Publicaties
Sinds 2004 heeft PTG/e vele bedrijven ondersteund met haar kennis en expertise op het gebied van polymeren. Sommige van onze projecten hebben geleid tot patenten en wetenschappelijke publicaties. Informatie hierover is te vinden in de secties Patenten en Wetenschappelijke publicaties van deze website. PTG/e-nieuws en ander relevant nieuws is te vinden in de rubriek Nieuws.
Voorbeelden van projecten die we in het verleden hebben uitgevoerd, worden uitgelicht in de sectie Voorbeeld projecten.
De grenzen van rubberanalyse verleggen
- Voorbeeld projecten, Publicaties
Rubberproducten zoals banden, pakkingen of schokdempers zijn vaak complexe producten die bestaan uit de rubbersamenstelling samen met veel verschillende vulstoffen en additieven. Door de complexiteit is het niet altijd eenvoudig om deze producten te analyseren.
Een van onze klanten is actief in de automotive industrie. Na klachten van hun klanten merkten ze op dat nieuw geleverde rubberen schokdempers zich anders gedroegen dan eerder geleverde exemplaren, terwijl deze in termen van materiaalopstelling en fysische eigenschappen hetzelfde hadden moeten zijn. Ze vermoeden dat hun leverancier de rubbersamenstelling van de nieuw geleverde producten mogelijk had veranderd
Om te achterhalen wat het verschillende gedrag veroorzaakte en om de rubbersamenstelling te controleren, gaven ze ons monsters van een referentie- en een nieuwe rubberen schokdemper. We gebruikten een combinatie van technieken om deze rubbersamples te analyseren. Door de resultaten van de verschillende technieken te combineren, slaagden we erin het gedragsverschil van de rubberproducten te verklaren.
De eerste techniek die we gebruikten was infraroodspectroscopie (IR). Dit is een zeer krachtige analysetechniek die informatie geeft over de moleculaire structuur van rubber. De analyse kan echter gecompliceerd zijn door de aanwezigheid van carbon black. In dit geval maakten we hiervan gebruik. We ontdekten dat de basislijn van één van de rubbermonsters veel meer werd beïnvloed door de carbon black dan het andere monster. Dit suggereerde dat er een significant verschil was in het gehalte carbon black tussen de monsters.
Om de hoeveelheid carbon black in beide monsters te kwantificeren, werd thermogravimetrische analyse (TGA) gebruikt. Bij TGA werden beide monsters verwarmd tot 900 °C in een stikstofatmosfeer, waarbij het organische rubbergedeelte werd verbrand. Nadat de temperatuur van 900 °C was bereikt, werd de atmosfeer omgeschakeld naar lucht, waarna al het carbon black ook werd verbrand, zodat alleen de anorganische vulstoffen overbleven. Gedurende de gehele analyse werd het gewicht van het monster zeer nauwkeurig gemeten om de gewichtspercentages van de verschillende rubbercomponenten te bepalen. Uit de TGA-analyse haalden we ook informatie over de hoeveelheid olie in de monsters. Oliën worden vaak in rubber gebruikt om flexibiliteit te bieden.
Uit de TGA-analyse concludeerden we dat het nieuwe rubbersample ongeveer 13% meer carbon black bevatte dan het referentiemonster. We zagen ook dat in het referentiemonster een 10% hogere olie-inhoud aanwezig was.
Beide monsters werden ook geanalyseerd met behulp van röntgenfluorescentie (XRF) om de elementaire samenstelling te vergelijken. Deze analyse toonde aan dat het referentiemonster veel minder zwavel bevatte dan het nieuwe monster. Aangezien zwavel bekend staat als een crosslinker voor rubber, suggereerde dit resultaat dat het nieuwe monster meer cross-linked was, wat de stijfheid verhoogde. Dit verschil in stijfheid werd waargenomen bij het vergelijken van zowel het referentie- als het nieuwe monster.
Door alle resultaten te combineren, ontdekten we dat het referentierubbersample een lager carbon black-gehalte, een hoger oliegehalte en minder crosslinking had. We concludeerden dat deze verschillen in de rubbersamenstelling de nieuw geleverde rubberen schokdemper stiffer maakten dan het referentiemodel. Dit verklaarde het verschillende gedrag in het veld.
Met behulp van ons onafhankelijke rapport kon onze klant vervolgens gesprekken aangaan met hun leverancier over de kwaliteit van de geleverde rubberen schokdempers.
Hoewel er veel meer eigenschappen zijn die van belang kunnen zijn, waarvan we u kunnen helpen, hebben de bovengenoemde technieken zich als zeer nuttig bewezen voor onze klant. Omdat de kwaliteit van uw product onze prioriteit is, neem contact met ons op om te ontdekken hoe wij u kunnen helpen deze te behouden. Als u geïnteresseerd bent in ons complete rubbersanalysepakket, neem gerust contact met ons op!
Drawing Line
- Nieuws, Publicaties
Een trekbank wordt gebruikt om films en vezels in één richting uit te rekken, waardoor mechanische eigenschappen zoals stijfheid en treksterkte in die richting worden verbeterd.
