DE10215143A1 - Polymer-Charakterisierung - Google Patents

Polymer-Charakterisierung

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DE10215143A1
DE10215143A1 DE2002115143 DE10215143A DE10215143A1 DE 10215143 A1 DE10215143 A1 DE 10215143A1 DE 2002115143 DE2002115143 DE 2002115143 DE 10215143 A DE10215143 A DE 10215143A DE 10215143 A1 DE10215143 A1 DE 10215143A1
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Camille Borer
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    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Charakterisierung eines Polymers oder eines mindestens PET, PEN, PBT, PA, PC oder deren Copolymere aufweisenden Polymergemisches, das in einem Prozess, der mindestens einen der Schritte Schmelzextrusion, Kristallisation, Trocknung und Festphasen-Nachkondensation aufweist, verarbeitet wird und mindestens eine Art von Endgruppen bzw. funktionellen Gruppen enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Entnehmen einer Polymerprobe aus dem Polymer oder Polymergemisch bei mindestens einem der Schritte des Prozesses; b) Vorbereiten der entnommenen Polymerprobe für ihre Charakterisierung; c) Charakterisieren der jeweils entnommenen Polymerprobe mittels Infrarot-Spektroskopie. Erfindungsgemäß erfolgt die Vorbereitung der jeweils entnommenen Probe in Schritt b) dadurch, dass die entnommene Probe zu einer Schicht ausgebreitet wird und die Charakterisierung der Probe in Schritt c) an der zu einer Schicht ausgebreiteten Probe erfolgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Charakterisieren eines Polymers oder eines mindestens Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC) oder deren Copolimere aufweisenden Polymergemisches gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ausserdem bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Vorbereiten einer aus einem Prozess entnommenen Probe gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 40.
  • Die Charakterisierung von Polymeren wird z. B. zur Qualitätskontrolle und zur Prozessüberwachung z. B. bei der Schmelzextrusion, der Kristallisation, der Trocknung oder der Festphasen-Nachkondensation solcher Polymere durchgeführt. Als Parameter für die Polymer-Charakterisierung werden z. B. die intrinsische Viskosität (IV) des Polymers oder die Konzentration bestimmter funktioneller Gruppen in den Polymermolekülen herangezogen. Besonders aussagekräftig ist die Endgruppen-Konzentration bei Polymeren, die durch Polykondensationsreaktionenen aus Monomeren zustande kommen. Als Beispiele seien hier Aminogruppen (-NH2), Hydroxylgruppen (-OH) und Carboxylgruppen (-COOH) genannt, die bei der Polykondensation von Polyamiden und von Polyestern als funktionelle Gruppen für die Verknüpfung zweier Moleküle unter Abspaltung eines H2O-Moleküls wirksam sind. Sowohl die intrinsische Viskosität als auch die Endgruppen-Konzentration einer Polymerprobe ermöglichen Rückschlüsse auf das mittlere Molekulargewicht und somit auf die zu erwartenden mechanischen und thermischen Eigenschaften des Polymers.
  • Die Bestimmung der Endgruppen-Konzentration des Polymers erfolgt z. B. mittels Infrarot-Spektroskopie. Dabei wird die entnommene Polymerprobe mit Infrarot durchstrahlt, wonach das gewonnene Absorptionsspektrum ausgewertet wird. Aus der Lage und der Höhe der für die Endgruppen charakteristischen Absorptionsbanden im Frequenzspektrum kann die Art und die Konzentration der in der Probe vorhandenen Endgruppen bestimmt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur zuverlässigen Charakterisierung eines Polymers während und/oder nach seiner Bearbeitung bereitzustellen, das sich teil- oder vollautomatisch durchführen lässt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäss Anspruch 1 durch ein Verfahren zur Charakterisierung eines Polymers oder eines mindestens PET, PEN, PBT, PA, PC oder deren Copolymere aufweisenden Polymergemisches, das in einem Prozess, der mindestens einen der Schritte Schmelzextrusion, Kristallisation, Trocknung und Festphasen- Nachkondensation aufweist, verarbeitet wird und mindestens eine Art von Endgruppen bzw. funktionellen Gruppen enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    • a) Entnehmen einer Polymerprobe aus dem Polymer oder Polymergemisch bei mindestens einem der Schritte des Prozesses;
    • b) Vorbereiten der entnommenen Polymerprobe für ihre Charakterisierung;
    • c) Charakterisieren der jeweils entnommenen Polymerprobe mittels Infrarot- Spektroskopie;
    wobei die Vorbereitung der jeweils entnommenen Probe in Schritt b) dadurch erfolgt, dass die entnommene Probe zu einer Schicht ausgebreitet wird und die Charakterisierung der Probe in Schritt c) an der zu einer Schicht ausgebreiteten Probe erfolgt.
  • Die Ausbreitung der Probe zu einer Schicht ist reproduzierbar und besonders vorteilhaft für die Durchstrahlung mittels IR-Spektroskopie. Ausserdem lässt sich die zu einer Schicht ausgebreitete Probe für die IV-Bestimmung rascher in Lösung bringen als eine körnige Probe. Man kann daher sehr viele Proben in kurzer Zeit entnehmen und zur Charakterisierung des Polymers auswerten.
  • Vorzugsweise wird zusätzlich zur IR-spektroskopischen Charakterisierung des Polymers eine Bestimmung der intrinsischen Viskosität durchgeführt, insbesondere durch Auflösen einer bestimmten Menge der entnommenen Polymerprobe in einer bestimmten Menge eines Standard-Lösungsmittels zu einer Standard-Lösung, wobei deren Viskosität als Mass der intrinsischen Viskosität durch Vergleich mit einer als Referenzprobe dienenden Referenz-Lösung bestimmt wird.
