Thermal Analysis Excellence - mt.com · Thermal Analysis Excellence STARe System Innovative...

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Thermal Analysis Excellence STAR e System Innovative Technologie Unbegrenzte Modularität Schweizer Qualität Die Zukunft der Thermischen Analyse

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STARe System

Innovative Technologie

Unbegrenzte Modularität

Schweizer Qualität

Die Zukunftder Thermischen Analyse

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Ther

mis

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Anal

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e Durchdachte Innovationen für modernste Materialuntersuchungen

METTLER TOLEDO ist ein global führendes Unternehmen, das Präzisionsgeräte für das Labor, die Industrie und den Einzelhandel entwickelt, herstellt und in über 100 Ländern verkauft. Mit mehr als 10‘000 Beschäftigten weltweit, garantiert Ihnen, als Kunden, das Verkaufs- und Serviceteam einzigartige Produkte und Unterstützung auf höchstem Niveau.

1993 DSC Automatisierung

80er Jahre Mikroprozessor gesteuertes TA-System

70er Jahre Multipler TGA-DSC Sensor

60er Jahre Modulares TA1 Konzept

40er Jahre Substitutionswaage

Die Thermische Analyse (TA) spielt seit Anfang der 60er Jahre eine wichtige Rolle innerhalb von METTLER TOLEDO.Von Anfang an überzeugten die Produkte mit vielen Innovationen, immer kombiniert mit dem Wissen eines weltweiten Teams von in der Schweiz geschulten Verkaufs- und Serviceingenieuren.

Die Thermische Analyse umfasst eine Gruppe von analytischen Methoden, bei der eine physikalische Eigenschaft einer Probe in Abhängigkeit von Tem-peratur und Zeit gemessen wird.

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Dr. Erhard Mettler Dr. Hans-Georg Wiedemann

2005 TOPEM® TMDSCSoftware-Option

2004 MultiSTAR® DSC-Sensoren

2002 DMA mit hohen Frequenzen

GeschichteDr. Erhard Mettler, der Gründer von METTLER TOLEDO, legte die Grundsteine sowohl für das erfolgreiche Waa-gengeschäft als auch für die Thermische Analyse. Am Anfang war es die Subsitutionswaage mit der konstanten Empfindlichkeit, später kam die erste elektronische Waa-ge mit der elektromagnetischen Kraftkompensation dazu.

Dr. Hans-Georg Wiedemann, ein Wissenschafter aus Ost-deutschland, überzeugte den Unternehmer Dr. Mettler von seiner Idee, die aussergewöhnliche Waagentechnologie mit einem Ofen zu kombinieren, um so Gewichtsänderun-gen in Funktion der Temperatur messen zu können. Dies führte zum ersten TGA/DTA-System, dem TA1, das 1964 auf den Markt kam.

Technologie und Innovation als treibende KraftGleich das erste kommerzielle Thermoanalyse-System, das TA1, wurde zum durchschlagenden Erfolg. Dank ei-nes modularen Aufbaus konnte das System in unzähligen Gebieten eingesetzt werden. Ausdauer und Engagement von METTLER TOLEDO über viele Jahre hinweg hat die Thermische Analyse geformt und zu einzigartigen Produk-ten und Dienstleistungen geführt.

STARe-Software zur Thermischen AnalyseDie STARe-Software ist das Ergebnis kontinuierlicher Entwicklung zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit, um die Anforderungen der Kunden weltweit zu erfüllen. Alle Thermoanalysegeräte werden durch eine einzige, leistungsstarke und bedienerfreundliche Software-Plattform gesteuert. Jede Instrumentenkonfiguration hat ein Höchstmass an Leistungsfähigkeit, so dass Sie Ihren Ergebnissen vollständig vertrauen können.

Flash DSC 1 – sehr hohe Heiz- und KühlratenDie Flash DSC 1 revolutioniert die Fast-Scanning DSC. Das Thermoanalysegerät kann Reorganisationsprozesse analysieren, die bisher nicht gemessen werden konnten. Die Flash DSC 1 ist die ideale Ergänzung zur Standard DSC. Die Heizraten decken nun einen Bereich von mehr als 7 Dekaden ab.

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Materialcharakterisierunggenau auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten

Unbe

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MessleistungVertrauen Sie der weltweit führen-den TA-Sensortechnologie: Ob DSC, Flash DSC, TGA, TMA oder DMA, wir garantieren hervorragende Empfindlichkeit und höchste Ge-nauigkeit Ihrer Messergebnisse.