De speciaal gebouwde Retech-trekbank die voor dit proces wordt gebruikt, bestaat uit drie trekunits en een oproller. De ovenplaten en rollen hebben onafhankelijke temperatuurregelingen, en de treksnelheid is op meerdere punten variabel, waardoor het materiaal wordt uitgerekt volgens specifieke verhoudingen. Na het rekken worden de resulterende georiënteerde monofilamenten of tapes op metalen of kartonnen buizen gewikkeld voor analyse of verdere verwerking in uw faciliteiten. Voor een succesvolle test is een minimale startlengte van 15 meter vereist.
Recente testresultaten:
- PP-tapes: Stijfheid is met factor 20 toegenomen
- PVDF-tapes: Treksterkte is met factor 10 verbeterd
- PEEK-tapes: Stijfheid is met factor 4 verbeterd, treksterkte met factor 6
Benieuwd hoe de trekbank van PTG/e de prestaties van uw materiaal kan verbeteren? Neem gerust contact met ons op voor meer informatie!
TGA-IR-GC-MS: Een krachtige techniek voor geëvolueerde gasanalyse
- Nieuws, Publicaties
De TGA-IR-GC-MS analyse is een analysemethode die drie krachtige technieken integreert: thermogravimetrische analyse (TGA), infraroodspectroscopie (IR) en gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS). Wanneer gecombineerd, vormen ze een analytische synergie die uitgebreide informatie biedt over de chemische eigenschappen van een materiaal. TGA-IR-GC-MS-analyse is een krachtige techniek voor geëvolueerde gasanalyse die we bij PTG/e voor veel verschillende toepassingen gebruiken.
Enkele voorbeelden van projecten die we hebben uitgevoerd voor onze klanten zijn:
- Karakterisering van polyurethaan: Het identificeren van de bouwstenen van polyurethanen, wat waardevol kan zijn voor materiaalontwikkeling.
- Analyse van inktformuleringen: Het bepalen van de samenstelling van onbekende uitgeharde inktformuleringen.
- Polymeeranalyse: Het identificeren van weekmakers en additieven in polymeren, wat essentieel is voor het begrijpen van de eigenschappen van polymeren.
- Studie naar thermische degradatie: Onderzoek naar de thermische degradatie van verschillende polymeren, wat informatie oplevert over hun gebruik in diverse toepassingen.
Hoe werkt het?
De TGA-IR-GC-MS analyse is een analysemethode die drie krachtige technieken integreert: thermogravimetrische analyse (TGA), infraroodspectroscopie (IR) en gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS). Elk van deze technieken biedt unieke inzichten in de samenstelling, moleculaire structuur en thermisch gedrag van een materiaal. Wanneer ze echter worden gecombineerd, vormen ze een analytische synergie die uitgebreide informatie biedt over de chemische eigenschappen van een materiaal.
Opstelling van TGA-IR-GC-MS met de TGA (rechts), de infraroodgascel (midden) en de GC-MS (links), gekoppeld door de overdrachtsleiding.
Binnen de infrastructuur van PTG/e kunnen TGA-, IR- en GC-MS-apparatuur worden gecombineerd met een verwarmde overdrachtsleiding. De TGA-techniek kwantificeert de gewichtsverandering van een monster als functie van temperatuur of tijd. Het onderwerpt het monster aan een nauwkeurig gecontroleerd temperatuurprogramma terwijl het continu het gewicht ervan controleert. Dit maakt de bepaling mogelijk van cruciale informatie met betrekking tot de thermische stabiliteit en ontledingsgedrag van een materiaal.
Thermogram van een polymeermateriaal, waarbij het gewichtspercentage als functie van de temperatuur wordt weergegeven.
Het gas dat tijdens de TGA-meting uit het monster vrijkomt door verdamping of thermische ontbinding, wordt via de verwarmde overdrachtsleiding door de IR-gascel geleid om te worden gemeten met IR-spectroscopie. IR-spectroscopie maakt gebruik van de interactie tussen infrarood licht en de moleculaire bindingen binnen het geëvolueerde gas, wat uniek is voor elk type materiaal. Het resulterende spectrum van deze techniek onthult waardevolle details over de functionele groepen binnen de vrijkomende gassen, wat helpt bij de identificatie van chemische bindingen, moleculaire structuur en functionele groepen van het oorspronkelijke monster.
De totale absorptie tijdens de online IR-meting (links), met het infraroodspectrum op het hoogtepunt van de thermische ontbinding (rechts).
De gassen die tijdens de TGA-meting bij een specifieke temperatuur uit het monster vrijkomen, kunnen worden verzameld om in te spuiten in de GC-MS. In de GC gaan de gassen door een scheidingskolom, waarbij de individuele componenten worden gescheiden op basis van hun vluchtigheid en affiniteit met de kolom. Vervolgens analyseert de MS deze gescheiden componenten, waardoor informatie wordt verkregen over hun moleculaire massa en fragmentatiepatronen. Dit helpt bij het identificeren van de componenten die vrijkomen tijdens de thermische degradatie van het materiaal, waardoor verdere inzichten worden verkregen in de oorspronkelijke samenstelling van het materiaal.
