این روزا خیلی از صنایع پتروشیمی و فولاد، از تفلون سازان و تولید کنندگان قطعات پلیمری شناسنامه ویا آنالیز از آزمایشگاه های معتبر درخواست میکنند؛ به همین دلیل است که در چند سال اخیر، بازار آزمایشگاه های پلیمر شلوغ و گرم شده است. ما در این مطلب از مجله پکیلون قصد بر این داریم مهمترین و اساسی ترین آنالیزها و آزمون های شناسایی پلیمرهای صنعتی را معرفی کنیم. درصورتیکه هرجای این مطلب، برای شما سوال پیش آمد حتما در قسمت دیدگاه ها (انتهای مطلب) بپرسید.
آنالیز مادون قرمز تبدیل فوریه FTIR
آنالیز FTIR که مخفف کلمه Fourier transform infrared میباشد، بهترین روش طیف سنجی مادون قرمز به حساب می آید. زمانی که نور مادون قرمز از یک نمونه عبور میکند، مقداری نور به وسیلهی نمونه جذب میشود و بخشی دیگر از آن عبور میکند و انتقال می یابد.
سیگنالی که در آشکارساز طیفی به وجود میآید نمایانگر ‘هویت(اثر انگشت)’ مولکولی نمونه است. طیف سنجی مادون قرمز از جایی مفید میشود که ساختارهای متفاوت شیمیایی اثرانگشت نما، طیفی متفاوت از هم تولید میکنند.
در این قسمت است که آنالیز و شناسایی به روش مادون قرمز تبدیل فوریه FTIR به عنوان یک ابزار تک منظوره یا یک ابزار تحقیقاتی بسیار انعطاف پذیر عمل میکند که طیف بزرگی از محتوا، همانند موارد زیر را در اختیار قرار میدهد:
- یک چیز ناشناخته را شناسایی میکند.
- مقدار و اندازه مواردی چون مواد افزودنی یا آلایندهها را ارائه میدهد.
- به وسیله رشد یا کم شدن مقدار جذب مادون قرمز اطلاعات سینتیک را نشان میدهد.
- اگر با دستگاههای دیگر مانند TGA، GC یا رئومتری تجهیز شود اطلاعات پیچیدهتری را نیز ارائه میدهد.
- از FTIR میتواند یک ماشین پاسخگویی مقرون به صرفه نام برد.
آنالیز پراش اشعه ایکس XRD
آنالیز پلیمر به روش XRD یا پراش اشعه ایکس که مخفف کلمه لاتین (X-ray diffraction) میباشد یک فناوری ریشهای در علم حالت جامد میباشد. این علم که تفکر خاصی دربارهی ترکیب و آرایش ساختاری نمونههای کریستالیته را نشان میدهد. از محتوا مربوطه به وسیلهی اندازهگیری شدت پراش پرتوی اشعه ایکس اولیه در مقابل زاویه پراش، مطابق با قانون Bragg، به دست میآیند.
در پدیده پراش اشعه ایکس بدین گونه است که در آن اتمهای کریستال، به خاطر فاصله یکسانی که دارند، الگوی تداخل امواج در پرتوی ایکس را ایجاد میکنند. این الگوی تداخل که برای هر ماده منحصر به فرد است، در مورد ساختار اتمها، مولکولهای موجود در کریستال و… داده میدهد.
نتایجی که XRD ارائه میدهد شامل موارد زیر میشود:
- ویژگیهای مواد کریستالی
- مواد معدنی ریز دانه همانند : رسها ورسهای لایهای مخلوط که تعیین آنها از نظر نوری دشوار است را تشخیص می دهد.
- ابعاد واحد سلول را مشخص میکند
- خالص بودن نمونه را اندازه گیری می کند.