AutomatisierungVerlassen Sie sich im Routinebe-trieb auf eine robuste und zuver-lässige Automatisierungslösung: Unbeaufsichtigte Messreihen Tag für Tag, automatisches Auswerten mit Resultatprüfung und Berichter-stellung.

Die METTLER TOLEDO Thermal Analysis Excellence Linie bietet Ihnen mass-geschneiderte Lösungen für akademische oder industrielle Fragestellungen. Sichern Sie sich Ihren Erfolg durch unsere innovative Technologie und die unerreichten Messleistungen unserer Präzisionsgeräte. Vertrauen Sie auf Schweizer Qualität, Effizienz und Zuverlässigkeit der Extraklasse.

Vorteile und Eigenschaften: nModularer Aufbau – massgeschneiderte Lösungen, heute und in ZukunftnHöchste Messleistung – erlaubt die genaue Analyse von Proben aller ArtnZuverlässige Automatisierung – ermöglicht hohen ProbendurchsatznHerausragende Kompetenz und Support – umfangreiche Ausbildungskurse

und branchenspezifische Anwendungsliteratur stehen für Sie bereitnGeschulter Service – schnelle Reaktion garantiert unterbrechungsfreien Betrieb

ModularitätReagieren Sie flexibel auf neue Bedürfnisse: Schützen Sie Ihre Investition durch die Modularität und die Ausbaufähigkeit unserer Lösungen.

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KompetenzProfitieren Sie von unserer 40-jäh-rigen Erfahrung: Nehmen Sie teil an unserem einmaligen Ausbildungs-angebot und zählen Sie auf unsere professionelle Beratung, damit Sie von den unzähligen Möglichkeiten unserer Anwendungslösungen Gebrauch machen können.

ServiceVertrauen Sie unseren lokalen Ser-viceteams: Schnell und kompetent kümmern wir uns um Ihre Anliegen und garantieren konstante Mess-leistung und maximale Betriebszei-ten Ihres TA-Systems.

Forschung und Entwicklung

Wissenschaft

Produktentwicklung

Prozessentwicklung

Routineanalyse

Qualitätskontrolle

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Heat flow in mW

Temperature

exothermic

endothermic

Inno

vatio

n Dynamische Differenzkalorimetrieunvergleichbare DSC-Leistung

Die DSC ist ausgerüstet mit einem innovativen Sensor, der mit seiner patentierten sternförmigen Anordnung von 120 Thermoelementen für unerreichte Empfindlichkeit und Auflösung sorgt.

Multi-Thermo-element-Sensoren

ZuverlässigeAutomatisierung

FlexiblePhotokalorimetrie

InteressanteChemilumineszenzund Mikroskopie

Die Dynamische Differenzka-lorimetrie (DDK, engl. DSC) erlaubt den Wärmestrom zu messen, der vom Probenmateri-al während des Erwärmens oder Kühlens aufgenommen oder abgegeben wird.

Riesige TiegelauswahlFür jede Applikation steht der pas-sende Tiegel bereit.

Aluminium Gold

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Mit der revolutionären Flash DSC können Reorganisationsprozesse analysiert werden, die bis heute nicht gemessen werden konnten. Das Flash DSC ist die ideale Ergänzung zum Standard DSC. Neu stehen Ihnen Heizraten in einem Bereich von mehr als 7 Dekaden zur Verfügung.

In konventionellen DSC-Geräten wird die Probe zum Schutz des Sensors in einem Tiegel gemessen. Dieser beeinflusst wegen seiner Wärmekapa-zität und Wärmeleitfähigkeit die Messung wesentlich. Beim Flash DSC 1 wird die Probe direkt auf den MultiSTAR® Chip sensor aufgebracht. Dank eines patentierten dynamischen Leistungskompensations-Regel kreises sind Messungen mit minimalem Störpegel auch bei hohen Heiz- und Kühlraten möglich.

Bahnbrechende InnovationHerzstück des Flash DSC ist der Chipsensor

Mehrfach verwend- bare Chipsensoren

Perfekte Ergonomie

Sensorumgebung

Standardzubehör

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Mass in µg

Temperature

N2 Air

Mit der Thermogravimetrischen Analyse (TGA) wird die Masse einer Probe gemessen, während diese in einer definierten Atmosphäre aufgeheizt oder abgekühlt wird.

TiegelmaterialienEs können Tiegel mit verschiedenen Volumina von 20 bis 900 µL und verschiedenen Materialien ausge-wählt werden.

