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Additive Fertigung & 3D-Druck
Wir unterstützen Sie vom Partikel über die Tinte bis zum Druckprodukt mit verschiedenen Partikel-, Dispersions- und Adhäsionsanalysatoren.
Bestimmen Sie die Partikelgrößenverteilung und andere Eigenschaften, um z. B. das Verstopfen der Druckerdüsen zu vermeiden. Charakterisieren Sie die Partikeldispergierbarkeit basierend auf Hansen-Parametern, um die ideale Druckfarbe zu formulieren.
Leitfähige und nicht leitende Tinten werden Echtzeit- und beschleunigten Stabilitätstests unterzogen.
Mit dem LUMiFrac erhalten Sie eine schnelle Testmethode für Ermüdungstest in der additiven Metallfertigung. Lernen Sie additiv gefertigte Kunststoffbauteile richtig zu kleben, Haftfestigkeiten an an gedruckter Elektronik zu messen. Nicht zuletzt wird sogar der Mikrokontaktdruck von Silikapartikeln ermöglicht.
Additive und Haftvermittler
Additive
Additive sind Zuschlagstoffe für die verschiedensten Produkte, in den verschiedensten Industrien. Als Beispiele seien Bindemittel, Emulgatoren, Flammschutz-, Korrosionschutz-, Schmier-, Triebmittel, und Verdicker genannt. Ihre individuellen Partikel- und Tröpfcheneigenschaften können mit den passenden LUM Messgeräten charakterisiert werden. Nach dem Zusatz von Additiven zu Produkten, werden die Produkte dann in Originalkonzentration untersucht, um die gewünschten Wirkungen der Additive und die zugrundeliegenden Partikel- und anderen Wechselwirkungen zu verstehen und für die Produktverbesserung und Weiterentwicklung oder auch Neuformulierung zu nutzen. Das schnelle Screening von Additiven, die Optimierung von Additivkonzentrationen und die schnelle Reformulierung aufgrund von Umwelt- und anderen Standards sind ausgewählte Beispiele.
Es werden stets unverdünnte Produkte in einem sehr breiten Konzentrations-und Viskositätsbereich mit dem jeweils passenden LUM Messgerät untersucht. Von niedrigkonzentrierten, wässrigen Systemen bis hin zu Bitumen, Pigment- und Baustoffpasten. Die Untersuchungsbreite reicht von der Echtzeitcharakterisierung unter Anwendungsbedingungen bis zur beschleunigten Dispersionsanalyse auf Basis der Beschleunigungskonzepte Temperatur, Verkippung (Boycott-Effekt) und höhere Schwerkraft.
Haftvermittler
Eine große Herausforderung bei der Entwicklung neuer Haftvermittler liegt darin, dass auf unterschiedlichen Substraten eine hervorragende Haftung erzielt werden soll und dies möglichst mit nur einem Produkt. Selbst ein und derselbe Werkstoff kann bei ein und demselben Primer unterschiedliche Ergebnisse zeigen, denn es kommt darauf an, wie das das Substrat verarbeitet wurde und ob es sich zum Beispiel um ein syndiotaktischen oder ataktisches Polymer handelt. Um den geeigneten Haftvermittler für Kunststoffe zu finden, wird in der Regel der Primer auf den Kunststoff aufgetragen. Darauf wird ein Lack oder eine andere Beschichtung aufgebracht und der Aufbau gewöhnlich dem Gitterschnitt-Test unterzogen. Mit einem Klebeband wird dann die Haftung überprüft. Dieser sehr schneller Test, sagt aus, ob die Haftung ausreichend ist oder nicht. Eine detaillierte Unterscheidung der jeweiligen Haftungsstärke gibt es aber nicht. Hier kommt der Adhesion Analyser LUMiFrac als Multiprobenanalysegerät ins Spiel, einfach in der Messung und Bedienung und die Haftungskraft für 8 Proben gleichzeitig in Newton ausgebend.
Agrochemikalien, Pflanzenpflege, Pflanzenschutz
Verschiedene LUM-Instrumente charakterisieren die Partikel- und Dispersionseigenschaften von emulgierbarem Konzentrat (EC), Emulsion in Wasser (EW), Öldispersion (OD), Suspensionskonzentrat (SC), Suspo-Emulsion (SE), löslichen Flüssigkeiten (SL) und wasserdispergierbarem Granulat (WG).
Die Verkapselung von Wirkstoffen gewinnt im Pflanzenschutz zunehmend an Bedeutung, dafür sind auch geeignete Analysegeräte zur Charakterisierung der Formulierungen erforderlich.
Zur Vorhersage der Langzeitlagerstabilität hat sich die beschleunigte Sedimentation als Methode etabliert. Die Charakterisierung und Vorhersage der Langzeitstabilität von OD-Pestizidformulierungen durch Nahinfrarotzentrifugation wurde von der ASTM veröffentlicht.
Aktuelle Entwicklungen bieten Kunden die STEP-Technologie® und zwei komplementäre physikalische Ansätze. Dadurch ergibt sich die ideale Kombination für die Analyse von Agrochemikalien, Pflanzenpflege- und Pflanzenschutzmitteln.
