• Charakterizace polymerů

    Fyzikální charakterizace polymerních filmů – jak měřit povrchové, optické a objemové vlastnosti

  • Ať už používáte polymerní filmy pro obaly, plastové sáčky, fotografické filmy, substráty pro flexibilní solární články, flexibilní displeje, dotykové panely nebo desky s obvody, jejich složení vždy určuje jejich vlastnosti. Požadavky, které musejí splnit, jsou stejně rozmanité jako jejich oblasti použití a důkladné prozkoumání jejich vlastností je nezbytné pro modifikaci jejich formulace nebo jen pro testování jejich kvality.

    Výzkum tenkých filmů a nanofilmů (tloušťka < 1 µm)

    Velmi tenké (~1 µm a méně) polymerní filmy, které se často skládají z více vrstev, se často používají jako elektrická izolace nebo ochrana před korozí u elektronických komponent, jako jsou desky tištěných spojů (PCB) nebo součásti chytrých telefonů, jakož i refrakční film na optických čočkách. Mohou být také použity jako senzory pro vlhkost nebo litografii, antibakteriální povlaky stentů, nebo dokonce pro sekvenování genomu.

    K testování tenkých filmů a nanofilmů můžete použít  testovací metodu nanoscratch  pro měření adheze a odolnosti proti poškrábání každé vrstvy tenkého filmu nebo finálního materiálu pomocí jediného nástroje. Přehledy o povrchovém zeta potenciálu tenkých vrstev a souvisejících povrchových vlastnostech lze získat měřením proudového potenciálu nebo proudu proudění.

    Kromě adheze, odolnosti proti poškrábání a povrchového zeta potenciálu je velmi zajímavá také nanostruktura. Zjistěte více údajů o vašem materiálu provedením:

    • měření topografie,
    • měření mechanických vlastností,
    • měření elektrických vlastností 

    Najděte správný přístroj pro své použití

    Proměření tlustých filmů (tloušťka > 1 µm)

    Ochranné nebo dekorativní filmy, jako jsou ochranné barvy pro automobily, bílé spotřebiče nebo epoxidové barvy pro podlahové obklady, musejí odolávat poškození, které je způsobeno hlavně poškrábáním. V případě kovů barvy chrání základní materiál zejména před korozí, ale také před poškrábáním.

    Použijte nejúčinnější a nejspolehlivější  techniku scratch testování  pro posouzení odolnosti proti poškrábání u filmů a zjistěte, jak dobře povlak odolává poškození za přesně definovaných podmínek. Tyto testy také poskytují informace o jeho elastickém zotavení.

    Abychom zjistili, jak si film vede za určitých podmínek prostředí, jako je teplota, vlhkost nebo namáhání,  dynamická mechanická analýza je tou správnou volbou k zajištění toho, aby konečná kvalita výrobku odpovídala očekáváním uživatelů.

    Při vývoji vašich filmů si musíte být jisti, že povrchová úprava bude perfektní. Proto chcete charakterizovat své polymerní taveniny a podle toho také navrhnout operace zpracování. Komplexní  reologická charakterizace vám toho pomůže dosáhnout.

    Najděte správný přístroj pro své použití

    Výzkum adhezivních filmů

    Vzhledem k tomu, že stále více průmyslových a spotřebních výrobků spíše než spojuje, svařuje, pájí, šroubuje či svírá aslepuje, mají adhezivní (lepicí) filmy před sebou světlou budoucnost. To však také znamená, že musejí splňovat celou řadu požadavků:

    Musíte prozkoumat jejich pevnost, pružnost, udržitelnost a dokonce i speciální vlastnosti, jako je elektrická vodivost nebo odpor. Využijte mnoha možností, jež nabízí mikroskopie atomárních sil, a analyzujte svá lepidla až do nanometrického měřítka.

    Její analýza silové křivky vám řekne vše, co chcete vědět o adhezivní síle. Ještě více se o svém adhezivním filmu dozvíte prostřednictvím kvantitativních měření jeho elastických vlastností.

    Adhezivní filmy se často vyrábějí potažením základní vrstvy kapalnou adhezivní vrstvou, kterou je třeba během procesu vytvrdit.

    Využijte výhod reologické charakterizace pro stanovení kinetiky vytvrzování adhezivní vrstvy, a tak objevte ideální provedení výrobního procesu.

    Aby se lepivost vašeho adhezivního filmu za určité teploty neztratila, využijte dynamickou mechanickou analýzu ke stanovení teplotního rozsahu, při kterém se film bude lepit na jiné povrchy.

    Najděte správný přístroj pro své použití

  • Najděte správné řešení pro charakterizaci polymerů

    Bez ohledu na to, zda jde o tenké filmy a nanofilmy, tlusté nebo adhezivní filmy – jejich složení vždy určuje jejich vlastnosti. Je zásadní tyto vlastnosti důkladně prozkoumat, aby vaše polymerní filmy mohly splňovat specifické požadavky v jakékoli oblasti použití. Důkladné prozkoumání je také předpokladem formulace modifikací a kontroly kvality.  

    ŘešeníVaše výhodaPřístroj

    Vyrobený film má nízkou kvalitu povrchu (zvlněný povrch).

    Proveďte reologická měření a charakterizujte viskoelasticitu použité suroviny k optimalizaci podmínek procesu.

    Konzistentní kvalita vyrobených filmů bez povrchových nedokonalostí nebo defektů

     

    Obalová fólie vykazuje zvýšenou míru selhání v tropických/suchých/studených klimatických podmínkách.

    Analyzujte mechanický výkon obalové fólie v testech DMA s řízenou vlhkostí.