  • Vorzugsweise wird zur Charakterisierung der entnommenen Polymerprobe die Konzentration der mindestens einen Endgruppe bzw. funktionellen Gruppe in der Probe bestimmt, wobei insbesondere die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • 1. Durchstrahlen der entnommenen definierten Probe mit IR-Strahlung über einen Frequenzbereich, in dem die spezifischen Absorptionsbanden der mindestens einen Endgruppen-Art enthalten sind, und Ermitteln des IR-Absorptionsspektrums für die entnommene Polymer-Probe;
    • 2. Vergleichen des ermittelten IR-Absorptionsspektrums der entnommenen definierten Probe mit dem IR-Absorptionsspektrum einer definierten Referenz-Probe, die mindestens eine Substanz aufweist, in der die mindestens eine Endgruppen-Art ebenfalls enthalten ist; und
    • 3. Berechnen der Konzentration der mindestens einen Endgruppen-Art in der Probe auf der Grundlage des Ergebnisses aus dem Vergleich in Schritt c2).
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Vorbereiten einer aus einem Prozess zur Berarbeitung/Verarbeitung eines Polymers oder Polymergemisches entnommenen Polymerprobe bzw. Polymergemisch-Probe, anhand derer das Polymer bzw. das Polymergemisch charakterisiert werden soll, wobei die Vorbereitung der entnommenen Probe dadurch erfolgt, dass die entnommene Probe zu einer Schicht ausgebreitet wird.
  • Zweckmässigerweise wird die entnommene Probe zu einer Schicht bestimmter Dicke ausgebreitet, deren Dicke vorzugsweise 25 µm bis 500 µm, insbesondere 200 µm bis 400 µm beträgt. Diese Schichtdicken sind einerseits relativ stabil und noch ausreichend leicht handhabbar und lassen andererseits noch genügend viel Strahlung, insbesondere IR-Strahlung, für die Spektroskopie hindurchtreten, um ein ausreichend starkes IR- Signal zur Spektralanalyse zu gewinnen.
  • Vorzugsweise wird die Probe in fester Form entnommen und durch Pressen zu der dünnen Schicht ausgebreitet, wobei insbesondere als Probe ein Pellet des Polymers oder Polymergemisches entnommen und mittels einer Presse gepresst wird. Durch die Umformung der Probe im festen Zustand unter der Schmelztemperatur wird eine Verfälschung des Messergebnisses z. B. durch thermischen Abbau oder durch Hydrolyse der Polymermoleküle weitgehend verhindert.
  • Zweckmässigerweise wird als Probe ein Pellet des Polymers oder Polymergemisches entnommen und mittels eines Walzwerkes gewalzt. Alternativ kann auch das mittels der oben genannten Presse gepresste Pellet anschliessend mittels eines Walzwerkes gewalzt werden.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die Probe in fester Form entnommen und durch mehrere aufeinanderfolgende Walzenpaare gewalzt, wobei die Spaltbreite der Walzenspalte von Walzenpaar zu Walzenpaar zunehmend kleiner wird und die Spaltbreite des letzten Walzenpaares der bestimmten Schichtdicke der Probe entspricht. Durch die schrittweise stattfindende abgestufte Umformung in zunehmend kleineren Walzenspalten wird einer Rissbildung in der Probenschicht vorgebeugt. Einzelne Risse in der Probe sind für die spektroskopische Untersuchung und insbesondere für die IR-spektroskopische Untersuchung zumindest störend. Ausserdem wird durch die Umformung der Probe in mehreren Schritten die mechanische Schädigung der Kettenmoleküle des Polymers minimiert.
  • Alternativ kann die Probe auch in fester Form entnommen, pulverisiert und auf einem für die jeweilige anzuwendende Spektroskopie transparenten, insbesondere IR- transparenten Trägermaterial ausgebreitet werden. Hier hat die ausgebreitete pulverförmige Probe sehr viele "Risse", die aber bei der Auswertung des gemessenen Spektrums berücksichtigt werden können.
  • Die pulverisierte und auf dem Trägermaterial ausgebreitete Probe kann auch aufgeschmolzen werden, so dass ein dünner zusammenhängender Probenfilm entsteht. Da die Pulverteilchen sehr klein sind, kann die gesamte pulverisierte Probe relativ rasch aufgeschmolzen werden, wobei sich sämtliche Probenteilchen des Pulvers nur während einer kurzen und relativ einheitlichen Zeitdauer im geschmolzenen Zustand bei relativ hoher Temperatur befinden. Auch dadurch lässt sich die thermische Schädigung oder die Hydrolyse der Kettenmoleküle weitgehend begrenzen.
  • Wenn eine Charakterisierung des Polymers in einem Abschnitt des Prozesses erfolgen soll, in dem das Polymer sowieso als Schmelze vorliegt, wird die Probe vorzugsweise in geschmolzener Form entnommen und durch Auftropfenlassen auf ein IR-transparentes Trägermaterial ausgebreitet, bis sie erstarrt. Auch hier wird durch das rasche "Einfrieren" der flüssigen Probe jegliche Verfälschung der Probe durch thermischen, mechanischen oder hydrolytischen Abbau von Kettenmolekülen weitgehend ausgeschlossen.
  • Die Verarbeitung des Polymers oder Polymergemisches in dem Prozess, der mindestens einen der Schritte Schmelzextrusion, Kristallisation, Trocknung und Festphasen- Nachkondensation aufweist, erfolgt vorzugsweise kontinuierlich. Bei dem Prozess erfolgt jeweils mindestens eine erfindungsgemässe Probenentnahme bei mindestens einem der Schritte des Prozesses. Für die Probenentnahme wird dabei je nach Entnahmestelle in dem Prozess eine der in den vorhergehenden Absätzen aufgeführten Probenentnahmen und Probenvorbereitungen durchgeführt.