Asphaltene und Rohöl
Asphaltene
Asphaltene sind molekulare Substanzen, die im Rohöl vorkommen. Es handelt sich um komplexe Gemische, die Hunderte oder sogar Tausende einzelner chemischer Spezies enthalten. Sie verursachen viele Probleme bei der Rohölförderung, beim Transport und bei der Destillation.
LUM-Kunden wenden die Standardtestmethode ASTM D7827 - 12 Standard Test Method for Measuring n-Heptane Induced Phase Separation of Asphaltene from Heavy Fuel Oils as Separability Number by an Optical Device (LUMiReader PSA) an. Mit weiteren LUM-Instrumenten können Sie die Stabilität von Asphalten und die Wirksamkeit von Asphalteninhibitoren untersuchen und haben direkten Zugriff auf Inhibitor- und Lösungsmitteleffekte auf den Ablagerungsmechanismus von Asphaltenen.
Rohöl
Rohöl wird selten allein gefördert, da es im Allgemeinen mit Wasser vermischt wird. Doch Wasser verursacht mehrere Probleme und erhöht in der Regel die Stückkosten der Ölförderung. Das entstehende Wasser muss vom Öl getrennt, aufbereitet und ordnungsgemäß entsorgt werden. Darüber hinaus muss verkaufbares Rohöl bestimmten Produktspezifikationen entsprechen, einschließlich der Menge an Grundsediment und Wasser (BS&W) sowie Salz. Um die Rohölspezifikationen zu erfüllen, muss das geförderte Wasser vom Öl getrennt werden. Produzierte Ölfeldemulsionen können in drei große Gruppen eingeteilt werden: Wasser/Öl-, Öl/Wasser-, Mehrfach- oder Komplexemulsionen. In der Ölindustrie sind W/O-Emulsionen häufiger anzutreffen. [zitiert aus https://petrowiki.org/PEH:Crude_Oil_Emulsions#Types_of_Emulsions]
Unter Demulgierung versteht man das Aufbrechen einer Rohölemulsion in Öl- und Wasserphasen. Aus prozesstechnischer Sicht sind für den Ölproduzenten drei Aspekte der Demulgierung von Interesse:
- Rate oder die Geschwindigkeit, mit der diese Trennung erfolgt.
- Wassermenge, die nach der Trennung im Rohöl verbleibt.
- Qualität des abgetrennten Wassers zur Entsorgung.
Zitiert aus https://petrowiki.org/Oil_demulsification
Unter Enhanced Oil Recovery (abgekürzt EOR), auch Tertiärgewinnung genannt, versteht man die Gewinnung von Rohöl aus einem Ölfeld, das auf andere Weise nicht gefördert werden kann. Ein EOR-Prozess ist Dampfflutung und Wasserinjektion. LUM-Analysegeräte werden genutzt z.B. für
- die Quantifizierung der abgetrennten kleinen Rohölphase über der Meerwasserphase
- die Bestimmung der Tropfengrößenverteilung
- die Bewertung der Tensidleistung
- das Sedimentations- und Flockungsverhalten nanopartikelmodifizierter Polymere für EOR
- die zentrifugale Gewinnung von mit Lösungsmittel verdünntem Bitumen aus Ölsanden.
Die gesamte Welt der Emulsionscharakterisierung, wie sie von LUM-Instrumenten bereitgestellt wird, wird auf Rohöl zur Emulsionsstabilität, Demulgierung, Tröpfchen- und Partikelcharakterisierung, Additivauswahl und -dosierung angewendet.
Batterien, Brennstoffzellen, Energiespeichermaterialien
Obwohl sich aktive Materialien für Batterien und Brennstoffzellen über das gesamte Periodensystem erstrecken, ist der Bedarf an Kohlenstoff (Ruß, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren usw.) unbestritten. Für dessen Dispergierbarkeit spielen die inhärenten chemischen & physikalischen Eigenschaften der Rohstoffe, die Wechselwirkung zwischen der Partikeloberfläche & der kontinuierlichen Phase und der Dispergierprozess selbst eine Rolle. Alle drei Faktoren müssen berücksichtigt werden.
Die LUM-Analysatoren ermöglichen dank STEP-Technologie und Multiprobenkonzept die effiziente Bestimmung der Partikelgrößenverteilungen und der Partikeloberflächeneigenschaften nach dem Hansen-Parameter-Konzept.
Hergestellte Batteriepasten werden unverdünnt bezüglich ihrer Separationsstabilität charakterisiert.
Der Adhäsionsanalysator LUMiFrac dient zur Bestimmung der Haftfestigkeit von Beschichtungen auf Kupferfolien für Anoden und von Aluminiumfolienbeschichtungen für Kathoden in Lithium-Ionen-Batterien.
Ohne Einspannung und mit bis zu 8 Proben parallel kann eine Zeitersparnis von bis zu 80 % erreicht werden.
Baustoffe
Unabhängig davon, ob ein Haus, ein künstlicher Knochen oder Knochenimplantate „gebaut“ werden, müssen die Partikeleigenschaften der Baumaterialien, ihre Dispergierbarkeit und ihr Quellverhalten, das Entmischungsverhalten der resultierenden Dispersionen und nicht zuletzt die endgültigen mechanischen Eigenschaften analysiert werden. Bestimmen Sie z.B. die Dispergierbarkeit von CNT-Nanofüllstoffen in wässriger Suspension und ihren Einfluss auf die frühen Alterungseigenschaften von zementären Matrizen, den Einfluss von Stabilisatoren auf die Zementtrennung, aber auch nach der Bestrahlung lagerstabile direkt injizierbare, pastöse Knochenzementvorläufersysteme. Führen Sie eine zerstörungsfreie mechanische Prüfung von Allograft-Knochenimplantaten durch analytische Zentrifugation durch.
