Productos químicos especiales

Instrumentos analíticos para caracterizar y optimizar las formulaciones de productos químicos especiales

Los productos químicos especiales, también conocidos como productos químicos de efecto o rendimiento, son materiales de alto valor y a menudo son fabricados a medida, de modo que ofrecen propiedades únicas o efectos de rendimiento en los materiales o formulaciones. Pueden ser moléculas novedosas, tales como polímeros o aditivos especiales, o una mezcla de moléculas y fases, tales como una fórmula de recubrimiento.

Como su nombre lo indica, los productos químicos especiales están diseñados para proporcionar un beneficio funcional o un atributo de rendimiento a una fórmula o producto. Para lograr esto, se deben optimizar las propiedades físicas y químicas de la fórmula; además, los componentes de la fórmula se deben optimizar para asegurar la compatibilidad, la estabilidad y la capacidad de procesamiento, incluido el cumplimiento de los requisitos del usuario final.

Malvern Panalytical cuenta con una gama de tecnologías y soluciones complementarias para ayudar con el desarrollo de nuevos productos y mejorar la eficiencia del proceso y la fabricación de las aplicaciones a continuación:

¿Por qué es importante la caracterización?

La caracterización es importante en toda la industria de los productos químicos especiales, ya sea que se desarrollen y cualifiquen las materias primas para su uso en el proceso de fabricación de un catalizador, o en la formulación en conjunto de varios componentes para crear una tinta o un revestimiento funcional con los requisitos de rendimiento y estabilidad deseados. Cada componente tiene una función clave que desempeñar, y debe optimizarse para esa función y compararse con otros candidatos de desarrollo. Cada componente también debe ser compatible con otros en una fórmula y debe ser capaz de fabricarse de manera eficiente y consistente para ofrecer un producto estable y funcional en todo momento.

¿Qué soluciones de caracterización de productos químicos especiales ofrece Malvern Panalytical?

Evaluación del tamaño y la forma de la partícula

El análisis del tamaño de las partículas es fundamental para el rendimiento de cualquier producto que contenga material particulado, ya sea en dispersión, suspensión, polvo o pulverización. La herramienta principal para calcular el tamaño de las partículas es la difracción láser, y el Mastersizer 3000 se considera el estándar para una amplia gama de aplicaciones en la industria de productos químicos especiales, que incluyen las capacidades de dispersión seca y húmeda, así como un rango amplio y dinámico. Malvern Panalytical también ofrece Spraytec dedicado al análisis del tamaño de las partículas para las pulverizaciones, además de un analizador en línea llamado Insitec, que se puede integrar en un proceso para el dimensionamiento de las partículas en tiempo real y con control automatizado. Además del dimensionamiento de las partículas, Malvern Panalytical ofrece soluciones para el análisis de la forma de las partículas. El sistema de obtención de imágenes automatizado Morphologi 4 determina el tamaño y la forma de las partículas irregulares por medio del análisis de decenas de miles de partículas en la muestra, y las clasifica según corresponda. Morphologi 4-ID combina la obtención de imágenes automatizada y la espectroscopia Raman para brindar información química de una partícula específica. 

Análisis de dispersión

Para el análisis preciso del tamaño de las dispersiones y emulsiones (<1 µm) de las nanopartículas, la gama Zetasizer Advance es a menudo la herramienta elegida. Esta utiliza la dispersión dinámica de luz para medir el tamaño, la concentración y el estado de dispersión de las partículas dispersas por debajo de 1 nm en diámetro. También se puede utilizar para observar procesos como la adición de surfactantes y polímeros. Además de medir la distribución del tamaño de la partícula en las dispersiones, Zetasizer puede determinar el potencial zeta de las partículas dispersas, lo que puede influir en la estabilidad de la fórmula. El potencial zeta también se puede utilizar para examinar las interacciones dentro de una fórmula. Otra técnica para caracterizar el tamaño y la concentración de la dispersión de las nanopartículas es el análisis del seguimiento de nanopartículas (NTA, del inglés nanoparticle tracking analysis), que realiza un seguimiento de la difusión de las partículas individuales en una dispersión con el fin de ofrecer información sobre la concentración y el tamaño de las partículas en alta resolución.

Análisis elemental

La principal herramienta de Malvern Panalytical para el análisis elemental es la fluorescencia de rayos X (XRF), que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de productos químicos especiales, como la determinación de Pt, Pd y Rh en convertidores catalíticos, la relación Si/Al en zeolitas, y la composición de los pigmentos y los recubrimientos depositados. Malvern Panalytical proporciona tres soluciones principales: Los sistemas de sobremesa EDXRF, como Epsilon 4, los sistemas de piso WDXRF, como Zetium, y soluciones en línea como Epsilon XFlow. Malvern Panalytical también proporciona muchas soluciones de preparación de muestras para XRF, ICP y AA a través de su cartera de productos de Claisse.

Análisis de polímeros

Muchos productos químicos especiales son poliméricos o contienen componentes poliméricos para ofrecer una función específica, tales como la modificación de reología, la formación de películas, la adhesión y la estabilización. Debido a que muchos de estos atributos funcionales están relacionados con las propiedades físicas y químicas de las macromoléculas, los oligómeros y los monómeros, es importante caracterizarlas. OMNISEC de Malvern Panalytical entrega información importante sobre el peso molecular, la estructura molecular y el tamaño molecular por medio de la combinación de la cromatografía por permeación de gel (GPC) y la detección avanzada (dispersión de la luz, viscosidad, índice de refracción y detectores UV). Las técnicas adicionales incluyen la XRF para buscar la composición aditiva y la difracción de rayos X (XRD) para observar la cristalinidad del polímero. 

Microestructura principal y superficial

Muchas sustancias químicas especializadas son cristalinas, semicristalinas o tienen una estructura de cristal líquido, y esa estructura puede tener un gran impacto en las propiedades y el rendimiento de un material. La XRD puede ser útil para estudiar dichos materiales y puede proporcionar información sobre las fases presentes, el grado de cristalinidad, el tamaño de los cristalitos y la distribución. Para un análisis de fase simple, el difractómetro de sobremesa Aeris proporciona datos de calidad con rapidez a un precio asequible, mientras que el difractómetro multiuso Empyrean es un instrumento universal para el análisis de polvos, películas delgadas, nanomateriales y objetos sólidos con una amplia gama de accesorios especiales.

Contenido destacado

Nuestras soluciones

Mastersizer 3000

Distribución completa del tamaño de las partículas para sus pigmentos y recubrimientos en polvo
Mastersizer 3000

Rango de equipos Zetasizer

Análisis del tamaño de las partículas y la estabilidad de sus dispersiones coloidales
Rango de equipos Zetasizer

Morphologi 4

Análisis del tamaño y la forma de las partículas de los pigmentos y los recubrimientos en polvo
Morphologi 4

OMNISEC

Determinación del peso molecular, el tamaño y la estructura de sus materiales de polímero
OMNISEC

Aeris

Difracción de rayos X de sobremesa para un análisis de fase simplificado de los materiales de recubrimiento
Aeris

Epsilon 4

Espectrómetros de XRF de sobremesa para el análisis elemental simple de los pigmentos y los recubrimientos
Epsilon 4