• Caratterizzazione dei polimeri

    Caratterizzazione fisica di film polimerici - come misurare proprietà superficiali, ottiche e apparenti

  • Che i film di polimero siano utilizzati per imballaggi, sacchetti di plastica, pellicole fotografiche, substrati per celle solari flessibili, display flessibili, pannelli touch o circuiti stampati, la loro composizione ne determina sempre le proprietà. I requisiti che devono soddisfare sono vari quanto i campi di applicazione e uno studio approfondito delle proprietà è necessario per modificarne la formula o semplicemente per testarne la qualità.

    Studio di film sottili e nanofilm (spessore <1 µm)

    I film polimerici molto sottili (~1 µm o meno), che spesso sono composti da più strati, si utilizzano frequentemente come isolamento elettrico o protezione contro la corrosione per componenti elettronici come circuiti stampati o componenti di smartphone, nonché come film di rifrazione su lenti ottiche. Possono essere utilizzati anche come sensori per umidità o litografia, rivestimenti antibatterici di stent o persino per il sequenziamento del genoma.

    Per testare i film sottili e i nanofilm si può utilizzare il  metodo di prova nanoscratch per misurare l'adesione e la resistenza ai graffi di ogni strato del film sottile o del materiale finale con uno strumento. Informazioni sul potenziale zeta di superficie di film sottili e le relative proprietà superficiali possono essere ottenuti misurando il potenziale di flusso o la corrente di flusso.

    Oltre all'adesione, alla resistenza ai graffi e al potenziale zeta di superficie, anche la nanostruttura è di grande interesse. Conoscete meglio il vostro materiale eseguendo:

    • misure topografiche
    • misure delle proprietà meccaniche
    • misure delle proprietà elettriche 

    Trovate lo strumento giusto per la vostra applicazione

    Studio di film spessi (spessore >1 µm)

    Film protettivi o decorativi come vernici protettive per auto ed elettrodomestici o vernici epossidiche per il rivestimento delle pavimentazioni devono resistere ai danni, causati perlopiù dai graffi. Nel caso dei metalli, le vernici proteggono il materiale di base soprattutto dalla corrosione, ma anche dai graffi.

    Utilizzate la tecnica di test  di graffio più efficace e affidabile per valutare la resistenza ai graffi dei film e scoprire quanto il rivestimento resiste ai danni in condizioni definite con precisione. Questi test forniscono informazioni anche sul recupero elastico.

    Per scoprire come si comporta un film un film in determinate condizioni ambientali, come temperatura, umidità o condizioni di stress  l'analisi dinamico-meccanica è la scelta giusta per assicurare che la qualità del prodotto finale soddisfi le aspettative degli utilizzatori.

    Quando si sviluppa un film, si vuole avere la certezza che la finitura superficiale sia perfetta. Ecco perché è necessario caratterizzare i i polimeri fusi e anche progettare le operazioni di lavorazione di conseguenza. Un'esaustiva  caratterizzazione reologica  aiuta a ottenere tutto questo.

    Trovate lo strumento giusto per la vostra applicazione

    Studio di film adesivi

    Poiché un numero crescente di prodotti industriali e di consumo viene realizzato mediante processi di incollaggio piuttosto che con giunti, saldature, viti o morsetti, i film adesivi hanno un grande futuro davanti a sé. Questo significa però che devono soddisfare esigenze molto varie:

    è necessario indagare la loro forza, elasticità, sostenibilità e persino caratteristiche speciali come la conduttività elettrica o la resistenza. Sfruttate le tante possibilità della microscopia a forza atomica e analizzate i vostri adesivi fino alla scala nanometrica.

    L' analisi della curva di forza vi dice tutto quello che volete sapere sulla forza adesiva. Conoscete ancora meglio il vostro film adesivo mediante misure quantitative delle proprietà elastiche.

    I film adesivi spesso vengono prodotti rivestendo uno strato di base con uno strato adesivo liquido, che deve essere polimerizzato durante il processo.

    Sfruttate i vantaggi della caratterizzazione reologica per determinare la cinetica di polimerizzazione dello strato adesivo, trovando così il design ideale del processo produttivo.

    Per evitare che l'adesività del film adesivo vada persa al di sotto di una certa temperatura, utilizzate l'analisi meccanica dinamica per determinare l'intervallo di temperatura in cui il film si attaccherà ad altre superfici.

    Trovate lo strumento giusto per la vostra applicazione

  • Trova la soluzione giusta di caratterizzazione dei polimeri

    Che si tratti di film sottili e nanofilm, film spessi o film adesivi, la loro composizione ne determina sempre le proprietà. Perché i film polimerici possano soddisfare i requisiti specifici in qualsiasi campo di applicazione è fondamentale studiare in modo approfondito queste proprietà. Uno studio accurato è anche un prerequisito per le modifiche della formula e per il controllo qualità.  

    SoluzioneIl vostro vantaggioStrumento

    Il film prodotto ha una scarsa qualità superficiale (superficie increspata).

    Eseguire delle misure reologiche per caratterizzare la viscoelasticità della materia prima utilizzata in modo da ottimizzare le condizioni di processo.

    Qualità costante dei film prodotti, senza imperfezioni o difetti superficiali

     

    Il film per imballaggio presenta tassi di rottura più elevati nei climi tropicali/aridi/freddi.

    Analizzare la prestazione meccanica del film con test DMA a umidità controllata.

