PVC: Sehr ähnliche Rohstoffe sicher unterscheiden – am Beispiel Vinnolit und Neralit

PVC ist ein Grund­stoff vie­ler Pro­duk­te und ent­spre­chend vie­le Her­stel­ler bie­ten das glei­che Mate­ri­al an. Den­noch ist es in in der Waren­ein­gangs­kon­trol­le not­wen­dig die Roh­stof­fe ver­schie­de­ner Her­stel­ler aus­ein­an­der hal­ten zu kön­nen. Die Fir­men Vin­no­lit und Uni­pe­trol sind zwei wesent­li­che Her­stel­ler. Sie ver­trei­ben die Mar­ken Vin­no­lit bzw. Nera­lit. Anhand die­ser bei­den Bei­spie­le wird hier gezeigt, wie die Unter­schei­dung mit­tels NIR gelingt.

NIR für schnelle und einfache QS von PVC

Nahin­fra­rot­spek­tro­sko­pie (NIR) ist ein bewähr­tes und opti­sches Ver­fah­ren, bekannt für sei­ne Ein­fach­heit und Schnel­lig­keit. Der Solid Scan­ner – ein faust­gro­ßes NIR Spek­tro­me­ter, mit dem die­ser Test hier durch­ge­führt wird – ist ein NIR Scan­ner neu­es­ter Gene­ra­ti­on mit dem Fokus auf ein­fa­che Bedien­bar­keit. Ein Scan dau­ert ca. 5 Sekun­den, das typi­sche NIR Spek­trum von PVC sieht dabei wie folgt aus:

Durch die star­ke Ähn­lich­keit der Pro­ben erkennt man in die­ser Dar­stel­lung kei­ne Unter­schie­de. Mit die­sen Fin­ger­ab­drü­cken kann jedoch PVC von ande­ren Sub­stan­zen sicher unter­schie­den werden.

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NIR Roh­spek­tren von Vin­no­lit und Nera­lit im Prä­pa­ra­te­glas gemessen.

Differenzdarstellung zeigt kleinste Unterschiede bei Vinnolit & Neralit

Die Dif­fe­renz­dar­stel­lung hin­ge­gen zeigt die real­tiven Unter­schie­de der Pro­ben an jeder ein­zel­nen Wel­len­län­ge im Detail. Hier zei­gen sich sehr klei­ne, aber kla­re Unter­schie­de bei 1.380 nm und 1.420 nm. Die gerin­gen Wer­te in der „Bear­bei­te­ten Absor­banz“ (Y-Ach­se) sind ein guter Hin­weis auf die gerin­gen abso­lu­ten Unter­schie­de der Pro­be und damit auf die hohe Auf­lö­sung und Prä­zi­si­on des Scan­ners.  

pvc-nir-spectrum-Vinnolit-Neralit_Glas_Differenz

Die NIR Roh­spek­tren unter­schei­den sich an eini­gen Stel­len signi­fi­kant (um 1.400 nm). Die abso­lu­ten Unter­schie­de sind jedoch klein.

Clusterdarstellung gruppiert viele Messungen der PVC-Proben übersichtlich

In der Clus­ter­dar­stel­lung wer­den die Unter­schie­de in den Spek­tren auf­sum­miert und in einem Wert dar­ge­stellt. Spek­tren, die sich kaum unter­schei­den, lie­gen räum­lich nah beieinander.

pvc-spectrum-Vinnolit-Neralit_Glas_Cluster

Da sich die Pro­ben – wie in der Dif­fe­renz­dar­stel­lung gese­hen – nur an weni­gen Stel­len im NIR Spek­trum signi­fi­kant unter­schei­den, über­lap­pen sich die ver­schie­de­nen Clus­ter. Mes­sun­gen im Beu­tel, im Prä­pa­ra­te­glas und Dry­blend hin­zu Nimmt man die Mes­sun­gen in einem (Kunststoff-)Beutel mit hin­zu (in blau/lila), zeigt sich, dass der Beu­tel zu stär­ke­ren Vari­an­zen führt und sich die Clus­ter stär­ker über­schnei­den bzw. sich schlech­ter unter­schei­den las­sen. Das Mes­sen des PVC in Prä­pa­ra­te­glä­sern ist somit abso­lut emp­feh­lens­wert. Nimmt man noch ein Dry­blend mit hin­zu (in grün; PVC mit ver­schie­de­nen Sta­bi­li­sa­to­ren), zeigt sich, dass die erkann­ten Unter­schie­de bei Vin­no­lit und Nera­lit sehr gering­fü­gig sind.

Die Clus­ter­dar­stel­lung mit einem Dry­blend zeigt, wie gering­fü­gig die abso­lu­ten Unter­schie­de der bei­den PVC Pro­ben sind.

pvc-nir-spectrum-Vinnolit-Neralit-Dryblend_Beutel_Cluster

Fazit: Trotz großer Ähnlichkeit lassen sich Vinnolit und Neralit unterscheiden

Trotz der gering­fü­gi­gen Unter­schie­de die­ser Stan­dardroh­stof­fe las­sen sich Vin­no­lit und Nera­lit im NIR Spek­trum aus­ein­an­der hal­ten. Jedoch soll­ten die Pro­ben in Prä­pa­ra­te­glä­sern ver­mes­sen wer­den. Für die Unter­schei­dung zu ande­ren Sub­stan­zen, z.B. Dry­blends, ist die­se Vor­ar­beit nicht notwendig.

Testaufbau NIR Messung

Für die­sen Test wur­den ver­wen­det Hard­ware

Soft­ware

Zube­hör

  • Prä­pa­ra­te­glä­ser (bit­te direkt anfragen)