Aluminiumoxid Platin

Die TGA ist ausgerüstet mit der hochwertigen METTLER TOLEDO Ultra-Mikrowaage, welche mit ihren einzigartigen internen Justier-gewichten unerreichte Genauigkeit garantiert.

Thermogravimetrische Analyse vertrauen Sie dem führenden Waagenanbieter

METTLER TOLEDO Ultra-Mikrowaage

ZuverlässigeAutomatisierung

Innovative MultiSTAR®

DSC-Sensoren

Gekoppelte Techniken: MS, FTIR und Sorption

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Expansion in µm

Temperature

tanδModulus in MPa

Temperature

G’

G”

Mechanische Materialeigenschaften einfach, schnell und genau messen

Die thermomechanische Analyse (TMA) nutzt Schweizer Präzisionsmechanik mit Nanometer-Auflösung zur Messung kleinster Dimensionsänderungen.

Die dynamisch-mechanische Analyse (DMA) mit ihrer revolutionären Technologie bietet bisher unerreichte Leistung und zeitsparende, externe Probeneinspannung.

Mit der TMA werden Dimensionsänderungen einer Probe gemessen, während diese erwärmt oder gekühlt wird.

Mit der DMA wer- den die viskoelastischen Eigenschaften über Zeit, Temperatur und Frequenz gemessen, während das Material unter periodischer Last deformiert wird.

Temperaturmessung direkt bei der Probe

Direkte Messung von Deformation und Kraft

UmfangreicheZubehörbox

Temperaturmessung direkt bei der Probe

Einzigartige Sensortechnologie

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Appl

ikat

ions

viel

falt Extrem breites Anwendungsgebiet

Die Thermische Analyse ist mit ihren vielseitigen Messmethoden fester Bestandteil der modernen Materialcharakterisierung.

Mit der TA können Fragen aus der Forschung und Entwicklung sowie der Qualitätskontrolle beantwortet werden.Die Aufzählung vermittelt einen Eindruck über die Vielfalt der Ein-satzmöglichkeiten der Thermischen Analyse und einige Applikationen geben konkrete Beispiele dazu.

Chemische VeränderungenZersetzung

Pyrolyse

Oxidation

Stabilität

Reaktionsverlauf, -enthalpie und Kinetik

Härtung

Vulkanisation

PhasenumwandlungenSchmelzen/Kristallisieren

Verdampfen

Trocknen

Absorbieren

Polymorphie

Kristallumwandlungen

Glasübergang

Flüssig-kristalline Umwandlungen

Physikalische EigenschaftenSpezifische Wärmekapazität

Ausdehnungskoeffizent und -Verhalten

Viskoelastisches Verhalten

E-Modul

Organische StoffeChemikalien

Zwischenproduke

Anorganische StoffeMineralien

Keramik

Metalle

PharmazeutikaWirkstoffe

Formulierungen

Hilfsstoffe

Petrochemische StoffeÖle

Fette

Bitumen

KunststoffeThermoplaste

Elastomere

Duroplaste

NahrungsmittelFette

Proteine

Kohlenhydrate

WerkstoffeKomposite

Klebstoffe

Beschichtungen

TechnologieZusammensetzung

Gehalt

Reinheit

Gehalt und Einfluss von Füllstoffen

Auswirkungen von Feuchtigkeit

Lagerstabilität

Sicherheitsuntersuchungen

Prozesskontrolle

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Einfluss von WeichmacherWeichmacher dienen dazu, die mechani-

schen Eigenschaften von amorphen Werk-

stoffen (z. B. Polymeren) zu verändern. Wie

das Beispiel von Polyvinylacetat (PVAC)

zeigt, sinkt die Glasübergangstemperatur

mit zunehmendem Weichmachergehalt.

Oberhalb der Glastemperatur ist das Mate-

rial im gummielastischen Zustand. Mittels

einiger DSC-Messungen von unter-

schiedlichen Mischungen wird dieser Zu-

sammenhang quantitativ dargestellt.

Dadurch können die Werkstoffe gezielt opti-

miert werden. Es wird auch aufgezeigt, wie

sich ein Verlust von Weichmacher auf die

Glasübergangstemperatur und somit auf die

Stabilität eines Materials auswirkt.