استعلام قیمت ورق تفلون PTFE از فروشگاه پکیلون
آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM
آنالیز وشناسایی پلیمرها به روش میکروسکوپ الکترونی روبشی که مخفف کلمه لاتین (Scanning Electron Microscopy) میباشد. به منظور تصویربرداری با کیفیت بالا با هدف ارزیابی مواد مختلف برای شکستگی در سطح، نقص، آلودگی یا خوردگی انجام میشود. این روش در حوزهی تحقیقات بسیار قدرتمند میباشد که با کمک گرفتن از یک پرتو متمرکز شده از الکترونها، تصویرهای پیچیده با کیفیت بالا از سطح نمونه توپوگرافی تولید میکند.
وقتی یک سطح با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی تجزیه و تحلیل بصری شود شناسایی آلودگیها یا ذرات ناشناخته، دلیل خرابی و فعل و انفعالات بین مواد بسیار احت تر میشود. علاوه براین با استفاده از تجزیه و تحلیل SEM میتوان مشخصات ذراتی مانند باقیماندههای سایش که در طول آزمایشهای مکانیکی تولید شد را مورد بررسی قرار داد.
تصاویری که از تجزیه و تحلیل SEM به دست میآید قابلیت پیشتیبانی از تعداد، اندازه و مورفولوژی (شکل شناسی) ذرات کوچک را دارد. این ویژگی به کارفرما این قابلیت را میدهد از ویژگیهای سایش مواد مورد استفادهاش را بشناسد.
آنالیز طیف سنجی فتوالکتریکی پرتو ایکس XPS
آنالیز طیف سنجی فتوالکتریکی پرتو ایکس (X-ray photoelectron spectroscopy)، یا به اختصار xps که در فارسی آنالیز طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس معنی میشود، راه حلی به منظور تجزیه و تحلیل شیمی سطح یک ماده انجام میشود. تجزیه و تحلیل XPS قادر است اندازهای از ترکیب عنصرها، فرمول تجربی، حالت شیمیایی و حالت الکترونیکی عناصر درون ماده را در اختیار استفاده کننده قرار دهد. طیف XPS پرتوی اشعه X را بر یک سطح جامد میتاباند و هنگام اندازهگیری همزمان انرژی جنبشی الکترونهایی که از ۱-۱۰ نانومتر بالای ماده منتشر میشوند، بدست میآید.
با شمارش الکترونهای خارج شده از طیف فوتوالکترون، محدودهای از انرژیهای جنبشی الکترون ثبت میشود. اتمهایی که الکترونهای یک انرژی مشخص را به وجود میآورند پیکها را در طیف ظاهر میکنند. در این قسمت است که نیرو و سرعت پیکهای فوتوالکترون، باعث میشود شناسایی و کمیسازی همه عناصر سطح (به جز هیدروژن) امکان پذیر شود.
خرید و استعلام قیمت ورق پلی اتیلن PE در سایت پکیلون
آنالیز مکانیکی دینامیکی DMTA
DMTA نوعی آنالیز که با کمک آن میتوان خصوصیات مکانیکی یک نانو کامپوزیت پلیمری را مورد آزمایش قرار داد. (Dynamic mechanical thermal analysis) که با فارسی تجزیه و تحلیل حرارتی مکانیکی پویا گفته میشود. میتوان به صورت پیچشی و با رئومتر چرخشی انجام می شود. زمانی که به طور پیوسته دما تغییر میکند، ممکن است برش نوسانی مواد را تهدید کند. از محتوایی که در این تجزیه و تحلیل به دست میآید. برای کشف تغییرات فازی مشخص مانند وقوع ذوب و کریستالیزه شدن یا دمای انتقال شیشه استفاده میشود.