Adhäsionsprüfungen mit Substraten aus Beton, Glas, Holz, Kunststoffen, Metall werden mit dem LUM Adhesion Analyser durchgeführt.
Beschichtungen & Oberflächen
Beschichtete Partikel und Partikeloberflächen
Die inhärenten chemischen und physikalischen Eigenschaften der Rohstoffe, die Wechselwirkung zwischen der Partikeloberfläche und der kontinuierlichen Phase sowie der Dispergierprozess selbst spielen eine Rolle bei der Dispergierbarkeit der Partikel. Alle drei Faktoren müssen berücksichtigt werden.
Dank der STEP-Technologie und dem Multiprobenkonzept ermöglichen die LUM-Analysatoren die effiziente Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen und Partikeloberflächeneigenschaften nach dem Hansen-Parameterkonzept.
Bei der Suche nach einzelnen Partikeln und der Partikelkonzentration kann zusätzlich die SPLS-Technologie eingesetzt werden.
Nach dem Verständnis der Dispergierbarkeit von Partikeln spielt die Separationsstabilität der formulierten Suspensionen und Emulsionen eine wichtige Rolle. Auch hier kommen Geräte zum Einsatz, die auf der STEP-Technologie basieren.
Feste Bauteile und deren Oberflächen
Ausgehärtete Beschichtungen auf verschiedenen Substraten sowie die Oberflächenbehandlung unterschiedlicher Materialoberflächen werden gemäß ISO-, DIN EN-, JIS- und ASTM-Normen und -Standards mit dem LUM-Adhäsionsanalysator charakterisiert.
Die Charakterisierung von Beschichtungen auf Windkraftanlagen sowie die Untersuchung der Eisanhaftung widerspiegeln zB einige Anwendungsbereiche im Energiesektor.
Es werden Zeit und Geld gespart, da kein Probeneinspannen erforderlich ist und bis zu 8 Proben parallel gemessen werden können.
Biomoleküle, Biosubstanzen, Biotechnologie
Das Anwendungsspektrum von LUM-Messgeräten zur Charakterisierung von Biomolekülen und Biosubstanzen sowie für den Einsatz in biotechnologischen Prozessen wächst mit dem Bereich der Biotechnologie selbst.
LUM-Analysatoren bestimmen Partikeleigenschaften wie Dichte und Größenverteilung, Partikelanzahl und -konzentration, magnetophoretische Geschwindigkeit von reinen Partikeln sowie von eingekapselten Partikeln.
Bioverfügbarkeit und Biokompatibilität sind in diesem Zusammenhang Schlüsselwörter.
Separation und Aggregation werden in Echtzeit analysiert und es werden verschiedene Beschleunigungskonzepte angewendet, die auf Temperatur, Neigung und höherer Schwerkraft basieren. Zellverformung, Entwässerbarkeit und mehr können in LUM-Analysezentrifugen analysiert werden.
Biomimetische Polymere und Biopolymere, Blut und Blutbestandteile, Zellen, DNA-markiertes Siliziumdioxid, Emulsionen auf Algenbasis, fermentierte Produkte, Hydrokolloide aus Braunkohle, Lipid-Nanoträger, magnetische Partikel und Mikroalgen sind nur einige Vertreter der Substanzen, die LUM-Kunden auf der ganzen Welt untersuchen.
Analytische Zentrifugen von LUM unterstützen die Prozesse und Systeme bei der Herstellung von Fermentationsprodukten. Sie werden verwendet, um Downscaling, aber auch Upscalingprozesse vom Labor bis hin zu Prozesszentrifugen wie Tellerzentrifugen zu verstehen und zu steuern.
Bergbau, Bodenkunde und Vulkanologie
Mehrere LUM-Instrumente unterstützen Sie bei der Lösung Ihrer Herausforderungen basierend auf Partikelcharakterisierung, Separationsstabilität, Charakterisierung der kolloidalen Stabilität und der Flockung.
Hierzu zählen z.B. die
- Bestimmung der Partikelgrößenverteilung von Kalksteinen und Filtersand und anderen Materialien, die potenzielle Adsorbentien für die Entwässerungsbehandlung von Minen- und industriellen Abwässerm und für die Abwasserreinigung sind,
- Charakterisierung des kolloidalen Verhaltens von Kaolinitpartikeln, ihres Flockungsverhaltens, ihrer maximalen Packungs- und Absetzraten mit einem einzigen Gerät,
- Quantifizierung der Abwasserentwässerbarkeit zum Verständnis der Schlammentwässerung und -verschmutzung.
Aber auch die Bestimmung
- der Reibungseigenschaften experimenteller Basaltverwerfungen und ihre Auswirkungen auf vulkantektonische Umgebungen und Geoenergiestandorte,
- experimentelle Untersuchung der Aggregation-Disaggregation kollidierender Vulkanaschepartikel in turbulenter, feuchtigkeitsarmer Suspension,
- experimentelle Simulationen der Resuspension von Vulkanasche durch Wind unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit.
