Oberflächen- und Festkörperanalytik

Oberflächen- und Festkörperanalytik

Fehlersuche mit Mikroskop und Röntgenstrahl

Unser Verbund aus mikroskopischen, thermischen, spektroskopischen und mechanischen Untersuchungsmethoden liefert hochaufgelöste Bilder mit präzisen Informationen zur chemischen Erkennung an organischen und anorganischen Materialien.

In der Lichtmikroskopie stehen verschiedene Beleuchtungstechniken wie Auflicht, Durchlicht und Fluoreszenz für die Kontrastgebung zur Verfügung.

Die analytische Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit gekoppelter Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) und Elementanalyse (EDX) bietet neben der anorganischen Materialerkennung die Möglichkeiten zur Messung im Hochvakuum, Niedrigvakuum sowie in einer feuchten Probenkammer (ESEM). Je nach Material kann mit der Elektronenmikroskopie eine Auflösung zwischen 1-10 nm erreicht werden.

Die optische Spektroskopie ist in Form der Infrarot-, Raman- und UV/VIS-Spektroskopie vertreten. Mit der Darstellung verteilter organischer Komponenten (Chemical Imaging) sowie mit der infrarotspektroskopischen Analyse diffundierender Gase in Abhängigkeit der Temperatur ergänzen diese Verfahren die Identitätsprüfung Ihrer Proben.

Neben der Topographie ermöglicht die Rasterkraftmikroskopie (AFM) die Betrachtung hochaufgelöster Strukturen und lokaler Materialeigenschaften wie Steifigkeit und Adhäsion, die nach Bedarf quantifiziert werden können.

Die Nanoindentation als instrumentiertes Härtemessverfahren ergänzt dabei das Spektrum der mikromechanischen Materialprüfungen.

Mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) können kristalline und teilkristalline Materialien zerstörungsfrei untersucht werden. Die Kupfer Kα-Strahlung wird dabei zur Flächendetektion von Fehlstellen und zur ortsaufgelösten Kristallinitätsbestimmung genutzt. Die Analyse amorpher Stoffe wird darüber hinaus mit der dreidimensionalen Computertomographie (CT) möglich.

Nach der mikroskopischen Betrachtung kann eine automatische Bildanalyse angeschlossen werden, die beispielsweise die Verteilung von Partikelgrößen oder Faserlängen liefert.

Durch die Kombination dieser Methoden wird die Bearbeitung maßgeschneiderter Untersuchungen zu den unterschiedlichsten Fragestellungen möglich.

Anwendungsgebiete

Exakte Aussagen zur Stoffqualität, Morphologie, Mikrostruktur, Phasenhomogenität und Zusammensetzung Ihrer Materialen sind eine wesentliche Voraussetzung für die Optimierung Ihrer Prozesse und für eine schnelle Erkennung von Fehlerursachen bei Produktionsproblemen.

Analytische Fragestellungen ergeben sich in der Kunststoffbrache beispielsweise zur Stoffqualität von Thermoplasten, Kunststoffgranulaten, Formteilen wie Armaturenbretter, Hybridbauteilen aus Schaum, faserverstärkten Polymeren, Schaumstoffen, Kautschuken, Silikonen, Pigmentpulver, Lacken und Klebstoffen.

Im Pharmabereich sind dagegen häufig Untersuchungen von Wirkstoffkristallen, Tabletten, Kathedern, Glasampullen, Dialysemembranen oder Blisterverpackungen von Interesse.

Des Weiteren zählt zu unserem Portfolio auch die Prüfung von metallischen Werkstoffen oder Pigmenten.

Materialunabhängige Fehlstellen in Form von Schlieren, Einschlüssen, Blasen oder Lunkern sind mit unseren mikroskopischen Verfahren selbst bis in die kleinsten Dimensionen sichtbar zu machen.

Darüber hinaus unterstützen wir Sie gerne bei Reklamations-, Anti-Counterfeit- und produktionsbegleitenden Analysen und stimmen den Umfang der Untersuchungen auf Ihre Fragestellung ab.

SCHNELLE REAKTION, KURZE BEARBEITUNGSZEIT

Das Zusammenspiel aus modernen Analysemethoden und langjährigem Fachwissen sichert Ihnen kurze Reaktions- und Bearbeitungszeiten. Wenden Sie sich direkt an unser Analytikteam oder an unsere erfahrene Kundenbetreuung, die Sie an den richtigen Fachansprechpartner weiterleitet.