    La garanzia che il prodotto arriva al cliente in buone condizioni, indipendentemente dalle condizioni climatiche

     

    Il film si rompe durante l'uso.

    Eseguire un test a trazione per determinare lo sforzo o la deformazione durante la rottura. Eseguire un'analisi dinamico-meccanica per studiare la fragilità del film (indicata dal fattore di smorzamento).

    Qualità del prodotto migliorata in base a una migliore selezione dei materiali studiata sui prerequisiti del prodotto

     

    I residui adesivi rimangono sulla superficie dopo aver tolto il nastro adesivo (strato adesivo non completamente polimerizzato).

    Studiare il comportamento di invecchiamento dell'adesivo in base alla temperatura e al tempo.

    Qualità del prodotto più alta grazie alle formule del materiale e alle condizioni di lavorazione ottimizzate

     

    La vernice si graffia troppo facilmente.

    Eseguire test di scratch a controllo preciso per misurare la resistenza al graffio.

    Feedback sulla resistenza al graffio delle vernici con nuove formule

     

    I film polimerici e le vernici devono ripristinarsi dopo i danni da graffio.

    Eseguire test di graffio definiti precisamente per misurare la profondità durante il graffio e la profondità dopo il ripristino.

    Testare film e rivestimenti diversi e ottimizzare la formula per ottenere il miglior ripristino possibile della vernice o del film dopo i danni da graffio

     

    Il film/vernice polimerico deve resistere all'invecchiamento.

    Eseguire misure di indentazione con un segmento creep per misurare le proprietà di creep del film/vernice. Analizzare il potenziale zeta di superficie a vari valori di pH per determinare il punto isoelettrico.

    Possibilità di classificare diversi film/vernici in base alle loro proprietà di creep e selezionare i migliori. Possibilità di correlare il potenziale zeta alla propensione all'invecchiamento.

     

    Il film prodotto ha una qualità ottica insufficiente, è poco profondo (variazione elevata in dispersione).

    Eseguire misure dell'indice di rifrazione a diverse lunghezze d'onda e determinare la dispersione.

    Qualità costante dei film prodotti. I polimeri poco profondi possono essere già sistemanti durante lo sviluppo di nuovi prodotti.

     

    I nastri adesivi devono essere caratterizzati.

    Eseguire una mappa 3D della distribuzione dei materiali adesivi.

    Controllo del processo e della qualità della produzione di nastri adesivi

     

    I nuovi materiali adesivi devono essere sviluppati o caratterizzati.

    Eseguire misure della curva di forza per analisi quantitativa della forza di adesione.

    Cicli di sviluppo più veloci per raggiungere specifiche target

     

    Controllare le proprietà nanostrutturali e meccaniche reali dei polimeri multistrato per ogni strato

    Eseguire una misura topografica e curve forza-distanza con AFM

    Ottenere informazioni sulla rugosità e valori quantitativi del modulo elastico su scala sub-nanometrica

     

    Quantificazione del rapporto di combinazione di diversi polimeri n film sottili per trovare il materiale perfetto per l'uso finale desiderato

    Eseguire misure con modalità tapping o modalità CRAI che mostrano la distribuzione di diversi polimeri, ottenendo il rapporto di miscela

    Mostrare la distribuzione di diversi polimeri su scala nanometrica, quantificare il rapporto di miscela per la caratterizzazione ottimale del materiale

     

    Il film non mostra il comportamento di bagnatura desiderato

    Analizza il potenziale zeta di superficie per acquisire la conoscenza delle funzionalità della superficie.

    Possibilità di regolare le proprietà per ottenere un film con il comportamento di bagnatura desiderato.

     

    Il film sottile del polimero non mostra comportamento antibatterico

    Analizzare il potenziale zeta di superficie a vari valori di pH per acquisire la conoscenza del punto isoelettrico.

    Rilevazione della corretta composizione del materiale che mostra un comportamento antibatterico.

     

    È necessario prevedere l'interazione tra un film sottile di polimero e una soluzione acquosa

    Analizzare il potenziale zeta di superficie per scoprire se le molecole del liquido si adsorbono sulla superficie o se i componenti del film sottile vengono eluiti.

    Accedere a una tecnica sensibile alla superficie che consente di analizzare il campione reale.

     

    Non avete trovato la vostra situazione specifica? Anton Paar ha sicuramente una soluzione al vostro problema. Contattateci per maggiori informazioni. 

  • Impara altro sulla caratterizzazione dei polimeri dai maggiori esperti nel campo

    Scoprite come gli esperti accademici del campo della caratterizzazione dei polimeri utilizzano gli strumenti Anton Paar nel loro lavoro quotidiano. Leggete queste interviste e scoprite come gli strumenti Anton Paar vengono utilizzati nella ricerca accademica per conoscere meglio i polimeri e sviluppare prodotti polimerici innovativi.

    • Analisi dei rivestimenti in silicone con test di scratch

      "Abbiamo scoperto che il comportamento di resistenza al graffio (adesione, coesione) era diverso passando da sottile a spesso e viceversa".

      Professor James Kohl, Università di San Diego 

      Per saperne di più

    • AFM nell'industria del confezionamento degli alimenti

      “La microscopia a forza atomica (AFM) è stata utilizzata per quantificare il fenomeno di riaggregazione delle nanoparticelle dopo che il rivestimento si è formato sulla superficie del film plastico".

      Professor Stefano Farris, Università di Milano

      Per saperne di più