Und nicht zuletzt eine Methode zur Auswahl von Tensiden bei der Simulation von Bohrvorgängen in der Öl- und Gasförderung. Fragen Sie uns einfach.
Carbon Nanotubes, Carbon Onions & Graphene
Kohlenstoffnanoröhren, auf Englisch Carbon Nanotubes oder CNT, sind auf Kohlenstoff basierende Röhrchen, deren Größenverteilung sich im nm-Bereich bewegt.
Wichtig sind sie als Zuschlagstoff für Lithiumakkus, in Nanofluiden für solare Energiesysteme.
Als Zusatz in faserverstärkten Kunststoffen, zum Beispiel für Rotorblätter von Windkraftanlagen, spielen sie eine entscheidende Rolle für die außergewöhnliche Stabilität und Belastbarkeit, bei einem relativ geringen Gewicht.
Auch für Festschmierstoffe und selbstschmierende Oberflächen sind sie von hoher Bedeutung.
CNT-haltige Nanocomposite finden Einsatz in hydrophoben und eletrisch leitfähigen Textilbeschichtungen ebenso wie in Membranen zur Filtration von Prozessabwässern vor.
Um die Energiedichte innerhalb von Lithiumakkus, z.B. für Elektroautos zu optimieren, wurden Kohlenstoff-Zwiebeln mit einer mehrschichtigen Mikrostruktur entwickelt.
Auch Graphen ist aus der Welt der Elektronik, Photonik im Bereich Verbundmaterialien kaum noch wegzudenken. Die zeitabhängige Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit von Graphen-Nanoplättchen in wässrigen Tensidlösungen ermöglicht neue Prozesse der direkten chemischen Exfoliation in der Flüssigphase.
LUM-Technologien ermöglichen Ihnen die Bestimmung der Partikelgrößenverteilungen, der Dispergierbarkeit in unterschiedlichen Medien, auch unter Nutzung der Hansen-Parameter, die Quantifizierung der kolloidalen und Separationsstabilität.
Im Bereich der Materialprüfung, insbesondere für die Ermittlung von Haftfestigkeiten auch von CNT-haltigen Beschichtungen und CNT-Kompositen unterstützt Sie der LUMiFrac zuverlässig in einem sehr flexiblen Messbereich.
Charakterisierung magnetischer Partikel und Flüssigkeiten / Magnetseparation
Magnetische Mikro- und Nanopartikel finden zunehmend breite Anwendung in der Informationstechnologie, in magnetischen Flüssigkeiten, in selektiver Wertstofftrennung und in der Nanomedizin. Ihre Suszeptibilität (Reaktionsfähigkeit) und Magnetisierung müssen während des Partikeldesigns, der Optimierung der Anwendung und der Qualitätskontrolle des Produktionsprozesses analysiert werden. Die Bestimmung der magnetophoretischen Geschwindigkeit mittels optischer STEP-Technologie® als Werkzeug zur Charakterisierung zusammengesetzter Objekte und zur Bestimmung der magnetischen Reaktionsfähigkeit kann auf sehr unterschiedliche magnetische Objekte angewendet werden. Außer den bestimmbaren magnetophoretischen Geschwindigkeitsverteilungen unter Schwerkraft können mithilfe analytischer Zentrifugation die Magnetisierung und magnetische Kräfte zwischen magnetischen Partikeln unter Verwendung orthogonal zum Zentrifugalfeld gerichteter Magnetfelder quantifiziert werden.
Das Recycling von Abfallstoffen ist für den Übergang der Gesellschaft zu einer Kreislaufwirtschaft von wesentlicher Bedeutung, und Benutzer von LUM-Instrumenten entwickeln derzeit eine neuartige Recyclingtechnologie auf Basis der magnetischen Dichtetrennung. Nichtmagnetische feste Materialien, die in einem Ferrofluid dispergiert sind, schweben in einem externen Magnetfeld und erreichen bestimmte Schwebehöhen, die hauptsächlich von der schwimmenden Massendichte der Materialien und der genauen Höhenabhängigkeit der Magnetfeldstärke abhängen. Ferrofluide bestehen jedoch aus kolloidalen Dispersionen magnetischer Nanopartikel in einem Lösungsmittel, und in einem externen Magnetfeld besteht die Gefahr einer schnellen Zersetzung des Ferrofluids. In der Forschung von LUM-Kunden charakterisieren sie die feldabhängige kolloidale Stabilität von Ferrofluiden mithilfe der Röntgen-STEP-Technologie.
Klebstoffe
Kleben ist eine stark wachsende Verbindungstechnologie, die im Vergleich zu anderen Verbindungstechnologien viele Möglichkeiten und Vorteile bietet. Die Kraftübertragung erfolgt über die gesamte Fügefläche, es können unterschiedliche Materialien gefügt werden, eine Kombination mit konventionellen Techniken (z. B. Widerstandspunktschweißen) ist möglich. Leichtbau ist möglich. Ob technisch erfunden, bioinspiriert oder biomimetisch, Klebstoffe bedienen dieses breite Anwendungsspektrum.