Gaschromatogram van het geïnjecteerde gas. De pieken geven de respons van de MS-detector aan en tonen het massaspectrum van het uitgescheiden component.
De flexibiliteit van het hele geëvolueerde gas systeem biedt verschillende combinaties van technieken, waaronder: TGA-IR, TGA-MS, TGA-GC-MS en TGA-IR-GC-MS analyses. Dit maakt het mogelijk om de beste combinatie van technieken te selecteren om de vragen over het materiaal te beantwoorden.
Samenvattend vormt de combinatie van de TGA-, IR- en GC-MS technieken een krachtig analytisch instrument dat in staat is complexe en onbekende materiaaluitdagingen op te lossen.
Voor meer informatie over hoe deze analyse kan bijdragen aan uw specifieke materiaalanalysebehoeften, aarzel niet om contact!
PTG Eindhoven SusInkCoat partner
- Nieuws, Publicaties
DUURZAME INKTS & COATINGS
PTG Eindhoven is partner van het NWO-consortium SusInkCoat.
We zijn trots om aan te kondigen dat we een partner zijn in het consortium SusInkCoat. Het consortium heeft een subsidie van 35 miljoen euro ontvangen van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) voor het project "Duurzame Inkten en Coatings".
Bestaande uit bedrijven zoals AkzoNobel, Evonik en Canon, samen met academische instellingen zoals Rijksuniversiteit Groningen (RuG), Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en Universiteit Twente (UT), streeft het consortium ernaar om samen te werken aan de ontwikkeling van 'schakelbare en adaptieve functionele polymeren en additieven' met een lagere milieu-impact.
Het doel is om nieuwe materialen, processen en toepassingen te pionieren om de duurzaamheid, functionaliteit en recyclebaarheid van coatings, dunne films en inkten te verbeteren. Het project legt een sterke nadruk op het verduurzamen van coatings en inkten, met de focus op het verminderen van de milieu-impact en het bevorderen van circulariteit.
Voor meer informatie over SusInkCoat klik hier.
NIEUW UV-vis Spectroscopie
- Nieuws
Met trots introduceren we een nieuwe toevoeging aan onze infrastrucuur: UV-vis-spectroscopie. UV-vis-spectroscopie is een krachtig hulpmiddel om te bepalen hoe moleculen en materialen omgaan met licht. Voor een bereik aan golflengten wordt een straal monochroom licht door het monster gestuurd.
Geschikte monsters absorberen een deel van het licht binnen een specifiek golflengtebereik, wat informatie oplevert over de concentratie van bepaalde moleculen in een monster in vergelijking met een referentie met een bekende concentratie. Bovendien kan UV-vis-spectroscopie worden gebruikt om de kinetiek van (chemische) reacties die in een monster optreden in de loop van de tijd te volgen.
Benieuwd wat UV-vis voor u kan betekenen? Neem gerust contact op en ontdek de mogelijkheden!
Small-Scale Polyolefin Reactors
- Nieuws
Polyolefinen behoren tot de meest gebruikte kunststoffen ter wereld. Met een productie van ongeveer 80 miljoen ton per jaar is polyethyleen het bekendste en belangrijkste polyolefine ter wereld. Andere bekende polyolefinen zijn polypropyleen (PP), polybutyleen (PB) en polyisobutyleen (PIB). De eigenschappen van deze polyolefinen zijn cruciaal voor de rol die ze moeten vervullen in allerlei producten zoals verpakkingsmaterialen, meubels en elektronica.
Om bepaalde eigenschappen te kunnen bereiken, moeten de syntheseparameters tijdens de polymerisatie nauwkeurig worden gecontroleerd. Om tot de beste instellingen te komen, wordt er nog veel onderzoek gedaan. Omdat elk systeem anders is en zijn eigen set parameters vereist, is optimalisatie op kleinschalige synthese een verplichte stap voordat er een proefinstallatie komt, gevolgd door industriële schaalvergroting.
PTG/e beschikt over een uniek platform van niet één maar liefst vijf kleinschalige polyolefinereactoren. De reactoren zijn ontworpen voor het testen van zowel homogene als heterogene katalysatoren in slurry of oplossing. De vier autoclaven van 125 ml en één van 1 liter kunnen worden gebruikt om het olefinepolymerisatieproces voor verschillende monomeren, katalysatoren en syntheseomstandigheden te optimaliseren, omdat ze zijn uitgerust met uitgebreide parametermonitoring. Met een dergelijke opstelling kunnen we verschillende experimenten tegelijkertijd uitvoeren, waardoor het een zeer efficiënte en snelle manier is om verschillende parameters te testen, zoals temperatuur, druk en opname van ethyleen/propyleen. Bovendien kunnen olefinepolymerisatiereacties worden geblust met kooldioxide en kunnen de katalysatoren worden verjongd of kunnen ze ketenoverdracht ondergaan via de introductie van gecontroleerde kleine hoeveelheden waterstof.
Als u geïnteresseerd bent, neem dan gerust contact met ons op om te bespreken hoe ons kleinschalige olefinepolymerisatieplatform uw projecten ten goede kan komen.