Sicherheitsuntersuchung mittels DSCDas Gefahrenpotential von chemischen

Reaktionen wird routinemässig mittels

DSC untersucht. Neben Schmelzpeaks,

die der Identifizierung der Proben und

deren Reinheitsbestimmung dienen, treten

häufig Zersetzungspeaks auf. Exotherme

Peaks mit mehr als 200 J/g weisen auf ein

gewisses Gefahrenpotential hin. Oberhalb

von 500 J/g muss mit einer Explosion

gerechnet werden. Um Verdampfungsvor-

gänge auszuschliessen, werden spezielle

Drucktiegel (30 µL) mit wenig Probenmen-

ge verwendet. Als Beispiel wurden Nitrover-

bindungen im DSC von 25 auf 450 °C mit

10 K/min aufgeheizt.

Reorganisation von amorphem iPPDurch Abkühlen aus der Schmelze mit

4000 K/s wird amorphes isotaktisches

Polypropylen (iPP) erzeugt. Die so erhalte-

ne Probe wird mit Heizraten zwischen 5 K/s

und 30 000 K/s gemessen. Unterhalb 0 °C

erkennt man den Glasübergang, gefolgt

vom exothermen Peak der Kaltkristalli-

sation. Oberhalb 100 °C schmelzen die

Kristallite. Mit grösserer Heizrate wird die

Kristallisation zu höheren und das Schmel-

zen zu tieferen Temperaturen verschoben.

Ab 1000 K/s werden die Peakflächen

signifikant kleiner, bis bei 30 000 K/s

in der Probe keine Reorganisation mehr

stattfindet.

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Delaminierung von PrintplattenDie Norm ICP-TM-650 No. 2.4.24.1 be-

schreibt eine TMA-Methode zur Bestimmung

der Zeit bis eine Printplatte irreversibel

delaminiert. Beim Aufheizen auf die Norm-

temperatur von 288 °C kann auch der

Glasübergang und der Ausdehnungskoeffi-

zient des Verbundmaterials bestimmt wer-

den. Wie die TMA-Kurve zeigt, erfolgt die

plötzliche Zunahme der Plattendicke 2 min

nach Erreichen der Endtemperatur. Bei der

üblichen Testtemperatur von 260 °C zeigte

die Platte aus Glasfasern und Epoxidmatrix

keine Delaminierung.

DMA von inkompatiblen ElastomermischungenDie Polymere der Mischungen aus verschie-

denen Elastomeren sind oft inkompatibel.

Es werden zwei Glasübergänge gemessen.

Die DMA-Kurven zeigen das dynamisch-

mechanische Verhalten von NBR/CR (je

24%) mit 33% Füllstoff und 9% Weichma-

cher bei 4 verschiedenen Frequenzen. CR

zeigt den Glasübergang bei –40 °C, NBR

um etwa 0 °C. Charakteristisch für diese

Übergänge ist die Frequenzabhängigkeit,

wie dies die Speicher- und Verlustmodule

(G' und G'' ) sowie der tan delta der Scher-

messung zeigen.

Hydratstabilität eines WirkstoffsBei der Herstellung pharmazeutischer

Produkte ist die Hydratstabilität für eine

korrekte Einstellung des Wirkstoffgehalts

wichtig. Das Monohydrat von Theophyllin

ist nur bei einer relativen Feuchtigkeit (RH)

von über 92% stabil. Andere Bedingungen

erniedrigen den Gehalt an Hydratwasser.

Die TGA-Kurven zeigen den Verlust von

Kristallwasser von unterschiedlich gelager-

ten Proben bis 120 °C. Nur bei der bei 92%

RH gelagerten Probe zeigt das Monohydrat

eine stöchimetrische Menge Kristallwasser.

Auf den TGA-DSC-Kurven sind die endother-

me Wasserabtrennung und das Schmelzen

des Anhydrats bei 270 °C zu erkennen.

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Service und Support der Spitzenklasse Ergebnisse, denen Sie vertrauen können

Service von höchster Qualität im Bereich der Thermischen AnalyseMETTLER TOLEDOs Serviceumfang wurde entworfen, um die kontinuierliche Leistungsfähigkeit und Zuverläs-sigkeit Ihrer thermischen Analysesysteme zu gewähr-leisten. Unsere weltweiten Teams von ortsansässigen qualifizierten Vertriebs- und Serviceingenieuren stehen bereit, Sie zu unterstützen. Von uns in der Schweiz geschult, verfügen sie über das professionelle Fach-wissen und die Erfahrung, die nötig sind, um Ihnen nach dem Kauf ein Höchstmass an Kundenbetreuung sowie die notwendige Erfahrung zu bieten. So können wir unseren Service auf Ihre besonderen Bedürfnisse optimieren. Vertrauen Sie einem verlässlichen Part-ner mit einer weltweit exzellenten Reputation. Der METTLER TOLEDO Service gewährleistet Messgenau-igkeit und langfristige Qualität Ihrer Geräte und sichert Ihre Investition auf Jahre hinweg.

