Spettroscopia NIR nell'industria dei polimeri: lo strumento ideale per il controllo qualità e lo screening dei prodotti - Parte 1

Indubbiamente, al giorno d'oggi c'è una tendenza verso una garanzia di qualità e un controllo della qualità più rigorosi nei processi di produzione, come nell'industria dei polimeri. Allo stesso tempo, questa tendenza è accompagnata da una maggiore attenzione ai metodi efficienti in termini di risparmio di costi ed efficienza in termini di tempo, in modo che l'esecuzione di più test non si traduca automaticamente in costi più elevati. 

I principali fattori che spingono le aziende a implementare volontariamente più test e pratiche di qualità includono: 

• Pressione sui costi. I test possono rivelare prodotti fuori specifica, consentendo di interrompere la produzione in tempo utile, eliminando i costi di produzione in eccesso.
• Aumento della concorrenza. Le pratiche di qualità forniscono un vantaggio competitivo e possono essere utilizzate come strumento di marketing per aumentare il valore del marchio.
• Scarsità di risorse. È difficile trovare personale qualificato; pertanto, i controlli che possono essere effettuati da non specialisti hanno un valore inestimabile.

La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIR) è un metodo analitico che affronta i fattori di cui sopra ed è particolarmente adatto per effettuare il controllo della qualità più efficiente ed economico come mostrato in questo articolo. Viene presentata una breve panoramica di NIRS, seguita da esempi applicativi per il controllo di qualità dei polimeri, concludendo con indicazioni ed esempi su come le aziende produttrici e trasformatrici di polimeri possono trarre vantaggio dall'utilizzo di NIRS.

Panoramica della tecnologia NIR

La procedura per ottenere gli spettri NIR evidenzia già due importanti vantaggi della spettroscopia NIR: semplicità per quanto riguarda la misurazione del campione e velocità.

• Tecnica veloce con risultati in meno di un minuto.
• Non è richiesta alcuna preparazione del campione: misurare il campione così com'è.
• Basso costo per campione: non sono necessari prodotti chimici o solventi.
• Tecnica rispettosa dell'ambiente: nessun rifiuto generato.
• Non distruttivo: i campioni preziosi possono essere riutilizzati dopo l'analisi.
• Facile da usare: gli utenti inesperti hanno immediatamente successo.

Leggi i nostri precedenti post sul blog per saperne di più NIRS come tecnica secondaria.

Che cos'è la spettroscopia NIR?

NIR vs IR: qual è la differenza?

Come implementare la spettroscopia NIR nel flusso di lavoro del tuo laboratorio

Pre-calibrazioni in spettroscopia NIR: risultati immediati

Quali tipi di produttori di polimeri nella catena di produzione potrebbero trarre vantaggio dall'utilizzo della spettroscopia NIR?

Figura 4 illustra le singole fasi di produzione dal produttore di plastica, tramite il compoundatore di plastica e il trasformatore di plastica al produttore di parti in plastica. Il primo passaggio in cui è possibile utilizzare strumenti da laboratorio nel vicino infrarosso è quando vengono prodotti polimeri puri e la loro purezza richiede conferma. NIRS è anche una tecnica molto utile per il passaggio successivo, quando i polimeri vengono composti in prodotti da utilizzare per ulteriori lavorazioni. 

Quali tipi di applicazioni e parametri dei polimeri sono possibili con NIRS in generale?

In linea di principio, l'analisi NIRS è più adatta per la misurazione di materiali sfusi e non per l'analisi di tracce. Inoltre, i campioni di polimero non dovrebbero contenere più del 3% di nerofumo e dovrebbe essere disponibile un metodo di riferimento. Quando si soddisfano questi prerequisiti, la spettroscopia NIR può essere utilizzata come tecnologia di misurazione alternativa rapida e conveniente.

L'Application Bulletin gratuito Metrohm di seguito descrive diverse applicazioni per l'industria dei polimeri che possono essere eseguite con l'ausilio di strumenti NIRS. Questo documento contiene analisi di un'ampia gamma di parametri in una vasta gamma di campioni.

Analisi dei polimeri mediante spettroscopia nel vicino infrarosso

Esempi per l'uso della spettroscopia NIR per polimeri selezionati sono indicati in Tabella 1.

Risparmia fino al 90% sui costi di gestione con NIRS

La sottovalutazione dei processi di controllo della qualità è uno dei principali fattori che portano al fallimento del prodotto interno ed esterno, che è stato segnalato per causare una perdita di fatturato tra il 10 e il 30%. Di conseguenza, sono state emanate varie norme a sostegno del processo di controllo qualità effettuato dai produttori. Tuttavia, il tempo necessario per ottenere risultati e i costi associati per i prodotti chimici possono essere piuttosto eccessivi, portando molte aziende a implementare la spettroscopia nel vicino infrarosso nel loro processo di controllo qualità.

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Altre puntate di questa serie

Questo articolo è solo una panoramica generale dell'uso della spettroscopia NIR come strumento di controllo qualità ideale per l'industria dei polimeri. Altre puntate sono dedicate ai polimeri più comunemente prodotti e commercialmente importanti e includono informazioni molto più dettagliate. Questi polimeri sono:

Polietilene e polipropilene (PE e PP)

Polietilentereftalato (PET)

Poliammide (PA)

Polioli e isocianati per produrre poliuretano (PU)

La tua conoscenza "take-aways"

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Flyer: Analisi dei polimeri mediante spettroscopia NIR e Raman