Mit LUM-Instrumenten werden Polymere und andere Rohstoffe für Klebstoffe hinsichtlich ihrer Partikeleigenschaften, wie beispielsweise der Partikelgrößenverteilung, und ihrer Dispergierbarkeit charakterisiert. Formulierungen werden in originalkonzentration hinsichtlich ihrer physikalischen Separationsstabilität, dem Einfluss von Additiven, dem Sedimentationsverhalten qualitativ und quantitativ untersucht. Es kommen Echtzeit- und beschleunigte Testkonzepte zur Anwendung.
Die Haftungs- und Oberflächeneigenschaften von Polymermischungen, die Haftfestigkeit von mit Muschelklebstoffproteinen dispergierten TiO2-Nanopartikel-beschichteten Filmen auf Substraten, sowie ganz allgemein, die Haftfestigkeiten von Klebstoffen in Kombination mit einer Vielzahl von Substraten wie Glas, Metallen, Nichtmetallen, Polymeren und Holz werden mit dem LUMiFrac gemessen.
Keramik
Hochwertige Keramikmaterialien kommen in der additiven Fertigung vor, etwa beim DLP-Druck, in Separatoren für Lithium-Sekundärbatterien, in Ultrafiltrationsmembranen und keramischen Wasserreinigungsfiltern, in Keramiktinten, in Dentalklebstoffen und in verschleißfesten Beschichtungen. Keramikpulver und Nanopartikelsuspensionen haben weitere Anwendungen. Alle können mit verschiedenen LUM-Instrumenten hinsichtlich ihrer Partikelgrößenverteilung, Partikeldichte und Partikeldispergierbarkeit charakterisiert werden. Die Separationsstabilität der Keramiksuspensionen wird entweder in Echtzeit charakterisiert (LUMiReader PSA, LUMiReader X-Ray) oder durch analytische Zentrifugation in LUMiFuge und LUMiSizer beschleunigt.
Mit der Miniaturisierung kommerzieller elektronischer Produkte und Geräte ist die Größe elektronischer Komponenten kleiner denn je geworden. BaTiO3 wird häufig in elektronischen Bauteilen verwendet, beispielsweise in Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCCs). Dabei kommen bioinspirierte KLebstoffe zum Einsatz. Die Haftfestigkeit der verwendeten Polycopolymere mittels Stirnabzugsversuchen ist eine typische Anwendung für das Zentrifugal-Hafttest-Analysegerät LUMiFrac.
Kosmetik, Haushalts- und Pflegeprodukte
Von der Dispergierbarkeit über die Stabilität bis hin zu den Geheimnissen der Sedimente
So vielfältig die Kosmetik- und HPC-Formulierungen und -Produkte auch sind, so vielfältig sind auch die LUM-Instrumente, die es Ihnen ermöglichen, Ihre Top-Seller zu pflegen, bestehende zu verbessern und neue Produkte zu formulieren.
Bei Rohstoffen spielt die Charakterisierung von Partikeleigenschaften wie Größenverteilung und Partikeldichte eine wichtige Rolle. Das Verständnis der Löslichkeits-/Dispergierbarkeitsparameter von Partikeln nach Hansen wird für eine bessere Formulierung immer wichtiger.
Die mit zwei komplementären physikalischen Ansätzen realisierte STEP-Technologie® ergibt die ideale Kombination für die Analyse in der Produktformulierung und Prüfung von Kosmetika, Haushalts- und Körperpflegeprodukten auf Basis von Emulsionen und Suspensionen.
Aufgrund der Marktanforderungen werden Kosmetika und HPC-Produkte in der Regel so formuliert, dass sie stabil und sehr stabil gegen Entmischung sind. Daher kommen hier die Methoden zur beschleunigten Bewertung der Langzeitstabilität zur Anwendung. Beschleunigte Stabilitätstests mit LUM-Messgeräten wenden entweder eine physikalische Beschleunigung durch höhere Schwerkraft an und/oder ermöglichen Tests bei erhöhter konstanter und zyklischer Temperatur an.
LUM-Analysatoren arbeiten gemäß den relevanten ISO-Normen und Richtlinien zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung und zur Prüfung der Dispersionsstabilität.
Haftfestigkeit für Beschichtungen und Verbundwerkstoffe
Bestimmen Sie die Haftung von Nagellack auf Untergründen (z. B. Fingernägeln, Zehennägeln), Pflastern und medizinischem Klebeband auf künstlicher Haut oder die Verbundfestigkeit wertvoller kosmetischer Verpackungsmaterialien mit derselben LUM-Zentrifugal-Zugprüfmaschine. Es gelten entsprechende Standards und Normen.
Kühl- und Schmiermittel, Trennmittel
Neben industriellen Anwendungen werden Schmier-, Kühl- und Trennmittel für viele weitere Zwecke eingesetzt. Dazu gehören das Kochen (Öle und Fette in Bratpfannen, beim Backen, um das Anhaften von Lebensmitteln zu verhindern), biologische Anwendungen am Menschen (z. B. Schmiermittel für künstliche Gelenke), Ultraschalluntersuchungen und medizinische Untersuchungen.
Schmierstoffe enthalten oft 90 % Mineralöle als Grundöle und weniger als 10 % Additive. Manchmal bestehen Grundöle aus Pflanzenölen oder synthetischen Flüssigkeiten wie hydrierten Polyolefinen, Estern, Silikonen und Fluorkohlenwasserstoffen.