  • Das Polymer kann z. B. Polyethylenterephthalat (PET) sein, und die mindestens eine Endgruppen-Art können Carboxyl-Gruppen (-COOH) und Hydroxyl-Gruppen (-OH) sein. Das Polymer kann auch Polybutylenterephthalat (PBT) sein, und die mindestens eine Endgruppen-Art können Carboxyl-Gruppen und Hydroxyl-Gruppen sein. Das Polymer kann aber z. B. auch Polyamid (PA) sein, und die mindestens eine Endgruppenart können Amino-Gruppen (-NH2) und Carboxyl-Gruppen (-COOH) sein.
  • Bei diesen Polymeren erfolgt die Ausbreitung der Probe zu einer Schicht durch Umformung des PET, PBT oder des PA vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 30°C und 170°C.
  • Für die Kalibrierung der Messung werden Referenz-Proben verwendet, die eine bekannte Konzentration der jeweiligen zu bestimmenden Endgruppen aufweisen:
    Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz-Probe vorzugsweise eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH- Gruppe pro Molekül enthält. Besonders vorteilhaft als Referenz-Probe ist hier die Verwendung von Bishydroxy-Ethylenterephthalat (BHET), das zwei OH-Gruppen pro Molekül enthält, als Lösung in Tetrahydrofuran (THF).
  • Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz-Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält. Besonders vorteilhaft als Referenzprobe ist hier die Verwendung von Terephthalsäure (TPS), die zwei COOH-Gruppen pro Molekül enthält, als Lösung in Tetrahydrofuran (THF).
  • Für die Charakterisierung von PET oder PBT kann die Referenz-Probe auch eine erste Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe pro Molekül enthält, und eine zweite Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält, aufweisen. Hierfür eignet sich z. B. BHET und TPS in gleicher Molzahl gelöst in THF.
  • Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz-Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe sowie mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
  • Für die Charakterisierung von PA weist die Referenz-Probe vorzugsweise eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2-Gruppe pro Molekül enthält.
  • Für die Charakterisierung von PA weist die Referenz-Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH- Gruppe pro Molekül enthält.
  • Für die Charakterisierung von PA kann die Referenz-Probe auch eine erste Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2-Gruppe pro Molekül enthält, und eine zweite Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält, aufweisen.
  • Für die Charakterisierung von PA weist die Referenz-Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2- Gruppe sowie mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
  • Als Lösungsmittel für die genannten Referenz-Proben (BHET und/oder TPS gelöst in THF z. B. für PET oder PBT) eignen sich hydrophobe organische Lösungsmittel, die selbst keine OH-Gruppen und/oder COOH-Gruppen aufweisen und im Spektralbereich der IR-Absorption der OH-Gruppen und/oder der COOH-Gruppen keine IR-Absorption besitzen. Ausserdem müssen diese Lösungsmittel zumindest gegenüber den OH- Gruppen und/oder den COOH-Gruppen chemisch inert sein, um mit ihnen keine Reaktionen einzugehen. Analoges gilt für die Referenz-Proben für PA, wobei das Lösungsmittel hier auch noch inert gegenüber den NH2-Gruppen der Referenzproben-Moleküle für PA sein muss.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden in Schritt c1) zur Ermittlung des IR-Absorptionsspektrums das IR-Absorptionsspektrum einer ersten entnommenen Probe und das IR-Absorptionsspektrum einer zweiten entnommenen und anschliessend deuterierten Probe voneinander subtrahiert. Dadurch werden die bei der IR-Spektroskopie gewonnenen Absorptionsbanden der interessierenden Endgruppen "freigelegt". Bei der ausreichend langen Deuterierung der Makromoleküle in schwerem Wasser (D2O) wird nämlich nur der Wasserstoff (H-Atome) an den Endgruppen der Makromoleküle durch Deuterium (D-Atome) praktisch vollständig ersetzt, während der Wasserstoff am Gerüst der Makromoleküle praktisch vollständig erhalten bleibt, d. h. so gut wie kein Austausch stattfindet. Das IR-Absorptionsspektrum der deuterierten Probe unterscheidet sich somit von dem IR-Absorptionsspektrum der nicht-deuterierten Probe in der Lage der Absorptionsbanden der Endgruppen. Die Absorptionsbanden der COOD-Endgruppen und der OD-Endgruppen sind bezüglich der Absorptionsbanden der COOH-Endgruppen und der OH-Endgruppen zu niedrigeren Frequenzen hin verschoben, während der sich über einen weiten Frequenzbereich des IR-Absorptionsspektrums erstreckende Absorptions-"Hintergrund" bei der deuterierten Probe und bei der nicht-deuterierten Probe praktisch gleich ist. Durch die Subtraktion der beiden Spektren voneinander wird der störende Hintergrund entfernt, ohne dabei die interessierenden COOH- und OH-Absorptionsbanden zu entfernen. Vielmehr werden diese von dem sie verschleiernden Hintergrund befreit und werden für eine quantitative Auswertung zugänglich.
  • Zur Ermittlung der Konzentration der OH-Gruppen, der COOH-Gruppen und der NH2- Gruppen werden die den OH-Gruppen, den COOH-Gruppen bzw. den NH2-Gruppen zugeordneten IR-Absorptionsspitzen ausgewertet, wobei die Auswertung vorzugsweise durch Erfassung der Höhe der IR-Absorptionsspitzen und/oder der Fläche unter den IR- Absorptionsspitzen erfolgt. Die Konzentration der jeweiligen Endgruppe ist proportional zur Höhe der Absorptionsspitzen (Peaks) und auch proportional zur Fläche unter den Absorptionsspitzen (Peaks).
