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:
NIR Rohspektren von Vinnolit und Neralit im Präparateglas gemessen.
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.
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.
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.
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.
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)