Zu den nicht flüssigen Schmiermitteln gehören Pulver (trockener Graphit, PTFE, Molybdändisulfid, Wolframdisulfid usw.).
Trockenschmierstoffe wie Graphit, Molybdändisulfid und Wolframdisulfid bieten auch eine Schmierung bei höheren Temperaturen als flüssige und ölbasierte Schmierstoffe.
Verschiedene LUM-Instrumente zur Partikel- und Dispersionscharakterisierung decken die Anforderungen auf dem Markt für Schmierstoffe, Kühlmittel und Trennmittel ab. Zu den Anwendungen gehören Partikelzählung und Partikel- und Tröpfchengrößenverteilung, schnelle Trennung und Instabilitätsprüfung sowie Vorhersage des Langzeitverhaltens in kurzer Zeit.
Beispiele für Walzöle belegen den beschleunigten Testansatz von LUM. Das Warten von einem Monat bei 60 °C ohne Beschleunigung wird auf eine 6-Stunden-Messung reduziert, mehrere Stunden Warten bei erhöhten Temperaturen werden auf 17 Minuten bei der gleichen Temperatur verkürzt, wenn eine höhere Schwerkraft angewendet wird.
Ein großes Spektrum an Messparametern, Temperatur, Beschleunigung, Wellenlänge in Kombination mit einer großen Auswahl an Zubehör bedient die unterschiedlichsten Bedürfnisse aller Schmierstoff-, Kühlmittel- und Trennmittelkunden.
Farben und Lacke, Tinten
Farben und Lacke, Tinten können anspruchsvolle Formulierungen sein, da von ihnen oft eine besonders lange Lagerstabilität gefordert wird. Hohe Partikelkonzentrationen können für optische Technologien eine Herausforderung darstellen – nicht jedoch für LUM-Instrumente. Stabilitätstests in Echtzeit und unter beschleunigten Bedingungen werden immer für das Produkt in seiner ursprünglichen Konzentration durchgeführt. Messparameter und eine große Auswahl an Zubehör in Kombination mit der komplementären optischen und Röntgen- STEP-Technologie ermöglichen dem Anwender die nötige hohe Flexibilität, um Proben niedrigerer (z. B. wasserbasierter Tinten) und höherer Viskosität (z. B. Pigmentpasten) unverdünnt zu messen. Aus optischer Sicht werden transparente bis völlig trübe Proben vermessen.
Einzelheiten zur Partikelgrößenverteilung und zur weiteren Charakterisierung der Pigmentpartikel finden Sie unter Pigmente. Informationen zu beschichteten Pigmentpartikeln und Beschichtungen auf Oberflächen, wie z. B. ausgehärteten Farben auf Oberflächen, finden Sie unter Beschichtungen und Oberflächen. Die zusätzliche CAT-Technologie wird zur Bestimmung der Schichthaftung eingesetzt und spart Zeit und Geld.
Filtration und Membrantestung
Dispersionen werden in vielen Industriezweigen filtriert. Die hierzu notwendigen Anlagen werden meist auf Basis aufwendiger und zeitintensiver Versuche im Labor- und/oder Technikumsmaßstab unter Berücksichtigung von Sicherheitsfaktoren ausgelegt. Für die Versuche werden häufig klassische Filternutschen in Form einer Druck- oder Vakuumfiltration eingesetzt. Im Zuge der Entwicklung von Bio- und Nanotechnologie ergeben sich neue Herausforderungen, da in diesen Bereichen oft nur kleine und meist auch sehr teure Probenmengen zur Verfügung stehen.
Eine alternative Methode zur effektiven und schnellen Quantifizierung ist die analytische Photozentrifugalfiltration (AZF/PZF). Sie ermöglicht die Bestimmung des Filtrationsverhaltens von Dispersionen und Filtermittel. Durch die automatische Detektion der Meniskusposition des Filtrates wird das Filtrationsverhalten über der Zeit bestimmt.
Die optische Einzelpartikelzählung basierend auf der SPLS-Technologie im LUMiSpoc ergänzt obige AZF/PZF, um die Partikelkonzentration und die Partikelgrößenverteilung im Filtrat zu erfassen.
Lebensmittel und Getränke
Im großen Lebensmittel- und Getränkesektor werden LUM-Messgeräte in der wissenschaftlichen Forschung und in der Industrie zur Bestimmung von Partikel- und Tröpfcheneigenschaften eingesetzt, wie Größenverteilung, Dichte von Tröpfchen und festen Partikeln, die in einer flüssigen kontinuierlichen Phase dispergiert sind, von Partikeloberflächeneigenschaften (basierend auf Hansen-Parametern), vom Quellverhalten. Es werden freie und verkapselte Partikel charakterisiert, von Farbstoffen, Aromen, Hydrokolloiden, Ölen, Proteinen, Stabilisatoren bis hin zu Verdickungsmitteln.