  • Die IR-Absorptionsspektren der Referenz-Proben werden übrigens auf dieselbe Art und Weise gewonnen wie die IR-Absorptionsspektren der Polymerprobe.
  • Bei dem Prozess kann jeweils mindestens eine Probenentnahme an mindestens zweien der Schritte des Prozesses erfolgen, wobei insbesondere eine Charakterisierung für die jeweils mindestens eine an den mindestens zwei Schritten des Prozesses erfolgte Probenentnahme erfolgt und die Ergebnisse der Charakterisierungen miteinander verglichen werden. Bei der Aufbereitung von PET kann z. B. jeweils eine Probenentnahme im Extruder aus der Schmelze, eine Probenentnahme aus dem Kristallisator und eine Probenentnahme aus dem SSP-Reaktor erfolgen. Durch Bestimmung der Endgruppen- Konzentration und der IV dieser jeweiligen Proben erhält man einen Einblick in die Effizienz des gesamten Aufbereitungsprozesses.
  • Die kontinuierliche Probenentnahme bei dem Schritt der Schmelzextrusion kann z. B. durch Abzweigen eines kontinuierlichen Schmelzeflusses parallel zum Schritt der Schmelzextrusion und Hindurchleiten durch eine Messzelle erfolgen.
  • Die kontinuierliche oder zumindest quasi-kontinuierliche diskrete Probenentnahme bei dem Schritt der Kristallisation, Trocknung bzw. Festphasen-Nachkondensation kann z. B. durch kontinuierliches Abzweigen mindestens eines Pellets erfolgen.
  • Bei dem Prozess zur Verarbeitung des Polymers bei einem Prozessschritt, an dem das Polymer oder das Polymergemisch als Schmelze vorliegt, können besonders vorteilhaft auch die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • 1. Durchstrahlen eines definierten Schmelzevolumens in dem Polymerschmelze aufweisenden Prozessraum mit IR-Strahlung über einen Frequenzbereich, in dem die spezifischen Absorptionsbanden der mindestens einen Endgruppen-Art enthalten sind, und Ermitteln des IR-Absorptionsspektrums für das definierte durchstrahlte Schmelzevolumen;
    • 2. Vergleichen des ermittelten IR-Absorptionsspektrums des definierten durchstrahlten Schmelzevolumens mit dem IR-Absorptionsspektrum einer definierten Referenz-Probe, die mindestens eine Substanz aufweist, in der die mindestens eine Endgruppen-Art ebenfalls enthalten ist; und
    • 3. Berechnen der Konzentration der mindestens einen Endgruppen-Art in dem definierten Schmelzevolumen auf der Grundlage des Ergebnisses aus dem Vergleich in Schritt S2).
  • Die in Schritt S1) erfolgende Durchstrahlung eines definierten Schmelzevolumens in dem Polymerschmelze aufweisenden Prozessraum mit IR-Strahlung erübrigt die Abzweigung von Schmelze und eignet sich besonders gut für die kontinuierliche Charakterisierung der Polymerschmelze.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden in Schritt c1) bzw. in Schritt S1) zur Ermittlung des IR-Absorptionsspektrums das IR-Absorptionsspektrum für eine erste entnommene Probe bzw. ein erstes definiertes Schmelzevolumen und das IR-Absorptionsspektrum einer zweiten entnommenen und anschliessend deuterierten Probe voneinander subtrahiert, wobei die für die Subtraktion bestimmten IR-Absorptionsspektren der Proben aus deuteriertem Polymer vorzugsweise für verschiedene Polymersorten abgespeichert sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden, nicht einschränkend aufzufassenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, wobei:
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Vorrichtung für die Vorbereitung einer entnommenen Polymerprobe für ihre Charakterisierung ist; und
  • Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Vorrichtung für die Vorbereitung einer entnommenen Polymerprobe für ihre Charakterisierung ist; und
  • Fig. 3 eine Vorrichtung für die Deuterierung einer entnommenen Polymerprobe oder einer Referenz-Probe veranschaulicht.
  • Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielhaft anhand der Bestimmung der Konzentrationen der OH-Endgruppen und der COOH-Endgruppen beschrieben, wie es z. B. für PET, PBT oder PEN durchgeführt wird.
  • Eine erste Vorrichtung zur erfindungsgemässen Vorbereitung von Polymerproben 9, die aus einem Prozess zur Polymerverarbeitung entnommen wurden, ist in Fig. 1 schematisch gezeigt. Die aus dem Prozess im festen Zustand entnommenen Polymerproben liegen in Form von Pellets 9 vor, deren Durchmesser bzw. grösste Abmessung z. B. etwa zwischen 2 mm und 5 mm liegen. Nach der Entnahme (nicht gezeigt) gelangen die Pellets 9 auf ein Förderband 1, das sie zu einem Einfülltrichter 2 transportiert, in den sie hineinfallen. Durch den Einfülltrichter 2 werden die Pellets 9 in eine Presse 3 geleitet, in der sie gepresst werden. Die in der Presse 3 erfolgende Vorabpressung ist ein erster Schritt der Verformung zu einer flachen ausgebreiteten Probe. Nach der Vorabpressung in der Presse 3 fallen die etwas abgeflachten Pellets in ein Walzwerk 4, in dem sie weiter gepresst werden. Die in dem Walzwerk 4 erfolgende Endpressung führt zu ausgewalzten Proben 9' mit geringer Dicke. Das Walzwerk 4 wird je nach Bedarf so eingestellt, dass man für die Durchstrahlung mit Infrarot-Strahlung geeignete Polymerproben 9' in Form dünner Plättchen bzw. in Form eines dünnen Films mit einer Dicke von etwa 25 µm bis 500 µm, insbesondere 200 µm bis 400 µm, erhält. Anschliessend wandern die Polymerproben 9' durch einen Ausrichtungstrichter 5 hindurch, in dem sie ausgerichtet werden. Die zu dem dünnen Plättchen bzw. dem dünnen Film ausgewalzten Proben 9' werden aus dem Ausrichtungstrichter 5 entnommen, in einem Probenhalter 8 fixiert und mit Infrarot-Strahlung durchstrahlt, die in einer Infrarot-Quelle 6 erzeugt wird. Die Fixierung der Polymerproben 9' in dem Probenhalter 8 erfolgt manuell oder halbautomatisch. Die durch die ausgewalzte Probe 9' hindurchtretende IR-Strahlung wird in einem Infrarot-Detektor 7 spektral zerlegt. Vorzugsweise setzt man hierfür Fourier-Transformation- Infrarot-Spektroskopie ein.
