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Entwicklung und Herstellung von Kalibriermaterialien für die RFA und ICP

Für die Forschung im Bereich direkter Feststoffanalysemethoden werden geeignete polymere Standardmaterialien benötigt. Der Arbeitskreis IAKA befasst sich daher seit mehr als 20 Jahren intensiv mit der Entwicklung von elementdotierten Kunststoffen, die zur Kalibrierung von LA-ICP-MS- sowie RFA-Systemen eingesetzt werden können. Nur mithilfe geeigneter Standards können auftretende Matrixeffekte aufgeklärt, Korrektur­modelle entwickelt und richtige Kalibrierungen erstellt werden.

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Die Arbeitsgruppe IAKA zählt inzwischen zu den weltweit anerkannten Laboratorien auf dem Gebiet der Herstellung elementdotierter Kunststoffstandards und war u. a. auch im IEC-Normungsgremium 62321 zur Umsetzung der RoHS-Richtlinie vertreten.


Für die BAM wurden bspw. die kommerziell erhält­lichen Referenz­materialien RoHS (Restriction of Hazard Substances) BAM H001 - BAM H010 produziert und durch diese zertifiziert.


Weiterhin war der AK in einem Gremium aus europäischen Experten zur Revision der Spielzeug­richtlinie EN 71-3 ("Revision of EN 71-3, Safety of toys - Part 3: Migration of certain elements"). Für die Umsetzung der Spielzeug­richtlinie wurden neue Standard­materialien entwickelt, mit denen zukünftig die europäischen und nach­folgend auch die außer­europäischen Analyselabore ihre Verfahren auf Eignung überprüfen werden. Die Arbeitsgruppe wurde aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung in der Herstellung und Charak­terisierung von Kunststoffstandards mit dieser Aufgabe betraut. Das Verfahren wurde zudem weltweit patentiert.
Zusätzlich fertigen wir regelmäßig maßgeschneiderte dotierte Polymerstandards für zahlreiche Forschungsinstitute und Industrielabore an. Inzwischen haben wir eine sogenannte Masterbatchapotheke mit mehr als 600 charakterisierten polymeren Materialien, sodass wir für die gängigsten Kunststoffe relativ zeitnah Standards nach Kundenwunsch herstellen können. Von uns wurden auch schon Polymere gezielt mit organischen Additiven versetzt, um eine Quantifizierung mit chromatografischen Methoden wie GC oder HPLC zu ermöglichen.

Schadensfallanalytik

Plötzlich versagt ein Bauteil, obwohl es seit Jahren erfolgreich produziert wird, und natürlich hat niemand in der Wertschöpfungskette etwas geändert? Sie finden unbekannte Ablagerungen in Ihrem Produktionsprozess oder an Produkten? Es kommt zu Ver- oder Entfärbungen an einigen Stellen Ihres Produktes? Sie benötigen für ein Material VOC-Analysen? Sie mussten ein Additiv ersetzten und die Alternative bringt nicht die gewünschte Performance?

Bei diesen und weiteren Herausforderungen können wir Sie mit einem erfahrenem Analytiker-Team mit materialwissenschaftlichem Background und großer Praxisorientierung unterstützen!

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Unsere Forschungsgruppen befassen sich mit folgenden Themenfeldern:

  • Aufklärung von Degradationsmechanismen in komplexen Polymersystemen
  • Alterungsmechanismen und Abbau von Additiven in Kunststoffen
  • Aufklärung von Versagensmechanismen bei Kunststoffbauteilen
  • Entwicklung neuer intrinsisch antimikrobieller Polymere
  • Herstellung von Polymerstandards mit unterschiedlichen Additiven und Elementen
  • Aufklärung von Migrationsverhalten in Kunststoffen
  • Untersuchungen des Foggingverhaltens von Polyurethanen
  • Entwicklung von elementanalytischen Direktbestimmungsverfahren in Kunststoffen
  • Bestimmung von VOCs aus unterschiedlichen Probenmatrices wie Lacke, Farben, Kunststoffe, Lebensmittel, Bedarfsgegenstände, Baustoffe etc.
  • Adsorptionsverhalten von VOCs an verschiedenen Materialien
  • Aufklärung der Verteilungs- und Diffusionskoeffizienten von VOCs während der Trocknung von Lacken
  • Analytische Fragestellungen bei der stofflichen und energetischen Verwertung von Biomassen
    • Analyse von Pflanzeninhaltsstoffen (Terpene, Polyphenole) aus Phytoextrakten
    • Methodenentwicklung für die Prozesskontrolle von Biogasanlagen und Verölungsanlagen
  • Untersuchungen der Migration von Emittenten aus und in Lebensmittelverpackungen.

Methoden- und Applikationsentwicklung

Einer der Schwerpunkte der Instrumentellen Analytik und Kunststoffanalytik liegt seit mehr als 20 Jahren auf der Entwicklung von Analyseverfahren und Methoden. Dabei reicht unsere Expertise von der Applikationsunterstützung für spektroskopische und chromatografische Methoden über die Optimierung Ihrer Applikationen bis zur Neuentwicklung komplexer Analyseaufgaben.

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Unsere Analytiker decken dabei folgende instrumentelle Methoden ab:

  • energie- und wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenz (RFA)
  • Mikro-Röntgenfluoreszenz (µ-RFA)
  • Induktiv gekoppelte Plasmaanalysen (ICP-OES und ICP-MS)
  • Laserablation (LA)
  • Gaschromatographie (GC und GC-MS)
  • Hochleistungsflüssigkeits-Chromatographie (HPLC und HPLC-MS)
  • Thermodesorption gekoppelt mit Gaschromatographie (TD-GC-MS)
  • Pyrolyse gekoppelt mit Gaschromatographie (Pyr-GC-MS)
  • Elementaranalysen (CHNS + O)
  • Infrarotspektroskopie (FTIR-ATR)

Multivariate Datenanalyse

Die Verwendung moderner Analysengeräten, insbesondere von gekoppelten Analysensystemen, ermöglicht den Einsatz von multivariaten Daten-Analyseverfahren und Chemometrie. Für die Analytik können somit Zusammenhänge genutzt werden, die durch klassische Verfahren nicht ohne Weiteres zugänglich sind.

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Nachfolgend finden Sie Projekte, in denen die multivariate Datenanalyse eingesetzt wurde.

  • Röntgenfluoreszenz-Analyse: Quantifizierung von nicht hinreichend bestimmbaren bzw. eigentlich nicht messbaren Matrixelementen C, H, N und O in Kunststoffen oder anderer hauptsächlich organischer Stoffgemische
  • Massenspektrometrie: Bestimmung definierter Molekül-Gruppierungen aus Massenspektren komplexer Proben durch maschinelles Lernen

Publikationen des Arbeitskreises IAKA

Hier finden Sie eine Auflistung der Publikationen des Arbeitskreises IAKA.
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