ポリマーの作成と分析のための高度な技術

コンパウンドは、ポリマーマトリックスに様々な添加剤を混合し、特定の材料特性を実現するために用いられます。押出成形は、製品開発の初期段階における少量のサンプルから本格的な製造プロセスに至るまで、ポリマーおよびプラスチックの最終形状を決定するために使用されます。信頼性の高い押出成形およびコンパウンディングのツールは、高い物理的特性を必要とするパイプ、フィルム、コーティングなどの製造と研究開発を強力にサポートします。

二軸スクリュー押出機は、材料の混合、配合、加工において定評のあるツールです。制御された温度とせん断速度でポリマーを加工することで、熱安定性、劣化、および機械特性の研究を可能にします。これは、さまざまな加工条件下でのポリマーの挙動を理解し、実際の用途における性能を予測するのに役立ちます。

フーリエ変換赤外分光法（FTIR）は、赤外線分光法として最もよく用いられる手法です。赤外線が試料を通過すると、一部は吸収され、一部は透過します。検出器で得られる信号は、試料の分子の「指紋」を表すスペクトルです。異なる化学構造（分子）は異なるスペクトルを示すため赤外線分光法はとても有用です。

近赤外分光法（NIR）は、電磁スペクトルの近赤外領域を用いる非破壊分光法であり、分子の結合振動の倍音と組み合わせに基づいています。NIRは通常、FTIRよりもはるかに深くサンプルに浸透し、ラマン分光法とは異なり蛍光の影響を受けません。そのため、NIR分光法はラマン分光法やFTIRほど化学的な特異性はありませんが、サンプル前処理をほとんど、あるいは全く必要とせずにバルク材料を分析するのに非常に有用です。NIRは、時間がかかり、溶媒を大量に使用する湿式化学法やクロマトグラフィー法に代わる、迅速な代替法として広く利用されています。

当社の機器は、コストを削減し、サンプルスループットを向上させながら、入ってくる原材料を迅速に検証し、反応の進行を監視し、最終製品を定量化するのに役立ちます。

プロセス質量分析 (MS) は、プロセス分析技術 (PAT) の強力なツールのひとつであり、生産プロセスに関する継続的かつリアルタイムの洞察を提供します。

ポリエチレンやポリプロピレンの製造といった重合プロセスにおいて、MSはシステム内の重要なポイントで反応ガスをモニタリングすることで、独自の利点をもたらします。例えば、高密度ポリエチレン（HDPE）の製造では、スラリー反応器の下流で発生するガスは、反応器自体の組成を反映しています。水素、エチレン、1-ブテン、1-ヘキサンをリアルタイムで追跡することで、触媒の性能を直接的に把握し、ポリマーの物理的特性を微調整することが可能になります。

従来、この種のガス分析はガスクロマトグラフィー（GC）に依存してきました。GCは正確ではあるものの、1サイクルあたり数分を要します。一方、質量分析法は数秒でラボレベルのデータを提供し、1台の分析装置で複数のリアクターを連続的にモニタリングできます。この速度、感度、そして汎用性により、MSはポリマー製造におけるリアルタイムプロセス制御の優れたソリューションとなっています。

ラマン分光法は、系内の振動、回転、その他の低周波モードを観察する分析技術です。通常はレーザー光などの単色光の非弾性散乱を利用します。光が物質内の分子振動やその他の励起と相互作用すると、レーザー光子のエネルギーが上下にシフトし、分子の振動モードに関する情報が得られます。

この技術は、分子構造の特性評価、物質の同定、分子間相互作用の研究に役立ちます。ラマン分光法は、複雑なサンプル前処理を必要とせずに、分子の振動やサンプルの化学組成に関する詳細な情報を提供できるため、特に有用です。