  • Eine zweite Vorrichtung zur erfindungsgemässen Vorbereitung der Polymerproben ist in Fig. 2 schematisch gezeigt. Die Vorrichtung und Vorgehensweise der Fig. 2 unterscheiden sich von der Vorrichtung und Vorgehensweise der Fig. 1 dadurch, dass anstelle des Probenhalters 8 (siehe Fig. 1) zusätzlich zu dem ersten Förderband 1 ein zweites Förderband 10 vorgesehen ist, dessen Band aus einem IR-durchlässigen Material besteht, das keine Absorption zumindest in dem Spektralbereich aufweist, in dem die zu erwartenden IR-Absorptionsbanden der Polymerproben 9' zu erwarten sind. Alle Elemente der Fig. 2, die denen der Fig. 1 entsprechen oder zu ihnen identisch sind, tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1. Auf dem zweiten Förderband 10 werden die zu einem dünnen Plättchen bzw. einem dünnen Film ausgewalzten Proben 9' abgelegt. Die auf dem Förderband 10 liegenden dünnen Polymerproben 9' werden während ihres Transports mittels des Förderbands 10 mit Infrarot-Strahlung durchstrahlt. Diese zweite Vorrichtung bzw. zweite Vorgehensweise zur Probenvorbereitung kann vollautomatisch erfolgen. Die Probenentnahme (nicht gezeigt) erfolgt dabei durch die Schwerkraft, indem man die Pellets 9 aus einem Abschnitt des Prozesses herausfallen lässt. Nach dem Transport durch das Förderband 1 erfolgt der weitere Transport der Pellets 9 ebenfalls mittels Schwerkraft durch den Einfülltrichter 2, die Presse 3, das Walzwerk 4 und den Ausrichtungstrichter 5, aus dem die ausgewalzten Polymerproben 9' dann ebenfalls mittels Schwerkraft auf dem Förderband 10 abgelegt werden.
  • Zur Charakterisierung der vorbereiteten Polymerproben 9' werden die IR-Absorptionsbanden der Polymerproben 9' ermittelt. Zur Ermittlung des IR-Absorptionsspektrums der Polymerprobe 9' wird deren IR-Absorptionsspektrum mit dem IR-Absorptionsspektrum einer an derselben Stelle aus dem Prozess entnommenen, auf dieselbe Art und Weise durch Auswalzen vorbereiteten und danach deuterierten Probe 9" verglichen (siehe Fig. 3). Alternativ kann auch die zuvor entnommene, vorbereitete und für die IR-Spektroskopie durchstrahlte Polymerprobe 9' nach ihrer Durchstrahlung deuteriert werden, um danach nochmals derselben IR-spektroskopischen Untersuchung unterzogen zu werden.
  • Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Deuterierung einer Polymerprobe 9". Die zunächst nicht-deuterierten Polymerproben 9' werden in einen mit schwerem Wasser D2O gefüllten Erlenmeyer-Kolben 11 gegeben, der einen Einfüllstutzen 11a und einen Absaugstutzen 11b aufweist. Der Erlenmeyer-Kolben 11 wird dann an seinem Einfüllstutzen 11a mit einer Einfülldichtung 12 abgedichtet, die von einem Röhrchen 12a durchquert wird. Der Absaugstutzen 11b des Erlenmeyer-Kolbens 11 wird mit einer Absaugdüse 13 versehen. Der mit den zu deuterierenden Polymerproben 9" befüllte Kolben 11 wird in einem Gefäss 14 bei etwa 50°C in einem Wasserbad gehalten, das ständig beheitz und umgerührt wird. Hierfür dient ein Kombigerät 16, das einerseits eine Heizplatte 16a aufweist und andererseits einen Magnetrührer 15 in Rotation versetzt. Um eine Reaktion von D2O mit atmosphärischem H2O in dem Raum über dem D2O-Bad zu verhindern, wird der Kolben 11 z. B. mit N2 gespült. Je nach ihrer Dicke müssen die ausgewalzten Polymerproben 9" über einen mehr oder weniger langen Zeitraum hinweg (mehrere Tage) in dem D2O-Bad bleiben. Vorzugsweise verwendet man deshalb für die deuterierten Proben eine besonders kleine Dicke z. B. von nur 10 µm. Mit dieser Dicke und einer Temperatur des D2O von 50°C kann eine vollständige Deuterierung der endseitigen Hydroxyl-Gruppen (-OH) und Carboxyl-Gruppen (-COOH) z. B. bei PET, PBT oder bei PEN zu OD-Gruppen bzw. COOD-Gruppen innerhalb von etwa 24 h erreicht werden. Die sonstigen Wasserstoffatome der Molekülgerüste werden dabei jedoch nicht ausgetauscht.