Bei der Entwicklung eines neuen Produkts, der Verbesserung eines bestehenden Produkts und der Sicherstellung der Produktqualität sind nicht nur Rohstoffe von Interesse, sondern auch die Dispergierbarkeit und Separationsstabilität müssen verstanden werden. Destabilisierungsphänomene in flüssigen und halbfesten Lebensmitteln sollen qualitativ und quantitativ beschrieben werden. Verschiedene LUM-Partikel- und Dispersionsanalysatoren auf Basis der STEP-Technologie (optisch und Röntgen-, je nach Inhaltsstoffen) ermöglichen Ihnen Echtzeit- und beschleunigte Tests unter Anwendung von Beschleunigungskonzepten basierend auf Temperatur, Verkippung und höherer Schwerkraft. Stabilitäts- und Separationsmessungen werden immer in Originalkonzentration durchgeführt. Die Lagerstabilitätsbestimmung für flüssige und halbfeste Lebensmittel wird in der Literatur der LUM Community beschrieben.
Transparente und trübe, niedrig- und hochviskose Proben werden mit entsprechendem Zubehör im passenden Gerät gemessen. Feste Lebensmittel wie Schokolade, Instant-Mehlschwitze, Instantkaffee werden ebenso erfasst wie alle Arten von Getränken, tierische Milchprodukte und deren pflanzliche Alternativen, Eiskrem, Lebensmittelgele, Ketchup, Mayonnaise, Pesto, Saucen, Stärke usw.
Die kürzlich eingeführte MRS-Technologie ermöglicht Ihnen die Inline-Bestimmung von Produkt- und Prozessparametern. Bestimmen Sie beispielsweise Fett, Protein und Trockenmasse in Milchprodukten inline und steuern Sie damit Prozesse in der Milchverarbeitungsanlage.
Analytische Zentrifugen von LUM unterstützen die Prozesse und Systeme bei der Herstellung von Fermentationsprodukten. Sie werden verwendet, um Downscaling, aber auch Upscalingprozesse vom Labor bis hin zu Prozesszentrifugen wie Tellerzentrifugen zu verstehen und zu steuern.
Metallbearbeitung
Bestimmen Sie die Partikelanzahl und -konzentration sowie die Partikelgrößenverteilung von Pigmenten mithilfe der SPLS-Technologie. Nutzen Sie die Vorteile der optischen und komplementären Röntgen-STEP-Technologie zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung bei höheren Konzentrationen, der Partikeldichte und der Partikeloberflächeneigenschaften auf der Grundlage der Hansen-Löslichkeits-/Dispergierbarkeitsparameter. Verstehen Sie die Partikeldispergierbarkeit sowie die Separationsstabilität von Suspensionen und Emulsionen mit Metallen und Nichtmetallen. Echtzeit- und beschleunigte Stabilitätstests sowie die Vorhersage der Haltbarkeitsdauer sind möglich. Dabei kommen mehrere ISO-Richtlinien und Normen/Standards zur Anwendung.
Beispiele hierfür sind Größenverteilungen von Nanopartikeln und Mikropartikeln, die Auswahl von Emulgatoren für Metallbearbeitungsflüssigkeiten, Stabilitätstests von Trennmitteln und die Emulsionsstabilität von Walzölen.
Die Technologie der Zentrifugalhaftungsprüfung wird zur Zug- und Scherprüfung von Beschichtungen auf verschiedenen Substraten und für Verbundwerkstoffe eingesetzt. Zu den Vorteilen im Vergleich zu einer Zugprüfmaschine gehören eine viel kürzere Messzeit für 8 Proben parallel, ohne Probeneinspannung, und ein großer Kraftbereich, der in einem einzigen Adhäsionsanalysator angewendet werden kann.
Informationen zu beschichteten Partikeln und Beschichtungen auf Metallsubstraten finden Sie auch unter Beschichtungen und Oberflächen.
Nanomaterialien
Moderne Technologien ermöglichen und bedingen den Einsatz von Nanomaterialien in vielen Bereichen wie Medizin, Pharma, Biotech, Kosmetik aber auch Konstruktion, Mikroelektronik, uvm.
Für die Herstellung, Modifizierung und Anwendung von Nanopartikeln unterschiedlichster Gestalt, wie z.B. sphärische Partikel, Nanoröhrchen, Nanofasern, sind Kenntnisse über ihre Anzahl und Konzentration, ihre Partikelgrößenverteilung und Dichte nötig. Werden Nanopartikel dispergiert, gilt es die Dispergierbarkeit (z.B. anhand der Hansen-Parameter), die effektive hydrodynamische Patikeldichte, ihre Elastiziztät, und andere Wechselwirkungen zu verstehen und im Anwendungssinn zu beeinfussen. Auf längere Sicht spielen dann die Separationsstabilität, die kolloidale Stabilität und Partikelwechselwirkungen eine Rolle, um z.B. Aggregation und Flockung zu unterbinden. Nanopartikel können auch magnetische Eigenschaften haben, so daß weitere Einflüsse wie von äußeren Magnetfeldern zu untersuchen sind. Für alle vorgenannten Applikationen bietet LUM eine Vielzahl von Prtikel- und Dipsersionsanalysatoren.
Beschichtungen können (modifizierte) Nanopartikel enthalten, Plasmabeschichtungen können nanostrukturiert sein. Haftvermittler können Nanopartikel enthalten. Die Quantifizierung von Haftfestigkeiten unterschiedlichster Beschichtungen auf einer Vielfalt an Substraten ist ein Anwendungsgebiet des Multiproben-Adäsionsanalysators von LUM.
