Substâncias químicas especiais
Instrumentos analíticos para caracterizar e otimizar formulações químicas especializadas
Instrumentos analíticos para caracterizar e otimizar formulações químicas especializadas
Os produtos químicos especializados, também chamados de produtos químicos de efeito ou desempenho, são materiais de elevado valor e, muitas vezes, fabricados sob medida e que proporcionam propriedades únicas ou efeitos de desempenho a materiais ou formulações. Podem ser moléculas novas, como polímeros ou aditivos especiais, ou uma mistura de moléculas e fases, como uma formulação de revestimento.
Como o nome indica, os produtos químicos especializados são concebidos para proporcionar um benefício funcional ou um atributo de desempenho a uma formulação ou produto. Para isso, as propriedades físicas e químicas da formulação e os componentes da formulação devem ser otimizados para garantir a compatibilidade, a estabilidade e a processabilidade, e que os requisitos do usuário final sejam atendidos.
A Malvern Panalytical tem diversas tecnologias e soluções complementares para ajudar no desenvolvimento de novos produtos e melhorar a eficiência do processo e da fabricação para as seguintes aplicações:
A caracterização é importante em todo o setor de produtos químicos especializados, quer se trate do desenvolvimento e da qualificação de matérias-primas para utilização em um processo de fabricação de catalisadores ou da formulação de vários componentes em conjunto para criar uma tinta funcional ou revestimento com os requisitos de desempenho e estabilidade pretendidos. Cada componente tem uma função fundamental a desempenhar e deve ser otimizado para essa função e comparado com outros candidatos ao desenvolvimento. Cada componente também deve ser compatível com os outros em uma formulação e ser capaz de ser fabricado de forma eficiente e consistente para proporcionar sempre um produto estável e funcional.
A análise do tamanho das partículas é essencial para o desempenho de qualquer produto que contenha partículas, seja em dispersão, suspensão, pó ou spray. A principal ferramenta de dimensionamento de partículas é a difração laser, sendo o Mastersizer considerado o padrão do setor para diversas aplicações especializadas da indústria química, com capacidades de dispersão seca e úmida e uma ampla gama dinâmica. A Malvern Panalytical também oferece o Spraytec especificamente para a análise do tamanho das partículas de sprays e um analisador on-line chamado Insitec, que pode ser integrado a um processo para dimensionamento de partículas em tempo real e controle automatizado. Além do tamanho das partículas, a Malvern Panalytical fornece soluções para a análise da forma das partículas. O sistema automatizado de imagem Morphologi 4 determina o tamanho e a forma das partículas irregulares, analisando dezenas de milhares de partículas na amostra e classificando-as em conformidade. O Morphologi 4-ID combina imagens automatizadas e espectroscopia Raman para também fornecer informações químicas específicas sobre partículas.
Para uma análise precisa do tamanho das dispersões e emulsões das nanopartículas (< 1 µm), a linha Zetasizer Advance é frequentemente a ferramenta preferida. Ela utiliza a dispersão de luz dinâmica para medir o tamanho, a concentração e o estado de dispersão das partículas dispersas de menos de 1 nm de diâmetro. Também pode ser utilizada para analisar processos como a agregação surfactante e de polímeros. Além de medir a distribuição do tamanho das partículas de dispersões, o Zetasizer pode determinar o potencial Zeta das partículas dispersas, o que pode influenciar na estabilidade da formulação. O potencial Zeta também pode ser utilizado para testar interações dentro de uma formulação. Outra técnica para caracterizar o tamanho e a concentração de dispersões de nanopartículas é a análise de rastreamento de nanopartículas (NTA), que rastreia a difusão de partículas individuais em uma dispersão para fornecer informações de tamanho e concentração de partículas de alta resolução.
A principal ferramenta da Malvern Panalytical para análise de elementos é a fluorescência de raios X (XRF), que é utilizada em uma ampla variedade de aplicações químicas especializadas, como a determinação de Pt, Pd e Rh em catalisadores, relações Si/Al em zeólitos e a composição de pigmentos e revestimentos depositados. A Malvern Panalytical fornece três soluções principais: sistemas de bancada EDXRF, como o Epsilon 4, sistemas de chão WDXRF, como o Zetium, e soluções on-line, como o Epsilon XFlow. A Malvern Panalytical também fornece várias soluções de preparação da amostra para XRF, ICP e AA pelo portfólio Claisse.
Muitos produtos químicos especializados são poliméricos ou contêm componentes poliméricos para fornecer uma função específica, como modificação de reologia, formação de películas, adesão e estabilização. Como muitos desses atributos funcionais estão relacionados às propriedades físicas e químicas das macromoléculas, oligômeros e monômeros, é importante caracterizá-los. As técnicas adicionais incluem a XRF para ver a composição de aditivos e a difração de raios X (XRD) para observar a cristalinidade do polímero.
Muitos produtos químicos especializados são cristalinos, semicristalinos ou possuem uma estrutura de cristais líquidos e essa estrutura pode ter um grande impacto nas propriedades e no desempenho de um material. O XRD pode ser útil para estudar tais materiais e pode fornecer informações sobre fases presentes, grau de cristalinidade, do cristalito e arranjo. Para análises de fase simples, o difratômetro de bancada Aeris fornece dados de qualidade rapidamente a um preço acessível, enquanto o difratômetro multiuso Empyrean é um instrumento verdadeiramente universal para a análise de pós, películas finas, nanomateriais e objetos sólidos com uma ampla variedade de acessórios especiais.