  • Das Spektrum der nicht-deuterierten Polymerprobe 9' und das Spektrum der deuterierten Polymerprobe 9" werden voneinander subtrahiert. Bei unterschiedlichen Schichtdicken der nicht-deuterierten Polymerprobe 9' (z. B. 50 µm) und der deuterierten Polymerprobe 9" (z. B. 10 µm) muss ggf. noch eines der beiden Spektren mit einem Kompensationsfaktor multipliziert werden, um die unterschiedlichen Schichtdicken auszugleichen, bevor die Substraktion durchgeführt wird. Alternativ können auch mehrere der in der Regel dünneren deuterierten Polymerproben 9" zusammengepresst werden, um dieselbe Schichtdicke wie die der nicht-deuterierten Probe 9' zu erhalten (z. B. 5 × 10 µm). Dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass keine Lufteinschlüsse zwischen den einzelnen Schichten vorhanden sind. Als weitere Alternative können sowohl für die nicht- deuterierten Polymerproben 9' als auch für die deuterierten Polymerproben 9" jeweils dieselben Schichtdicken verwendet werden (z. B. jeweils 20 µm). Dabei geht man einen Kompromiss ein, bei dem man einerseits mit längeren Deuterierungszeiten als bei 10 µm Schichtdicke der Proben 9" und andererseits mit schwächeren Spektrumssignalen als bei 25 µm Schichtdicke der Proben 9' arbeiten muss.
  • Durch die Subtraktion der IR-Absorptionsspektren der nicht-deuterierten Polymerprobe 9' und der deuterierten Polymerprobe 9" voneinander wird der sich über weite Frequenzbereiche erstreckende "Hintergrund" der beiden Spektren entfernt, der jeweils durch IR-Absorption aufgrund von Schwingungen zustande kommt, die auf den C-C- Bindungen, C-H-Bindungen und C6-Ringen der Molekülgerüste der Polymermoleküle sowie auf mehr oder weniger starken Wechselwirkungen zwischen den Polymermolekülen beruhen. Da die Absorptionsbanden (Peaks) der OD-Gruppen und der COOD- Gruppen bezüglich der Absorptionsbanden (Peaks) der OH-Gruppen und der COOH- Gruppen zu niedrigeren Frequenzen hin verschoben sind, heben sich diese Absorptionsbanden bei der Subtraktion nicht auf. Im Differenzspektrum bleiben somit die OH- Banden und die COOH-Banden mit ursprünglicher Höhe auf einer tiefen Basislinie erhalten und können quantitativ ausgewertet werden, indem man die Höhe dieser Banden und/oder die unter ihnen liegende Fläche als Mass für die Konzentration der jeweiligen Endgruppe heranzieht.
  • Da die Absorptionsbanden von H2O-Molekülen im Bereich der Absorptionsbanden der OH-Gruppen und der COOH-Gruppen liegen und diese zum Teil überdecken, ist es wichtig, dass die nicht-deuterierte Polymerprobe 9' vor der IR-Spektroskopie getrocknet wird. Hierfür verwendet man vorzugsweise einen Vakuumofen, der bei etwa 50°C arbeitet. Zweckmässigerweise entnimmt man jedoch die Pellets 9 an einem Abschnitt des Prozesses, in dem sie weitgehend getrocknet vorliegen, d. h. am Ende der Festphasen- Nachkondensation.
  • Um Absolutwerte für die Konzentrationen der OH-Gruppen und der COOH-Gruppen zu erhalten, müssen Referenz-Proben untersucht werden. Als Referenz-Proben zur Kalibrierung für die Bestimmung der Konzentration der OH-Endgruppen und der COOH- Endgruppen werden Referenz-Proben verwendet, die eine bekannte Konzentration der jeweiligen zu bestimmenden Endgruppen aufweisen. Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz-Probe vorzugsweise eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe pro Molekül enthält. Besonders vorteilhaft als Referenz-Probe ist hier die Verwendung von Bishydroxy-Ethylenterephthalat (BHET), das zwei OH-Gruppen pro Molekül enthält, als Lösung in Tetrahydrofuran (THF). Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz- Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält. Besonders vorteilhaft als Referenzprobe ist hier die Verwendung von Terephthalsäure (TPS), die zwei COOH- Gruppen pro Molekül enthält, als Lösung in Tetrahydrofuran (THF). Für die Charakterisierung von PET oder PBT kann die Referenz-Probe auch eine erste Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe pro Molekül enthält, und eine zweite Substanz, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält, aufweisen. Hierfür eignet sich z. B. BHET und TPS in gleicher Molzahl gelöst in THF. Für die Charakterisierung von PET oder PBT weist die Referenz-Probe vorzugsweise alternativ eine Substanz auf, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe sowie mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
  • Als Lösungsmittel für die genannten Referenz-Proben (BHET und/oder TPS gelöst in THF z. B. für PET oder PBT) eignen sich hydrophobe organische Lösungsmittel, die selbst keine OH-Gruppen und/oder COOH-Gruppen aufweisen und im Spektralbereich der IR-Absorption der OH-Gruppen und/oder der COOH-Gruppen keine IR-Absorption besitzen. Ausserdem müssen diese Lösungsmittel zumindest gegenüber den OH- Gruppen und/oder den COOH-Gruppen chemisch inert sein, um mit ihnen keine Reaktionen und keine Wechselwirkungen einzugehen. Tetrahydrofuran erfüllt all diese Kriterien und eignet sich daher besonders gut als Lösungsmittel für die Referenz-Proben auf BHET-Basis und/oder TPS-Basis. Bezugszeichenliste 1 Förderband für entnommene Polymerproben
    2 Einfülltrichter
    3 Presse
    4 Walzwerk
    5 Ausrichtungstrichter
    6 IR-Quelle
    7 Detektor
    8 Probenhalter
    9 Polymerprobe vor der Vorbereitung (Pellet)
    9' Polymerprobe nach der Vorbereitung (Plättchen, Film)
    9" deuterierte Polymerprobe
    10 Förderband für vorbereitete Polymerproben
    11 Erlenmeyer-Kolben für D2O-Bad (Deuterierung) und N2-Spülung
    11a Einfüllstutzen
    11b Absaugstutzen
    12 Einfülldichtung
    13 Absaugdüse
    14 Gefäss für H2O-Bad (Temperierung)
    15 Magnetrührer
    16 Kombigerät (Heizen und Rühren)
    16a Heizplatte

Claims (50)