Pharmazeutische Produkte
LUM-Geräte ermöglichen Echtzeit- und beschleunigte Stabilitätstests von pharmazeutischen Dispersionen nach WHO-, EMEA-, ISO- und anderen Richtlinien.
Zählen Sie einzelne Nano- & Mikropartikel, bestimmen Sie deren Größenverteilungen, auch bei höheren Konzentrationen, bestimmen Sie hydrodynamische Partikeldichten.
Charakterisieren Sie die Adhäsionseigenschaften von (bio-)medizinischen Vliesstoffen, medizinischen Tapes, Beschichtungen auf Biometallen, dentalen & biomimetischen Klebstoffen.
Von Adjuvantien über Augentropfen, Hustensaft, Impfstoffen, Kapseln, Knochen, Nasensprays, topische Formulierungen bis hin zu Verhütungsmitteln – wir haben das passende LUM-Gerät für Ihre F&E, Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle.
Pigmente
Pigmente kommen in fast allen Industriezweigen vor und sind daher direkt und indirekt Gegenstand zahlreicher Forschungsgebiete. Farben, Kosmetika, Keramik, Papier, Lebensmittel, Batterien und Energiespeichermaterialien, um nur einige zu nennen.
Bestimmen Sie die Partikelanzahl und -konzentration sowie die Partikelgrößenverteilung von Pigmenten mithilfe der SPLS-Technologie. Nutzen Sie die Vorteile der optischen und komplementären Röntgen-STEP-Technologie zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung bei höheren Konzentrationen, der Partikeldichte und der Partikeloberflächeneigenschaften auf der Grundlage der Hansen-Löslichkeits-/Dispergierbarkeitsparameter. Verstehen Sie die Partikeldispergierbarkeit sowie die Separationsstabilität von Suspensionen und Emulsionen mit Pigmenten. Echtzeit- und beschleunigte Stabilitätstests sowie die Vorhersage des Shelf-Life sind möglich. Dabei kommen mehrere ISO-Richtlinien und Normen/Standards zur Anwendung.
Informationen zu beschichteten Pigmentpartikeln und Beschichtungen finden Sie unter Beschichtungen und Oberflächen.
Schlämme und Abwässer
Bestimmen Sie die Partikelgrößenverteilung von Kalksteinen und Filtersand, die potenzielle Adsorptionsmittel in der Abwassereinigung von sauren Minenabwässer sind.
Messen Sie die Tröpfchengrößenverteilung in simuliertem ölhaltigem Abwasser im Kontext von Filtrationsexperimenten durch korrosionsbeständige Ultrafiltrationsmembranen zur Abwasseraufbereitung.
Untersuchen Sie die Effizienz des Koagoflockungsprozesses im Zusammenhang mit der Klärung von Abwässern aus Olivenmühlen und Weinkellereien mithilfe von Ton-Polymer-Nanokompositen.
Nanokohlenstoffbasierte Celluloseacetat-Mischmatrixmembranen können sowohl in Gas- als auch in Flüssigkeitstrennprozessen eingesetzt werden. Charakterisieren Sie die Dispersionsstabilität von Celluloseacetat/mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren.
Verstehen Sie das kolloidale Verhalten von Kaolinitpartikeln, ihr Flockungsverhalten, ihre maximale Packungs- und Absetzgeschwindigkeit mit einem einzigen Instrument.
Bestimmen Sie den Abwasserinstabilitätsindex.
Quantifizieren Sie die Entwässerbarkeit des Abwassers, um die Schlammentwässerung besser zu verstehen.
Optimieren Sie das Filterdesign und den Filterbetrieb für Klärschlamm.
Zellulose, Papier, Zellstoff, Holz
Cellulose-Nanokristalle, Nanofibrillen, Nanopartikel und Mikropartikel finden in vielen Branchen zahlreiche Anwendungen. Von Hochleistungsmaterialien über die Papierherstellung, in der Pharmazie bis hin zur Schlammentwässerung, um nur einige zu nennen.
Charakterisieren Sie Kohlenstoffnanoröhren, Zellulose, Füllstoffe, Tinten und Polyelektrolyte im Papierherstellungsprozess.
Bestimmen Sie die Partikelgrößenverteilung, verstehen Sie die kolloidale Stabilität, das Flockungs- und Separationsverhalten. Wenden Sie die analytische Zentrifugation zur Untersuchung der Zellstoffentwässerung und der Faserwechselwirkungen an. Verstehen Sie den Einfluss der Porenstruktur von Rohpapier auf das Beschichtungsergebnis von LWC-Papieren.
Holzschutzmittel, Flammschutzmittel, Paraffin- und Wachsemulsionen, z. B. für mitteldichte Faserplatten (MDF), werden mittels optischer und Röntgen-STEP-Technologie zur Partikel- und Dispersionscharakterisierung untersucht.
Die Abreißfestigkeit von Beschichtungen auf Holz, die Prüfung von Verklebungen von hochgefüllten holzfaserverstärkten Kunststoffen für Außenanwendungen gehören zu den LUMiFrac-Anwendungen.
Individuelle Beratung ist uns wichtig
Gerne beraten wir Sie zu unseren Geräten, Verfahren und Technologien.
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Der LUM-Wissenschaftspreis Young Scientist Award 2024 geht an Amin Said Amin, Universität Duisburg-Essen
