Analyse des polymères

La fluorescence X (XRF) est une technique d'analyse élémentaire éprouvée utilisée dans de nombreuses industries. Lorsque les rayons X frappent des atomes dans un matériau, les atomes émettent des « empreintes » fluorescentes qui indiquent la composition élémentaire du matériau. Ces données sont essentielles pour répondre aux directives mondiales concernant la teneur en métaux toxiques, telles que RoHS-3, WEEE et ELV.

Malvern Panalytical fournit à la fois des instruments XRF de pointe et des matériaux de référence pour la caractérisation des polymères, notamment ADPOL pour l'analyse des additifs et des charges et TOXEL pour l'analyse précise des éléments toxiques. 

Domaines d'application

• En matière de recyclage plastique, la fluorescence X est utilisée pour identifier et quantifier la composition élémentaire des polymères recyclés, en veillant à ce que le taux de contaminants et d'additifs soit dans des limites acceptables. Cela est essentiel pour optimiser les conditions de traitement, maintenir la qualité des produits et répondre aux normes réglementaires.
• La fluorescence X permet également d'identifier les impuretés susceptibles d'affecter les propriétés mécaniques et thermiques des plastiques recyclés, ce qui permet d'améliorer les méthodes de tri et de traitement.
• La caractérisation élémentaire précise garantit que les catalyseurs ont la composition correcte et la dispersion optimale des sites actifs, ce qui est essentiel pour atteindre une efficacité et une sélectivité élevées dans les réactions chimiques. Grâce à la fluorescence X, les chercheurs peuvent affiner les formulations des catalyseurs, surveiller la désactivation des catalyseurs et développer des matériaux plus robustes et respectueux de l'environnement.

L'étude de la structure cristalline et de la composition de phase des polymères est fondamentale pour comprendre et optimiser leurs caractéristiques de performances. La disposition des régions cristallines et amorphes au sein d'un polymère influence directement sa résistance mécanique, sa stabilité thermique et sa résistance aux produits chimiques, entre autres propriétés.

L'offre de diffraction des rayons X (XRD) de Malvern Panalytical comprend deux diffractomètres à rayons X de pointe, l'Aeris et l'Empyrean.

Aeris

• Aeris est un système XRD compact conçu pour offrir polyvalence, qualité des données et reproductibilité.
• C'est la solution idéale pour les responsables de laboratoire, les professeurs d'université et les professionnels de la fabrication qui ont besoin de mesurer les propriétés cristallines sur différents types d'échantillons. 
• Avec Aeris, les utilisateurs peuvent bénéficier de la précision et des capacités d'une grande unité posée au sol, sans le coût de possession élevé ni le besoin d'expertise spécialisée.

Empyrean

• Le système Empyrean a été conçu pour offrir une qualité de données de pointe, y compris pour les applications de rayonnement dur beaucoup plus exigeantes. 
• C'est la seule plateforme qui prend tout en charge, offrant ainsi des données d'une qualité inégalée pour tous les échantillons. Il couvre les applications de diffraction des rayons X, de diffusion et d'imagerie, le tout en un seul instrument.

Ces deux instruments offrent une caractéristique essentielle pour la caractérisation des polymères : ils sont conçus pour être facilement modifiés avec des accessoires matériels et de nouveaux logiciels. Par exemple, la conception modulaire d'Aeris permet d'ajouter facilement des accessoires et des modules complémentaires, et le concept PreFIX d'Empyrean permet aux utilisateurs de passer d'une configuration à une autre sans procédures de réalignement laborieuses, pour une flexibilité inégalée.

Cette flexibilité favorise également une plus grande durabilité. Avec les microplastiques qui deviennent une préoccupation croissante, les futures réglementations sont susceptibles de renforcer les exigences en matière de criblage des polymères pour prévenir les dommages environnementaux. Les instruments XRD durables sont adaptés pour tout nouveau processus analytique, ce qui permet de mieux comprendre l'impact environnemental des polymères.

Domaines d'application

• En R&D, les chercheurs peuvent prédire le comportement d'un polymère dans diverses conditions de traitement et conditions environnementales en analysant leur structure cristalline.
• Ces informations sont également essentielles pour garantir une qualité constante dans la production industrielle.
• Comprendre la composition des phases permet d'identifier les défauts potentiels et les domaines à améliorer, ce qui favorise l'innovation dans la conception et le développement de matériaux polymères avancés.