METTLER TOLEDOs Serviceumfang im Bereich der Thermischen AnalyseIQ/OQ-Gerätequalifizierung Eine Gerätequalifizierung durch eigene METTLER TOLEDO-Serviceingenieure gewährleistet, dass

das Gerät die regulatorischen und betrieblichen Anforderungen erfüllt.

PQ-Geräterequalifizierung Die Leistungsqualifizierung weist nach, dass das Instrument gleichbleibend die Spezifikation erfüllt.

Einarbeitung Eine Vor-Ort-Schulung durch METTLER TOLEDO-Produktspezialisten nach einer Geräte-installation reduziert die Einarbeitungszeit.

Kalibrierung Periodische Kalibrierung und Justierung garantieren präzise und hoch qualitative Ergebnisse.

Vorbeugende Instandhaltung

Eine regelmäßige Wartung Ihres Equipments gewährleistet eine maximale Gerätebetriebszeit über Jahre.

Schulung Schulungskurse mit hohem Praxisanteil von METTLER TOLEDO-Experten helfen Ihnen, ein hohes Mass an Kompetenz bezüglich Messungen, Evaluation sowie Interpretation der Ergebnisse zu erhalten.

Hauseigener Service Lassen Sie Reparaturen und Gerätenachrüstungen von erfahrenen Produktservice-Spezialisten in METTLER TOLEDO-Einrichtungen durchführen, dadurch sparen Sie oft Zeit und Reisekosten.

Vor-Ort-Service Schnelle Vor-Ort-Reparaturen von gut geschulten Serviceingenieuren stehen jederzeit zur Verfügung, wann immer Sie sie benötigen. Mit dem Premium-Servicevertrag können Sie einen professionellen Service innerhalb weniger Stunden erwarten.

Außerdem bieten wir interessante und umfangreiche Anwendungsliteratur an. Bitte besuchen Sie uns auf unserer Homepage unter www.mt.com/ta-applications

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www.mt.com

Führend in jedem Labor

Mikro-, Analyse- und PräzisionswaagenInnovation, höchste Zuverlässigkeit und Beständigkeit mach-ten METTLER TOLEDO für seine Waagen berühmt – und bestimmen den Waagenstandard bis heute. Das umfassende Sortiment an Zubehör ergänzt das Waagenangebot.

TitrationDie Titratoren der Excellence-Familie, alle weitgehend auto-matisiert, decken bis hin zu komplexen Applikationen und zur Wassergehaltsbestimmung nach Karl Fischer ein weites Spektrum von Anwendungen ab.

pH-Meter und ElektrodenModernste Geräte zur Bestimmung von pH, Leitfähigkeit, gelöstem Sauerstoff und Ionenkonzentrationen. Ein umfang-reiches Sortiment an Sensoren deckt jede Anwendung im Feld, in der Produktion oder im Labor ab.

Dichtemessgeräte, Schmelz- und TropfpunktsystemeLiquiPhysics™ Excellence-Dichtemessgeräte, Refraktometer sowie Schmelzpunkt- und Tropfpunktsysteme bieten eine unvergleichbare einfache Handhabung mithilfe der One Click™-Bedienung.

MaterialcharakterisierungDie METTLER TOLEDO Thermische Analyse Excellence-Produktreihe umfasst DSC, Flash DSC, TGA, TMA, DMA und Mikroskopheiztische. Die thermischen Analysesysteme bieten massgeschneiderte Lösungen für F&E, Qualitätskon-trolle sowie jegliche Art von akademischer und industrieller Anwendung.

Qualitätszertifikat. Entwicklung, Produktion und Prüfung nach ISO9001.

Umweltmanagement-System nach ISO14001.

«Conformité Européenne» Dieses Zeichen gibt Ihnen die Gewähr, dass unsere Produkte den EU-Richtlinien entsprechen.

Mettler-Toledo AG, AnalyticalCH-8603 Schwerzenbach, SchweizTelefon +41-44-806 77 11Fax +41-44-806 72 60Internet: www.mt.com

Technische Änderungen vorbehalten© 09/2013 Mettler-Toledo AG, 51724549CMarketing MatChar / MarCom Analytical

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METTLER TOLEDO stellt ein breites Spektrum analytischer Instru- mente und Waagen für Routinearbeiten, Qualitätssicherung, For-schung und Entwicklung her. Kompetenter Support, grosses Appli-kationswissen und das passende Zubehör runden den Service ab.