Analytische Fragestellungen

INFRAROTSPEKTROSKOPISCHE ANALYTIK FÜR DIE PHARMABRANCHE – EIN SCHNELLER BLICK IN DIE TABLETTE

Seit Anfang 2014 ist das neue Infrarot (IR)-Mikroskop im Einsatz, mit dem sich dank des 16-fachen Detektors neue Perspektiven bei der Analyse von organischen Verbindungen in der Pharmabranche eröffnen, z. B. zur Molekularstruktur einer Tablette Mehr zum Thema Pharma-Infrarotspektroskopie

INFRAROTSPEKTROSKOPISCHE ANALYTIK FÜR DIE KUNSTSTOFFBRANCHE – WISSEN, WARUM ES NICHT KLEBT

Mittels hochauflösender Infrarot (IR)-Mikroskopie kann geklärt werden, warum sich miteinander verklebte Kunststofffolien im Laufe der Zeit voneinander lösen. Mehr zum Thema Kunststoff-Infrarotspektroskopie

WERKSTOFFANALYTIK FÜR REIFEN – VIELE KLEINE NADELSTICHE OFFENBAREN MATERIALAUFBAU

Durch die moderne quantitative Rasterkraftmikroskopie lassen sich neben der Lokalisierung einzelner Komponenten in Kunststoffgemischen hochaufgelöste Materialeigenschaften gewinnen. Mehr zum Thema Werkstoffanalytik für Reifen

NANOINDENTATION – HÄRTE AUF MIKROSKOPISCHER SKALA

Morphologie und mechanische Eigenschaften entscheiden darüber, wie und wo Werkstoffe wie Polymerblends, gefüllte Polymere und Metalle oder Keramiken eingesetzt werden. Die Kombination von nanomechnanischen Messungen in Form von Nanoindentation mit der Rasterkraftmikroskopie eröffnet neue Wege in der Materialentwicklung und –prüfung. Mehr zum Thema Nanoindentation

FEHLSTELLENANALYSE IN MEDIZINPRODUKTEN

Fehlstellenanalysen in Arzneimittelprodukten oder deren Verpackungen erfordern eine schnelle und detaillierte Analyse. Wir unterstützen Sie, indem wir durch unsere Analysen Fehlerquellen identifizieren und Ihnen somit helfen diese Fehlerquellen ausschließen. Das gewonnene Wissen können Sie zur Verbesserung des Produktionsprozesses nutzen. Mehr zum Thema Fehlstellenanalyse in Medizinprodukten

Methoden
Forum Kunststoffanalytik

Kundenforum der Kunststoff-Analytik

Von 'Körperscannern' und Kreuzfahrtschiffen

Rund 100 Besucher informierten sich im frisch renovierten BayKomm über die aktuellen Trends der Kunststoff-Analytik-Branche.
Rund 100 Besucher informierten sich im frisch renovierten BayKomm über die aktuellen Trends der Kunststoff-Analytik-Branche.

Auch bei seiner neunten Auflage zog das 'Forum Kunststoff-Analytik' rund 100 Besucher nach Leverkusen. Im frisch renovierten BayKomm informierten sich die Gäste rund um die aktuellen Trends der Branche. Dabei ging es inhaltlich mitunter heiß her.

Vermutlich ist es Zufall, dass das BayKomm wenige Tage vor dem Kundenforum der CURRENTA Kunststoff-Analytik am 15. September wiedereröffnet wurde. Die Gelegenheit, in frisch renovierte Räumlichkeiten einzuladen, ließen sich die Verantwortlichen rund um Alexander Karbach, Leiter der Oberflächen- und Festkörperanalytik, aber nicht entgehen. Auch in diesem Jahr kamen etwa 100 Besucher – davon rund ein Fünftel von außerhalb des CHEMPARK.

So routiniert die Organisation mittlerweile abläuft – jedes Jahr steht Karbach wieder vor der Herausforderung, neue und interessante Vorträge zusammenzustellen. "Die Veranstaltung lebt von dem Mix aus CURRENTA-Rednern und externen Vortragenden. Denn wir wollen unseren Besuchern einerseits zeigen, was wir hier leisten, aber auch einen Blick über den Tellerrand werfen." So standen im BayKomm neben vier Analytik-Mitarbeitern auch ein Vertreter des Darmstädter Fraunhofer-Instituts und ein Gast vom Süddeutschen Kunststoffzentrum in Würzburg auf der Bühne.