L'analyse de la distribution granulométrique joue un rôle crucial dans le domaine des polymères en fournissant des informations essentielles sur les matières premières et les produits finis. Ce processus d'analyse permet de caractériser la plage des tailles et la distribution des particules, ce qui influence directement les propriétés mécaniques, thermiques et chimiques du polymère.

La diffraction laser mesure la variation angulaire de l'intensité d'un faisceau laser diffusé, et utilise cette information pour générer des informations sur les distributions de la taille. Le Mastersizer 3000+ est un instrument LD polyvalent et compact qui s'adapte aux exigences analytiques et aux flux de travail exigeants des laboratoires actuels.

Domaines d'application

• Dans l'étude des matières premières, des informations granulométriques précises garantissent que les additifs et les charges répondent aux spécifications nécessaires en matière d'uniformité et de performances, ce qui est essentiel pour obtenir des résultats de production cohérents.
• Lors de la fabrication, la surveillance de la distribution granulométrique est essentielle au maintien du contrôle des processus, car tout écart peut indiquer des problèmes potentiels tels que l'agglomération ou un mélange incorrect, affectant au final le comportement de traitement du polymère.
• Les fabricants de suspensions de polymères et de solutions de polymères colloïdales peuvent vérifier que le polymère répond aux critères de performance souhaités et aux normes industrielles, garantissant ainsi la fiabilité et la fonctionnalité de ses applications.

La morphologie des polymères est essentielle pour examiner comment la disposition, la ramification et la masse moléculaire des chaînes de polymères influencent les propriétés structurelles et mécaniques d'un polymère. Les ramifications et la distribution de la masse moléculaire sont particulièrement cruciales.

La disposition des chaînes de polymères, y compris le degré de ramification et la distribution des masses moléculaires, joue un rôle important dans la détermination des caractéristiques telles que la résistance mécanique, la viscosité, le comportement thermique et la résistance chimique. Par exemple, la ramification peut influencer la façon dont les chaînes de polymères sont enchevêtrées et interagissent, affectant la densité et la flexibilité du matériau. De même, les variations de la masse moléculaire ont un impact sur le capacité de traitement et les performances globales du polymère, avec des masses moléculaires plus élevées, ce qui entraîne souvent une solidité et une résistance accrues.

Le Morphologi 4-ID est spécialement conçu pour l'analyse des polymères. Il fournit des descriptions morphologiques détaillées des échantillons de particules par le biais d'une analyse d'image statique, permettant la mesure de divers paramètres tels que la taille et la forme des particules. Ce système est particulièrement efficace pour la caractérisation des particules de polymères, y compris celles utilisées dans les applications telles que les procédés de fusion sur lit de poudre. 

Le Morphologi 4-ID combine l'imagerie automatisée avec l'identification chimique, ce qui permet une analyse complète des structures et propriétés des polymères, essentielle pour optimiser les performances des matériaux dans diverses applications.

Domaines d'application

• En étudiant les paramètres morphologiques, les chercheurs peuvent prédire et manipuler le comportement des polymères dans diverses conditions, ce qui leur permet de concevoir des matériaux adaptés à des applications spécifiques.
• Cette fonctionnalité peut également être utilisée pour garantir une qualité constante tout au long de la production.

Grâce à leurs nombreuses propriétés uniques, les polymères nouveaux et avancés jouent un rôle important dans l'adoption de matériaux plus durables. Le développement, la fabrication et la garantie de la qualité de ces polymères nécessitent les outils et l'expertise les plus à la pointe de la technologie. C'est pourquoi Malvern Panalytical est votre partenaire de la découverte.

Nos spécialistes des applications sont des experts dans leur domaine et peuvent vous aider à combiner votre savoir-faire et notre expertise en matière de mesure. De l'instrumentation à la formation des opérateurs, en passant par l'assistance à la préparation des échantillons et l'assistance à la maintenance, nous sommes prêts à vous aider à chaque étape de votre processus de développement et de fabrication de polymères.

Blog :

• Découvrir la caractérisation des polymères (Partie 1) : Les techniques et leur impact
• Découvrir la caractérisation des polymères (Partie 2) : Découvrir comment elle révolutionne le recyclage
• Guide sur la cristallinité des polymères