Análise de polímeros

A fluorescência de raios-X (XRF) é uma técnica comprovada de análise elementar utilizada em diversos setores. Quando os raios-X atingem os átomos de um material, eles emitem "impressões digitais" fluorescentes que indicam a composição elementar do material. Esses dados são essenciais para a conformidade com diretivas globais relativas ao conteúdo de metais tóxicos, como RoHS-3, WEEE e ELV.

A Malvern Panalytical fornece instrumentos de XRF de última geração e materiais de referência para caracterização de polímeros, incluindo ADPOL para análise de aditivos e cargas, e TOXEL para análise precisa de elementos tóxicos. 

Áreas de aplicação

• Na reciclagem de plásticos, a XRF é empregada para identificar e quantificar a composição elementar dos polímeros reciclados, garantindo que contaminantes e aditivos estejam dentro dos limites aceitáveis. Isso é fundamental para otimizar as condições de processamento, manter a qualidade do produto e cumprir as normas regulatórias.
• A XRF também ajuda a detectar impurezas que poderiam prejudicar as propriedades mecânicas e térmicas dos plásticos reciclados, orientando melhorias nos métodos de triagem e processamento.
• A caracterização elementar precisa garante que os catalisadores tenham a composição correta e a dispersão ideal dos sítios ativos, essenciais para alcançar alta eficiência e seletividade em reações químicas. Com a XRF, os pesquisadores podem ajustar formulações de catalisadores, monitorar sua desativação e desenvolver materiais mais robustos e ambientalmente sustentáveis.

Investigar a estrutura cristalina e a composição das fases dos polímeros é fundamental para compreender e otimizar suas características de desempenho. O arranjo das regiões cristalinas e amorfas em um polímero influencia diretamente sua resistência mecânica, estabilidade térmica e resistência química.

A Malvern Panalytical oferece, em sua linha de difração de raios X (XRD), dois difratômetros de alto desempenho: o Aeris e o Empyrean.

Aeris

• O Aeris é um sistema compacto de XRD projetado para versatilidade, alta qualidade de dados e reprodutibilidade.
• É a solução ideal para gerentes de laboratório, professores universitários e profissionais da indústria que precisam medir propriedades cristalinas em uma variedade de tipos de amostras. 
• Com o Aeris, os usuários desfrutam da precisão e capacidade de um equipamento de grande porte, sem os altos custos de propriedade ou a necessidade de conhecimento técnico especializado.

Empyrean

• O sistema Empyrean foi projetado para qualidade de dados de última geração, inclusive nas aplicações mais exigentes com radiação dura. 
• É a única plataforma que atende a todas as necessidades, oferecendo a melhor qualidade de dados para cada tipo de amostra. Ele abrange o maior conjunto de aplicações de difração, espalhamento e imagem por raios-X em um único instrumento.

Ambos os instrumentos oferecem um recurso essencial para caracterização de polímeros: são projetados para serem facilmente modificados com acessórios de hardware e novo software. Por exemplo, a estrutura modular do Aeris permite a fácil adição de acessórios, enquanto o conceito PreFIX do Empyrean possibilita a troca rápida entre diferentes configurações sem procedimentos trabalhosos de realinhamento, garantindo flexibilidade incomparável.

Essa flexibilidade também contribui para maior sustentabilidade. Com os microplásticos se tornando uma preocupação crescente, é provável que futuras regulamentações tornem mais rigorosos os requisitos para triagem de polímeros visando prevenir danos ambientais. Instrumentos de XRD preparados para o futuro estão prontos para qualquer novo processo analítico, fornecendo insights mais profundos sobre o impacto ambiental dos polímeros.

Áreas de aplicação

• Em P&D, pesquisadores podem prever como um polímero se comportará sob diversas condições de processamento e ambientais analisando sua estrutura cristalina.
• Esses insights também são fundamentais para garantir qualidade consistente na produção industrial.
• Entender a composição das fases auxilia na identificação de defeitos potenciais e áreas para melhorias, impulsionando a inovação no design e desenvolvimento de materiais poliméricos avançados.