Die Veranstaltung lebt von dem Mix aus CURRENTA-Rednern und externen Vortragenden - wie hier Robert Brüll vom Frauenhofer-Institut.
Die Veranstaltung lebt von dem Mix aus CURRENTA-Rednern und externen Vortragenden - wie hier Robert Brüll vom Frauenhofer-Institut.

Würfelzucker im Bodensee
Die ersten Themen lenkten den Fokus auf die chemische Analytik. Robert Brüll vom Frauenhofer-Institut eröffnete die Vortragsreihe und stellte mit der Graphit-basierten Flüssigchromatographie ein Trennverfahren mit besonderer Strukturselektivität für Kunststoffe vor. Anschließend zeigte Sandy-Dominic Freihoff anschaulich die modernen Nachweismethoden der Produkt- und Entwicklungsanalytik – anhand der Nutzung von Kopplungen aus Flüssigchromatographie und Massenspektrometrie als hochempfindliches Analysegerät und weiterentwickelten internen Standards. Mit deren Hilfe können Restmonomere in Kunststoffen nachgewiesen werden in einer Konzentration vergleichbar mit einem Stück Würfelzucker im Bodensee.

Ronnie Kammann präsentierte die Vielfalt an Problemstellungen, die sich mit der Gaschromatographie lösen lassen – und zeigte damit, dass es bei der Materialanalytik und Qualitätskontrolle von Kunststoffen weit mehr als nur der neuesten Analyseninstrumente bedarf.

Blick in die Zukunft
Im Zweiten Teil der Veranstaltung stand unter anderem die Material-Analytik im Zentrum. Dass das Verhalten von Kunststoffen maßgeblich durch die Einsatztemperatur beeinflusst wird, demonstrierte Dina Gabriel anhand von rasterkraftmikroskopischen Aufnahmen von Schmelzprozessen und Kristallisationseffekten.

Die CURRENTA-Analytik leistet darüber hinaus aber auch einen Beitrag zur Brandtechnologie. Wie müssen beispielsweise Balkone von Kreuzfahrtschiffen beschaffen sein, damit sie bei einem Brand nicht Feuer fangen? Julian Bulk gab Antworten auf diese sehr spezielle Frage, die aber auf reale Fälle anspielt.

Einen Blick in die Zukunft warf Stefan Kremling vom Süddeutschen Kunststoffzentrum zum Abschluss der halbtägigen Veranstaltung. Er stellte die potenziellen Einsatzmöglichkeiten der Terahertz-Technologie in der Kunststoffindustrie vor. Diese kommt bereits an amerikanischen Flughäfen in Form der durchleuchtenden "Körperscanner" zum Einsatz und könnte künftig auch die Materialprüfungen, etwa von Kunststoffgehäusen, deutlich erleichtern.

2017 feiert das Kundenforum bereits sein Zehnjähriges. "Das ist mittlerweile ein etabliertes Format", stellt Karbach fest. "Wir wollen unseren Kunden das Gefühl geben, dass wir jederzeit für sie da sind – und da ist es natürlich immer gut, wenn man sich regelmäßig auch im direkten Gespräch austauscht."

Organisator und Vortragende des 9. Kundenforums der CURRENTA Kunststoff-Analytik (v. r.): Stefan Kremling, Ronnie Kammann, Robert Brüll, Dina Gabriel, Alexander Karbach, Sandy-Dominic Freihoff und Julian Bulk.
Organisator und Vortragende des 9. Kundenforums der CURRENTA Kunststoff-Analytik (v. r.): Stefan Kremling, Ronnie Kammann, Robert Brüll, Dina Gabriel, Alexander Karbach, Sandy-Dominic Freihoff und Julian Bulk.

Vorträge Kunststoffforum

Dr. Robert Brüll (LBF Fraunhofer-Institut):
Graphit - ungeahnte Perspektiven in der HPLC von Polymeren

M.Sc. Sandy-Dominic Freihoff (CURRENTA Analytik):
Moderne Nachweismethoden für Isocyanate und deren Abbauprodukte

Ronnie Kammann (CURRENTA Analytik):
Gaschromatographie in der Polymeranalytik

M.Sc. Dina Gabriel (CURRENTA Analytik):
Rasterkraftmikroskopie - Schmelz- und Abkühlverhalten von Polymerblends

Dr. Julian Bulk (CURRENTA Analytik):
Brandtechnologische Qualifizierung von Kunststoffen

Dr. Stefan Kremling (Süddeutsches Kunststoffzentrum SKZ)
Terahertz-Technologie in der Kunststoffindustrie

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