همچنین روش آنالیز DMTA را میتوان در جهت تعیین عملکرد مکانیکی مواد جامد با ویژگیهای قابل توجه مربوط به کاربرد، به عنوان مثال شکنندگی، چقرمگی، مقاومت در برابر ضربه یا میرایی استفاده کرد. در روش تجزیه و تحلیل حرارتی مکانیکی پویا میتوان پارامترهای مختلفی را به دست آورد که چند نمونه در ادامه ذکر میشود:
- پارامترهای رئولوژیکی همچون مدول افت (G’’)، مدول ذخیره سازی (G’) و ضریب افت (tan δ) از DMTA
- شناسایی انواع تفلون پی تی اف ای PTFE
- تجزیه و تحلیل مکانیکی
- به دست آوردن مقاومت کششی
آزمون های کششی (Tensile tests)
با قرار دادن نمونه بین دو گیره در دستگاه تست کشش، که از تجهیزات تست مکانیکی به حساب میآید، آزمونهای کششی را انجام میدهند. در این آزمون گیرهها با کمک هیدرولیک یا به به روش مکانیکی از هم جدا میشوند تا نمونه را زمانی که بشکند تحت فشار قرار میدهند. در این مرحله مقدار نیرویی که به نمونه واردشده اعمال شد و مقدار کشیدگی (کرنش) اندازهگیری میشود.
در حالتی که سطح مقطع نمونه پلیمری مشخص باشد، یک نمودار تنش در مقابل کرنش ایجاد میشود. در اینجا میتوان خصوصیات کششی مانند استحکام کششی شکست، مدول کششی و درصد کشیدگی در هنگام شکست را به دست آورد.
آزمون خمش پلیمرها
برای تعیین مدول خمشی یا مقاومت خمشی یک ماده از این آزمون که به لاتین (Flexure tests) نامیده میشود، استفاده میکنند. تست خمش به نسبت تست کشش به صرفهتر بوده و از نظر نتیجه هم تفاوت چندانی بین این دو تست وجود نخواهد داشت.
روش کار این آزمون بدین شکل است که مواد را به صورت افقی روی دو نقطه تماس میگذارند. در مرحلهی بعد با استفاده از یک یا دو نقطه تماس، نیرویی را به ابتدای ماده وارد میکنند تا نمونه از بین برود. بیشترین نیرویی که تا قبل از بین رفتن نمونه ثبت شود، مقاومت خمشی آن نمونه میباشد.
اهداف آزمون خمش
این آزمون اهداف مختلفی دارد که متداول ترین آن به دست آوردن مقاومت خمشی و مدول خمشی است. بیشترین تنش در خارجیترین فیبر (لیف) در قسمت فشرده سازی یا کشش نمونه را مقاومت خمشی آن مینامند.
اندازهی مدول خمشی را از طیق شیب منحنی تنش در مقابل منحنی کرنش به دست میآورند. این دو اندازه را میتوان برای بررسی توانایی مواد نمونه برای تحمل نیروهای خمشی استفاده کرد.
آزمون فشرده سازی
از تستهای فشرده سازی که به (Compression tests) نیز مشهور میباشند برای نشان دادن رفتار یک ماده زیر بار فشاری استفاده میکنند. روش کار بدین صورت است که در مراحل انجام آزمایش، صفحاتی که وضیفهی فشرده سازی را بر عهده دارند اقدام به فشرده سازی ماده نمونه میکنند. در خلال این فشرده سازی است که خصوصیات مختلف مواد نمونه را تعیین میکنند.
در مرحلهی بعد داده ای که از این آزمون به دست میآیند را به طور معمول به صورت نمودار تنش-کرنش پیاده میکنند. محدودیت الاستیک، حد تناسبی، نقطه تسلیم، مقاومت تسلیم و در برخی موارد مقاومت فشاری را ارائه میدهد.
آزمون فشرده سازی پلیمرها
دوام و یکپارچگی مواد را به وسیلهی آزمون های فشرده سازی ایمنی، بررسی و کاربردهای معمول شامل پلاستیک، سرامیک، کامپوزیت و فلزات است.
آزمایشات این نوع مواد بیشتر مواقع بر روی اجزای سازنده و محصولات نهایی مانند فوم، لوله، بطری آب، تشک، قطعات خودرو، مقوا، ایمپلنتهای پزشکی و توپهای ورزشی و سایر موارد انجام میشوند.
سوال: شما تجربه ی آنالیز پلیمرهای صنعتی را داشته اید؟؟بهترین و پاسخگو ترین آزمایشگاه برای آنالیز و شناسایی پلیمرها به نظر شما کدام آزمایشگاه بوده است؟ نظرتون را در بخش دیدگاه بنویسید.