    Záruka, že se váš výrobek dostane k zákazníkovi v dobrém stavu, nezávisle na klimatických podmínkách

     

    Fólie se během používání protrhne.

    Proveďte tahové zkoušky a stanovte deformaci nebo napětí při přetržení. Proveďte dynamickou mechanickou analýzu a zjistěte křehkost fólie (dle změřeného tlumicího faktoru).

    Zvýšená kvalita výrobku na základě lepšího výběru materiálů přizpůsobených požadavkům výrobku

     

    Po sloupnutí lepicí pásky zůstávají na povrchu zbytky lepidla (neúplně vytvrzená vrstva lepidla).

    Prozkoumejte chování stárnutí lepidla v závislosti na teplotě a času.

    Vyšší kvalita výrobku díky optimalizovaným formulacím materiálu a podmínkám zpracování

     

    Barva se příliš snadno poškrábe.

    Proveďte přesně kontrolované scratch testy (vrypové zkoušky) a změřte odolnost vůči poškrábání.

    Zpětná vazba o odolnosti barev vůči poškrábání u nových formulací

     

    Polymerní fólie a barvy se musejí po poškození poškrábáním obnovit.

    Proveďte přesně definované scratch testy (zkoušky vrypem) a změřte hloubku při poškrábání a hloubku po obnovení.

    Testování různých filmů a povlaků a optimalizace formulace tak, aby bylo dosaženo co nejlepšího obnovení barvy nebo filmu po poškození poškrábáním

     

    Polymerní film/barva musí odolávat stárnutí.

    Proveďte indentační měření pomocí segmentu tečení a změřte vlastnosti tečení filmu/barvy. Analyzujte povrchový zeta potenciál při různých hodnotách pH a určete izoelektrický bod.

    Možnost rozřadit různé filmy/barvy podle jejich vlastností tečení a vybrat ty nejlepší z nich. Možnost korelovat zeta potenciál a sklon ke stárnutí.

     

    Vyrobený film má nedostatečnou optickou kvalitu, je mělký (vysoký rozdíl v disperzi).

    Proveďte měření indexu lomu při různých vlnových délkách a stanovte rozptyl.

    Stálá kvalita vyrobených fólií. Mělké polymery lze vytřídit již při vývoji nových výrobků.

     

    Je třeba charakterizovat lepicí pásky.

    Vytvořte 3D mapu distribuce adhezivních materiálů.

    Řízení procesu a kvality výroby lepicí pásky

     

    Je třeba vyvinout nebo charakterizovat nové adhezivní materiály.

    Proveďte měření silové křivky pro kvantitativní analýzu adhezivní síly (přilnavosti).

    Rychlejší vývojové cykly k dosažení cílových specifikací

     

    Kontrola skutečné nanostruktury a mechanických vlastností vícevrstvých polymerů pro jednotlivé vrstvy

    Provádění měření topografie a křivek síly a vzdálenosti pomocí mikroskopu AFM

    Získání informací o drsnosti a kvantitativních hodnot modulu pružnosti v sub-nanometrickém měřítku

     

    Kvantifikace poměru směsí různých polymerů tenkých fólií za účelem nalezení dokonalého materiálu pro požadované konečné použití

    Provádění měření v poklepovém tzv. tapping režimu nebo v režimu CRAI, které ukazuje distribuci různých polymerů a udává poměr směsi

    Zobrazení distribuce různých polymerů v nanometrickém měřítku, kvantifikace poměru směsi pro optimální charakterizaci materiálu

     

    Film nevykazuje požadované chování při smáčení

    Analyzujte povrchový zeta potenciál a zjistěte podrobnosti o funkcích povrchu.

    Možnost upravit vlastnosti tak, aby film získal požadované chování při smáčení.

     

    Polymerní tenký film nevykazuje antibakteriální chování

    Analyzujte povrchový zeta potenciál při různých hodnotách pH a zjistěte podrobnosti o izoelektrickém bodu.

    Detekce správného materiálového složení, které vykazuje antibakteriální chování.

     

    Je třeba předvídat interakci mezi polymerním tenkým filmem a vodným roztokem

    Analyzujte povrchový zeta potenciál a zjistěte, zda se molekuly kapaliny na povrchu adsorbují, nebo zda se složky tenkého filmu vymývají.

    Přístup k povrchově citlivé technice, která vám umožní analyzovat reálný vzorek.

     

    Nenašli jste svou konkrétní situaci? Anton Paar má i tak řešení pro váš problém. Kontaktujte nás a získejte další informace. 

  • Zjistěte více o charakterizaci polymerů od předních odborníků v tomto oboru

    Získejte představu o tom, jak akademičtí odborníci v oblasti charakterizace polymerů používají ve své každodenní činnosti přístroje společnosti Anton Paar. Přečtěte si tyto rozhovory a zjistěte, jak se přístroje společnosti Anton Paar používají v akademickém výzkumu k získání hlubších znalostí o polymerech a vývoji inovativních polymerních produktů.

    • Analýza silikonového povlaku pomocí scratch testování (vrypové zkoušky)

      „Zjistili jsme, že chování při poškrábání (přilnavost, soudržnost) bylo při přechodu od tenkého k tlustému odlišné ve srovnání s přechodem od tlustého k tenkému.“

      Profesor James Kohl, University of San Diego 

      Více informací

    • Mikroskopie atomárních sil (AFM) v oblasti balení potravin

      „Mikroskopie atomárních sil (AFM) byla použita ke kvantifikaci jevu reagregace nanočástic, jakmile došlo k vytvoření povlaku na povrchu plastického filmu.“

      Profesor Stefano Farris, University of Milan

      Více informací