umožňuje okamžité zobrazení a tisk výsledků pro neznámé vzorky.

Reference

• Higgins F. Determination of percent polyethylene in polyethylene/polypropylene blends using cast film FTIR techniques. Agilent Technologies Application Note 2012, Publication number 5990-9785EN.