Producing polymers

Význam tématu

Analýza polymerů pomocí rentgenové fluorescenční (XRF) a difrakční (XRD) metody umožňuje rychlé a spolehlivé zjištění chemického složení a strukturních vlastností materiálů. Tyto techniky nacházejí uplatnění v oblastích výzkumu a vývoje, kontroly kvality, certifikace i analýzy poruch.

Cíle a přehled článku

Účelem textu je představit přístrojové řešení Thermo Fisher Scientific pro rychlou, pohodlnou a ekonomickou analýzu polymerů. Popsány jsou přístroje od kapesních analyzátorů až po vysoce výkonné laboratorní systémy a klíčové možnosti jejich využití v praxi.

Použitá metodika a instrumentace

• XRF: detekce a kvantifikace prvků od fluoru po uran, citlivost od <1 ppm do 100 %, analýza anorganických aditiv (pigmenty, plniva, zpomalovače hoření, stabilizátory), splnění požadavků RoHS/WEEE.
• XRD: určení krystalinity, mikrokrystalické či amorfní fáze, polymorfismu, relativní krystalinity, nízkoúhlové rozptylové měření pro velikost a tvary polymerních domén, speciální uspořádání pro vlákna a tenké fólie.
• Přístrojové řešení bench-top XRF: ARL QUANT’X EDXRF.
• Přístrojové řešení bench-top XRD: ARL EQUINOX 100/1000.
• Přenosné XRF analyzátory: Thermo Scientific Niton XL5, ARL OPTIM’X, ARL PERFORM’X.
• Vysoce výkonné XRD systémy: ARL EQUINOX 3000-5000-6000, ARL 9900 X-ray WorkStation.

Hlavní výsledky a diskuse

Představené přístroje umožňují:

• rychlé stanovení prvkového složení (10–60 s na prvek),
• vysokou spolehlivost díky robustní konstrukci bez pohyblivých částí,
• široké možnosti vzorkování (fólie, prášky, vlákna),
• real-time simultánní detekci celého difrakčního vzoru,
• volitelné režimy vysokého výkonu či vysokého rozlišení (Dual-Mode).

Přínosy a praktické využití metody

• Kontrola jakosti surovin a finálních výrobků v polymerovém průmyslu.
• Optimalizace výrobních procesů sledováním krystalinity a polymorfismu polymerů.
• Zajištění souladu s ekologickými normami RoHS/WEEE.
• Analýza mikročástic a doménové struktury pro vývoj nových polyesterů, kompozitů či funkčních povlaků.
• Rychlé poruchové analýzy a certifikační testování.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace provozních jednotek a integrace do výrobních linek pro on-line monitoring.
• Propojení s umělou inteligencí a pokročilými algoritmy pro rychlejší zpracování dat.
• Hybridní techniky (XRF-XRD-Raman-FTIR) pro komplexní chemicko-strukturní charakterizaci.
• Vývoj nových detektorů s vyšší citlivostí a rozlišením pro náročné aplikace v nanomateriálech.

Závěr

Metody XRF a XRD jsou klíčové nástroje pro komplexní analýzu polymerních materiálů. Představená instrumentace Thermo Fisher Scientific nabízí škálu řešení od přenosných přístrojů až po vysoce výkonné laboratorní systémy, které umožňují uspokojit široké spektrum analytických i výrobních požadavků.

Reference

• Thermo Fisher Scientific Inc. PF41376-EN 0718 (2018)