Een
toegevoegde
waarde

aan uw
innovatie

Een
toegevoegde
waarde

aan uw
innovatie

Services

PTG/e kan gezien worden als een verlengstuk van uw eigen R&D activiteiten. Denk bijvoorbeeld aan contract research of het analyseren van een materiaal. We werken op een pragmatische manier; de interne lijnen zijn kort en de onderzoekers hebben op regelmatige basis contact met de klant om de voortgang van het project te bewaken en eventueel bij te sturen.

Daarnaast organiseert PTG/e open cursussen op post-doctoraal niveau. Door het opgebouwde netwerk van docenten kunnen wij ook de mogelijkheid aanbieden om een (in-house) maatwerkcursus op te zetten.

PTG Eindhoven is your research partner in material innovation and material research.
Video afspelen

Onderzoek & innovatie

Ben je op zoek naar een onderzoekspartner voor langere termijn of voor een eenmalig materiaalonderzoek, of heb je van tijd tot tijd een ervaren partner nodig om je interne R&I aan te vullen, bijvoorbeeld wanneer je capaciteit tekort komt of de benodigde expertise niet in huis hebt?
PTG/e is volledig uitgerust om een verscheidenheid aan taken op zich te nemen.

Analyse & Advies

Ook voor kortere projecten is PTG/e uw partner. Vergelijking van grondstoffen, materiaalidentificatie of een snelle literatuurscan, het zijn slechts enkele van de diensten die PTG/e voor u kan uitvoeren.

Cursussen

PTG/e heeft toegang tot een breed netwerk van (eigen) experts op veel verschillende gebieden en is daarom uitstekend in staat om u te helpen uw kennis van polymeren uit te breiden. We organiseren cursussen op maat, maar ook de open PTN-cursussen.

Publicaties

Confocal Raman spectroscopie

Wanneer een vervuiling ingesloten zit tussen twee geëxtrudeerde polymeerfilms, of omsloten wordt door een coating, kan het bepaalde producten waarbij optische kwaliteit zeer belangrijk is, onbruikbaar maken. Het komt regelmatig voor dat onze klanten (vaak meerlaags film producenten) ons contacteren met een vraag over een vervuiling in hun proces.

Confocal_Raman_spectroscopy_contaminationBereik het onbereikbare!
Confocal Raman spectroscopie is een geschikte techniek om dit soort vervuilingen te analyseren. De meting kan uitgevoerd worden op minuscule deeltjes die volledig worden omsloten door een polymeermatrix (zie schematische afbeelding). Door twee voorbeelden belichten we de mogelijkheden met Confocal Raman spectroscopie.

 

Confocal_Raman_spectroscopy_eps1. Polyetheen zak
In het eerste voorbeeld hebben we een gesloten polyetheen (LDPE) zak met daarin Polyethyleentereftalaat (PET) korrels direct onder de confocal Raman microscoop geplaatst. Vervolgens hebben we een diepteanalyse uitgevoerd door de LDPE zak op de PET-korrels. Tijdens de diepteanalyse konden we continu de materiaalcompositie analyseren waardoor een duidelijke overgang van LDPE naar PET zichtbaar werd in de spectra hieronder. Via deze techniek hoeft de zak niet open omdat de inhoud door het verpakkingsmateriaal heen gemeten kan worden.

Confocal_Raman_spectroscopy_zip_bag

Confocal Raman Aceton2. Glazen flesje met aceton
In het tweede voorbeeld hebben we een glazen flesje gevuld met aceton onder de microscoop geplaatst. Opnieuw hebben we een continue meting uitgevoerd dwars door het glas heen tot de aceton geanalyseerd kon worden. Hieronder is duidelijk de overgang te zien van glas naar aceton.

Confocal_Raman_spectroscopy_glasvial_acetone

Confocal Raman spectroscopie kan worden gebruikt om onbekende materialen of vloeistoffen te identificeren. Ook zeer kleine deeltjes tot 1 µm kunnen gemeten worden, zelfs wanneer ze volledig worden omsloten door een ander materiaal.

Heb je een vergelijkbaar probleem, waarbij kleine deeltjes van een onbekend materiaal in een product terecht zijn gekomen? Confocal Raman spectroscopie biedt de oplossing. Mocht je vragen hebben of meer informatie hierover willen ontvangen, neem gerust contact met ons op!

 

 

 

 

Confocal Raman Aceton

PTG/e in Labinsights

Labinsights interviewde onze CEO dr. Laurent Nelissen. Lees het artikel hier.

Interview Laurent Nelissen CEO PTG Eindhoven

Meten van thermische uitzetting door thermomechanische analyse (TMA)

Wanneer een materiaal wordt verwarmd of gekoeld, verandert zijn afmeting evenredig met de verandering van temperatuur. Met thermische expansie (of krimp) van materialen moet bij tal van toepassingen rekening worden gehouden.

We beschrijven dit belang aan de hand van twee bekende voorbeelden, weergegeven in Figuur 1, en bespreken kort hoe we deze eigenschap kunnen meten en beïnvloeden.

Thermal expansion analysis on an antenna by PTG Eindhoven. Measuring thermal expension in car reflectors by using TMA.

Figuur 1. Voorbeelden van toepassingen waarbij controle over thermische uitzetting van cruciaal belang is. Links: Antennetoren; rechts: reflector van een autokoplamp, zichtbaar achter de transparante kap.