A análise da distribuição do tamanho das partículas desempenha um papel crucial no campo dos polímeros, oferecendo insights essenciais tanto sobre matérias-primas quanto sobre produtos finais. Esse processo analítico auxilia a caracterizar o intervalo e a distribuição dos tamanhos de partículas, influenciando diretamente as propriedades mecânicas, térmicas e químicas do polímero.

A difração a laser mede a variação angular na intensidade de um feixe laser dispersado, utilizando-a para gerar informações sobre as distribuições de tamanho. O Mastersizer 3000+ é um instrumento de DL compacto e versátil que atende às exigências analíticas e fluxos de trabalho dos laboratórios modernos.

Áreas de aplicação

• No estudo de matérias-primas, informações precisas sobre o tamanho das partículas garantem que os aditivos e as cargas atendam às especificações necessárias de uniformidade e desempenho, algo vital para resultados de produção consistentes.
• Durante a fabricação, o monitoramento da distribuição do tamanho das partículas é essencial para manter o controle do processo, pois quaisquer desvios podem indicar problemas potenciais, como aglomeração ou mistura inadequada, afetando o comportamento de processamento do polímero.
• Fabricantes de suspensões poliméricas e soluções poliméricas coloidais podem verificar se o polímero atende aos critérios desejados de desempenho e aos padrões da indústria, garantindo confiabilidade e funcionalidade em suas aplicações.

A morfologia do polímero é essencial para examinar como a disposição, ramificação e peso molecular das cadeias poliméricas influenciam as propriedades estruturais e mecânicas do polímero. Ramificação e distribuição de peso molecular são particularmente cruciais.

A disposição das cadeias poliméricas, incluindo o grau de ramificação e a distribuição dos pesos moleculares, desempenha um papel significativo na determinação de características como resistência mecânica, viscosidade, comportamento térmico e resistência química. Por exemplo, a ramificação pode influenciar como as cadeias poliméricas se entrelaçam e interagem, afetando a densidade e flexibilidade do material. De modo semelhante, variações no peso molecular afetam a processabilidade e o desempenho geral do polímero, sendo que pesos moleculares maiores geralmente levam a maior resistência e tenacidade.

O Morphologi 4-ID é especificamente projetado para analisar polímeros. Ele fornece descrições morfológicas detalhadas de amostras particuladas por meio de análise estática de imagens, permitindo a medição de diversos parâmetros, como tamanho e forma das partículas. Esse sistema é especialmente eficaz para caracterizar partículas poliméricas, inclusive as utilizadas em aplicações como processos de fusão em leito de pó. 

O Morphologi 4-ID combina imagens automatizadas com identificação química, permitindo uma análise abrangente das estruturas e propriedades poliméricas, essencial para otimizar o desempenho do material em várias aplicações.

Áreas de aplicação

• Investigando parâmetros morfológicos, os pesquisadores podem prever e manipular o comportamento dos polímeros em diferentes condições, permitindo, por fim, o projeto de materiais adaptados para aplicações específicas.
• Essa capacidade também pode ser usada para garantir qualidade consistente em toda a produção.

Com sua gama de propriedades únicas, polímeros novos e avançados desempenham um papel importante no avanço em direção a materiais mais sustentáveis. O desenvolvimento, fabricação e garantia de qualidade desses polímeros requerem as ferramentas e o conhecimento mais avançados. É por isso que a Malvern Panalytical é sua parceira em descobertas.

Nossos especialistas são autoridades em suas áreas e podem ajudá-lo a combinar seu know-how com nossa expertise em medições. Desde a instrumentação até o treinamento de operadores, assistência na preparação de amostras e suporte em manutenção, estamos prontos para ajudar você em cada etapa do desenvolvimento e fabricação de polímeros.

Blog:

• Explore a caracterização de polímeros (Parte 1): Técnicas e seus impactos
• Explore a caracterização de polímeros (Parte 2): Descubra como eles revolucionam a reciclagem
• Um guia sobre a cristalinidade de polímeros