紫外可視分光法（UV-Vis）は、電磁スペクトルの紫外域および可視域（典型的には200 nmから800 nm程度）における試料の吸光度を測定する分析技術です。この技術は、溶液中の物質の濃度測定、試料の化学組成分析、分子の電子遷移の研究などに広く用いられています。UV-Vis分光法は、化学、生物学、環境科学、材料科学など、様々な分野で広く利用されています。 

当社のUV-Vis分光分析装置は使いやすく、定量分析、純度評価など、様々な用途に役立ちます。お求めやすい価格で、精度、使いやすさ、そして信頼性をご体験ください。

複合材料は、航空宇宙から自動車、建設に至るまで、様々な用途に用いられています。複合材料の特性は剛性と強度を向上させ、軽量部品をリーズナブルなコストで設計することを可能にします。複合材料とは、一般的に、それぞれが独自の特性を持つ2つ以上の異なる材料を組み合わせることで、それぞれの成分だけでは実現できない特性を持つ新しい材料を作り出すことと定義されます。

Thermo Scientific Avizoソフトウェアは、構造、物理的、化学的、そして機械的な特性を迅速かつ正確に取得することを可能にします。繊維特性、多孔度、そして細孔ネットワーク情報を取得するための専用ツールを備えたAvizoソフトウェアは、使用したデータ取得システムを問わず、2Dおよび3Dイメージングデータを解析するために必要なデジタル分析ラボです。

さまざまな測定技術を利用して、ポリマー材料との最適なマッチングを実現できます。

ベータセンサーは、同位体から放出されるベータ粒子の吸収を測定することで、坪量を決定します。代表的な用途としては、フィルムやシートの押出成形、押出コーティング、屋根材などの建築材料、ガム、ビニールカレンダー加工などが挙げられます。

赤外線センサーは、透過モードまたは反射モードで動作し、光の吸収を測定することで厚さを測定します。代表的な用途としては、コーティング、フィルム、不織布、二軸押出などがあります。

X線回折（XRD）は、ポリマーの構造を分析するための有用な手法です。金属やセラミックとは異なり、ポリマーは多くの場合半結晶性であり、結晶領域と非晶質領域の両方を含んでいます。XRDは、結晶化度の測定、結晶構造の特定、そしてポリマー鎖の配向の研究に役立ちます。

XRD分析では、単色X線ビームをポリマーサンプルに照射します。X線はポリマーの結晶領域によって回折され、非晶質領域からのブロードなハローに重なり合う明確なピークからなる回折パターンを生成します。これらのピークの位置と強度は、結晶構造と結晶化度に関する情報を提供します。

蛍光X線分光法（XRF）は、物質の元素組成を決定するために使用される非破壊分析技術です。XRF分析装置は、一次X線源で照射されたサンプルから放出される蛍光（または二次）X線を測定することで機能します。サンプル中に存在する各元素は、指紋のように特徴的な蛍光X線を生成します。これらの指紋は元素ごとに異なるため、XRF分光法は定性分析だけでなく、放出された線の強度を処理する定量測定にも優れたツールとなります。アルミニウム生産において、XRFは原材料、スラグ、合金の分析に使用されます。特に重要なのは、XRFをXRDと組み合わせて使用​​することで、アルミニウム電解プロセスのプロセス制御が可能になることです。

X線光電子分光法（XPS）は、化学分析用電子分光法（ESCA）とも呼ばれ、表面感度に優れた定量的な化学分析技術であり、幅広い材料問題の解決に使用できます。XPSは、X線を照射した材料の表面から放出される光電子を測定するものです。放出された光電子の運動エネルギーを測定します。このエネルギーは、光電子の親原子内での結合エネルギーに直接関連しており、元素とその化学状態の特性を表します。

表面近傍で生成された電子だけが、検出に必要なエネルギーをあまり失うことなくXPSから脱出することができます。つまり、XPSデータは表面から数ナノメートルの深さから収集されます。この表面選択性と定量的な化学状態同定の組み合わせこそが、XPSを幅広い応用分野で非常に価値あるものにしているのです。