Het eerste voorbeeld omvat 5G-antennes, die steeds belangrijker worden in het dagelijks leven omdat ze gegevens verzenden van onze telefoons, auto's en vele andere apparaten. In elke antenne is dataoverdracht het meest efficiënt wanneer de golflengtes van zender en ontvanger op elkaar zijn afgestemd. Omdat 5G in een hoog frequentiebereik (tot aan 54 GHz) werkt, kunnen deze antennes vrij klein zijn, aangezien de lengte van een antenne omgekeerd evenredig is met de frequentie. Dergelijke antennemodules zijn vaak compact ontworpen, wat als gevolg heeft dat de warmte van de geïntegreerde electronica zich kan ophopen. Bovendien worden veel van deze antennes blootgesteld aan allerlei weersomstandigheden en wisselende temperaturen. Dit betekent dat de antenne thermische uitzetting kan ondergaan, wat kan leiden tot verminderde efficiëntie of zelfs schade aan de antenne als gevolg van materiaalvervorming. Daarom is de thermische uitzettingscoëfficiënt een cruciale parameter bij de materiaalkeuze voor deze toepassing.

Het andere voorbeeld is een koplamp van een auto, met name gericht op het reflectorgedeelte (achter de transparante kap), dat als belangrijkste functie heeft om het licht op de weg te richten. Deze reflectoren zijn gevormde kunststof onderdelen, met aluminium gemetalliseerd om het licht te kunnen reflecteren. In zo'n onderdeel kan de temperatuur sterk variëren, niet alleen door weersinvloeden maar ook door de warmte die door de gloeilamp zelf wordt gegenereerd (hoewel dit bij moderne LED's minder een probleem is). Het plastic, vaak polycarbonaat (PC), zet echter veel meer uit bij toenemende temperatuur dan de metalen coating. Het is dus voorstelbaar hoe dit kan leiden tot delaminatie van de coating van het plastic, waardoor de reflector niet meer goed werkt. Dit voorbeeld toont dus ook aan hoe belangrijk het is om rekening te houden met het thermische uitzettingsgedrag van materialen, vooral wanneer ze worden gecombineerd in allerlei toepassingen.

Het uitzettingsgedrag van een materiaal kan worden beschreven met de thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE), welke kan worden gemeten met behulp van thermomechanische analyse (TMA). TMA is een techniek die lengteveranderingen in een monster nauwkeurig meet als functie van temperatuur (of tijd). Uitzetting wordt gemeten in compressie of rek met behulp van kwartssondes, maar andere geometrieën (3-puntsbuig, penetratie) kunnen ook worden gebruikt om bijvoorbeeld verwekingstemperaturen te meten. Onze TMA-monsterhouder en compressie-sonde zijn te zien in Figuur 2 hieronder.

TMA graph image

Figuur 2. Links: Aluminium monster in de TMA-houder. De kwarts compressie-sonde meet nauwkeurig eventuele lengteveranderingen. Het thermokoppel aan de rechterkant controleert de temperatuur. Rechts: TMA-meetdata, met CTE-waarden voor elk materiaal.

Om verschillen in thermische uitzetting aan te tonen voor de materialen die in een autokoplamp worden gebruikt, hebben we verschillende materialen gemeten met onze PerkinElmer Diamond TMA: aluminium, PC en glas. De meetdata zijn ook weergegeven in Figuur 2.

We kunnen de CTE van de materialen berekenen uit de helling van de curves in Figuur 2, zoals weergegeven, welke tevens goed overeenkomen met waarden uit de literatuur. Bovendien kan TMA-data worden gebruikt om de glasovergangstemperatuur (Tg) van een polymeermonster te meten; dit PC-materiaal heeft een Tg 148 °C.

We zien duidelijk een groot verschil in de CTE voor PC en aluminium, wat het probleem voor het reflectorgedeelte van onze autokoplampmontage demonstreert en waar we dus een oplossing voor moeten bedenken. Een veelgebruikte methode om de CTE van polymeren te verlagen is het toevoegen van vulstoffen met een lage CTE, zoals glas. Een mogelijke oplossing zou daarom zijn om een PC-composiet te maken met glasvezels, omdat dit een goedkoop vulmiddel is en de vezels bovendien het polymeer versterken. Zo werd de CTE van een 30 % glasgevuld PC-composiet bepaald als 22 · 10-6 K-1, wat dicht bij de CTE van aluminium ligt en daarom een geschikt composietmateriaal zou zijn voor de toepassing van koplampreflectoren.

Bij het compounderen van dergelijke composieten moet echter met meer aspecten rekening worden gehouden, zoals vezeldispersie tijdens het compounderen of vezeloriëntatie tijdens verwerking van de onderdelen. Dit kan leiden tot anisotropie in de materiaaleigenschappen, wat sterk verschillende CTE's in de machine- of dwarsrichting tot gevolg kan hebben. Daarom is een zorgvuldige analyse van de CTE cruciaal in materiaal- en productontwikkeling.

We ondersteunen u graag met TMA-metingen voor al uw uitdagingen op het gebied van thermische uitzetting, dus neem gerust contact met ons op voor meer informatie.

 

TMA analysis done by PTG Eindhoven - The Material Innovators.