1. Verfahren zur Charakterisierung eines Polymers oder eines mindestens PET, PEN, PBT, PA, PC oder deren Copolymere aufweisenden Polymergemisches, das in einem Prozess, der mindestens einen der Schritte Schmelzextrusion, Kristallisation, Trocknung und Festphasen-Nachkondensation aufweist, verarbeitet wird und mindestens eine Art von Endgruppen bzw. funktionellen Gruppen enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
a) Entnehmen einer Polymerprobe aus dem Polymer oder Polymergemisch bei mindestens einem der Schritte des Prozesses;
b) Vorbereiten der entnommenen Polymerprobe für ihre Charakterisierung;
c) Charakterisieren der jeweils entnommenen Polymerprobe mittels Infrarot- Spektroskopie;
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitung der jeweils entnommenen Probe in Schritt b) dadurch erfolgt, dass die entnommene Probe zu einer Schicht ausgebreitet wird und die Charakterisierung der Probe in Schritt c) an der zu einer Schicht ausgebreiteten Probe erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Charakterisierung der entnommenen Polymerprobe deren intrinsische Viskosität bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der intrinsischen Viskosität durch Auflösen einer bestimmten Menge der entnommenen Polymerprobe in einer bestimmten Menge eines Standard-Lösungsmittels zu einer Standard-Lösung erfolgt und deren Viskosität als Mass der intrinsischen Viskosität durch Vergleich mit einer als Referenzprobe dienenden Referenz-Lösung bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Charakterisierung der entnommenen Polymerprobe die Konzentration der mindestens einen Endgruppe bzw. funktionellen Gruppe in der Probe bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Konzentration der mindestens einen Endgruppe bzw. funktionellen Gruppe durch die folgenden Schritte erfolgt:
1. Durchstrahlen der entnommenen definierten Probe mit IR-Strahlung über einen Frequenzbereich, in dem die spezifischen Absorptionsbanden der mindestens einen Endgruppen-Art enthalten sind, und Ermitteln des IR- Absorptionsspektrums für die entnommene Polymer-Probe;
2. Vergleichen des ermittelten IR-Absorptionsspektrums der entnommenen definierten Probe mit dem IR-Absorptionsspektrum einer definierten Referenz- Probe, die mindestens eine Substanz aufweist, in der die mindestens eine Endgruppen-Art ebenfalls enthalten ist; und
3. Berechnen der Konzentration der mindestens einen Endgruppen-Art in der Probe auf der Grundlage des Ergebnisses aus dem Vergleich in Schritt c2).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probe zu einer Schicht bestimmter Dicke ausgebreitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Dicke 25 µm bis 500 µm, insbesondere 200 µm bis 400 µm ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in fester Form entnommen und durch Pressen zu der dünnen Schicht ausgebreitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Probe ein Pellet des Polymers oder Polymergemisches entnommen und mittels einer Presse gepresst wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Probe ein Pellet des Polymers oder Polymergemisches entnommen und mittels eines Walzwerkes gewalzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Presse gepresste Pellet anschliessend mittels eines Walzwerkes gewalzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in fester Form entnommen und durch mehrere aufeinanderfolgende Walzenpaare gewalzt wird, wobei die Spaltbreite der Walzenspalte von Walzenpaar zu Walzenpaar zunehmend kleiner wird und die Spaltbreite des letzten Walzenpaares der bestimmten Schichtdicke der Probe entspricht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in fester Form entnommen, pulverisiert und auf einem IR-transparenten Trägermaterial ausgebreitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die pulverisierte und auf dem Trägermaterial ausgebreitete Probe aufgeschmolzen wird, so dass ein dünner zusammenhängender Probenfilm entsteht.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in geschmolzener Form entnommen und durch Auftropfenlassen auf ein IR- transparentes Trägermaterial ausgebreitet und bis zum Erstarren abgekühlt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung des Polymers oder Polymergemisches in dem Prozess, der mindestens einen der Schritte Schmelzextrusion, Kristallisation, Trocknung und Festphasen-Nachkondensation aufweist, kontinuierlich erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prozess jeweils mindestens eine Probenentnahme bei mindestens einem der Schritte des Prozesses erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Polyethylenterephthalat (PET) ist und die mindestens eine Endgruppen- Art Carboxyl-Gruppen (-COOH) und Hydroxyl-Gruppen (-OH) sind.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Polybutylenterephthalat (PBT) ist und die mindestens eine Endgruppen- Art Carboxyl-Gruppen und Hydroxyl-Gruppen sind.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Polyamid (PA) ist und die mindestens eine Endgruppenart Amino- Gruppen (-NH2) und Carboxyl-Gruppen (-COOH) sind.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbreitung der Probe zu einer Schicht durch Umformung des PET, PBT oder des PA bei einer Temperatur zwischen 30°C und 170°C erfolgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe pro Molekül enthält.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine erste Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe pro Molekül enthält, und eine zweite Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH- Gruppe pro Molekül enthält.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzprobe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine OH-Gruppe sowie mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
26. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2-Gruppe pro Molekül enthält.
27. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
28. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Probe eine erste Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2-Gruppe pro Molekül enthält, und eine zweite Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
29. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzprobe eine Substanz aufweist, die nur aus einer Molekülart besteht und mindestens eine NH2-Gruppe sowie mindestens eine COOH-Gruppe pro Molekül enthält.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c1) zur Ermittlung des IR-Absorptionsspektrums das IR- Absorptionsspektrum einer ersten entnommenen Probe und das IR- Absorptionsspektrum einer zweiten entnommenen und anschliessend deuterierten Probe voneinander subtrahiert werden.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Konzentration der OH-Gruppen, der COOH-Gruppen und der NH2-Gruppen die den OH-Gruppen, den COOH-Gruppen bzw. den NH2-Gruppen zugeordneten IR- Absorptionsspitzen ausgewertet werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung durch Erfassung der Höhe der IR-Absorptionsspitzen und/oder der Fläche unter den IR-Absorptionsspitzen erfolgt.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prozess jeweils mindestens eine Probenentnahme an mindestens zweien der Schritte des Prozesses erfolgt.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Charakterisierung für die jeweils mindestens eine an den mindestens zwei Schritten des Prozesses erfolgte Probenentnahme erfolgt und die Ergebnisse der Charakterisierungen miteinander verglichen werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Probenentnahme bei dem Schritt der Schmelzextrusion durch Abzweigen eines kontinuierlichen Schmelzeflusses parallel zum Schritt der Schmelzextrusion und Hindurchleiten durch eine Messzelle erfolgt.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Probenentnahme bei dem Schritt der Kristallisation, Trocknung bzw. Festphasen-Nachkondensation durch kontinuierliches Abzweigen mindestens eines Pellets erfolgt.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Prozess zur Verarbeitung des Polymers bei einem Prozessschritt, an dem das Polymer oder das Polymergemisch als Schmelze vorliegt, die folgenden Schritte durchgeführt werden:
1. Durchstrahlen eines definierten Schmelzevolumens in dem Polymerschmelze aufweisenden Prozessraum mit IR-Strahlung über einen Frequenzbereich, in dem die spezifischen Absorptionsbanden der mindestens einen Endgruppen- Art enthalten sind, und Ermitteln des IR-Absorptionsspektrums für das definierte durchstrahlte Schmelzevolumen;
2. Vergleichen des ermittelten IR-Absorptionsspektrums des definierten durchstrahlten Schmelzevolumens mit dem IR-Absorptionsspektrum einer definierten Referenz-Probe, die mindestens eine Substanz aufweist, in der die mindestens eine Endgruppen-Art ebenfalls enthalten ist; und
3. Berechnen der Konzentration der mindestens einen Endgruppen-Art in dem definierten Schmelzevolumen auf der Grundlage des Ergebnisses aus dem Vergleich in Schritt S2).
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c1) bzw. in Schritt S1) zur Ermittlung des IR-Absorptionsspektrums das IR- Absorptionsspektrum für eine erste entnommene Probe bzw. ein erstes definiertes Schmelzevolumen und das IR-Absorptionsspektrum einer zweiten entnommenen und anschliessend deuterierten Probe voneinander subtrahiert werden.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Subtraktion bestimmten IR-Absorptionsspektren der Proben aus deuteriertem Polymer für verschiedene Polymersorten abgespeichert sind.
40. Verfahren zum Vorbereiten einer aus einem Prozess zur Berarbeitung/Verarbeitung eines Polymers oder Polymergemisches entnommenen Polymerprobe bzw. Polymergemisch-Probe, anhand derer das Polymer bzw. das Polymergemisch charakterisiert werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitung der entnommenen Probe dadurch erfolgt, dass die entnommene Probe zu einer Schicht ausgebreitet wird.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probe zu einer Schicht bestimmter Dicke ausgebreitet wird.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Dicke 25 µm bis 500 µm, insbesondere 200 µm bis 400 µm ist.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probe in fester Form vorliegt und durch Pressen zu der dünnen Schicht ausgebreitet wird.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probe als Pellet des Polymers oder Polymergemisches vorliegt und mittels einer Presse gepresst wird.
45. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probe als Pellet des Polymers oder Polymergemisches vorliegt und mittels eines Walzwerkes gewalzt wird.
46. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass das zuvor gepresste Pellet anschliessend mittels eines Walzwerkes gewalzt wird.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in fester Form entnommen und durch mehrere aufeinanderfolgende Walzenpaare gewalzt wird, wobei die Spaltbreite der Walzenspalte von Walzenpaar zu Walzenpaar zunehmend kleiner wird und die Spaltbreite des letzten Walzenpaares der bestimmten Schichtdicke der Probe entspricht.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in fester Form entnommen, pulverisiert und auf einem für eine spektroskopische Untersuchung transparenten Trägermaterial ausgebreitet wird.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die pulverisierte und auf dem Trägermaterial ausgebreitete Probe aufgeschmolzen wird, so dass ein dünner zusammenhängender Probenfilm entsteht.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in geschmolzener Form entnommen und durch Auftropfenlassen auf ein für eine spektroskopische Untersuchung transparentes Trägermaterial ausgebreitet und bis zum Erstarren abgekühlt wird.
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