Анализатор поверхностной энергии iGC SEA  

Анализатор поверхностной энергии (SEA) — это прорыв в технологии обратной газовой хроматографии (iGC).

Обращенная газовая хроматография

Обращенная газовая хроматография (iGC) – это метод доступа к физико-химическим параметрам поверхности и объема порошков, композитов, волокон, пленок, полимеров и других материалов. Эксперимент состоит из серии импульсов паров в газообразной среде или резкой смены состава газа-носителя, проходящего через колонку с исследуемым образцом. Время удерживания паров измеряется при помощи пламенно-ионизационного детектора (ПИД). Меняя состав паров, скорость потока газа-носителя, температуру или параметры колонки можно изучать большой набор физико-химических характеристик поверхности и объема образца.

В основе прибора лежит уникальная гребенка для создания импульсов паров с известной концентрацией и объемом. С ее помощью стало возможным с высочайшей степенью точности получать изотермы адсорбции при беспрецедентно низких степенях покрытия поверхности, что приводит к точному определению гетерогенного распределения поверхностной энергии.

Основной характеристикой, получаемой на приборе iGC SEA, является поверхностная энергия. Для существования твердой фазы необходимо, чтобы существовал энергетический выигрыш от формирования связей между молекулами. Из данного утверждения следует, что на поверхности молекулы находятся в менее выгодном энергетическом состоянии, чем в объеме, поскольку на поверхности они полностью не окружены другими молекулами. Поверхностная энергия твердых тел аналогична поверхностному натяжению в жидкости. Она характеризует превышение энергии на поверхности над энергией в объеме. Если значение поверхностной энергии достаточно высоко, то молекулы на поверхности находятся в высокоэнергетическом состоянии и склонны к формированию связей. Данные межмолекулярные силы ответственны за притяжение между частицами порошка и поверхностями других твердых тел. Таким образом, значения поверхностной энергии (как дисперсионной, так и электростатической) находятся в прямой связи с некоторыми важнейшими характеристиками: текучестью, склонностью к агломерации, адгезией, статическому заряду и химией поверхности.

Прибор iGC SEA моделирует взаимодействие поверхности с другими молекулами путем воздействия на образец парами с известными свойствами. Межмолекулярные силы, возникающие при данном взаимодействии, можно проанализировать и пересчитать их в абсолютную поверхностную энергию образца.

Многие материалы обладают энергетической анизотропией, т.е. на их поверхности присутствуют зоны с различной энергией. В большинстве случаев полезно не только знать среднее значение поверхностной энергии, которое обычно вычисляется при помощи жидкостей, но и то, как именно распределяется энергия по поверхности.

iGС SEA – это единственная коммерчески доступная система, которая позволяет построить графики распределения энергии. Пример такого графика приведен ниже.

Некоторые другие возможности:

• определение работы когезии и работы адгезии
• определение теплоты адсорбции
• определение кислотности и основности по Гутману
• исследования конкурентной адсорбции
• зависимость температуры стеклования от влажности
• коэффициент растворимости Хильдебрандта
• степень связывания
• построение графиков Ван Деемтера.

Программа управления прибором iGС SEA: Cirrus

Cirrus позволяет с легкостью задать, отладить и сохранить методику эксперимента. Простота в использовании, оконный интерфейс и возможность редактирования параметров по ходу эксперимента делают данную программу незаменимой при работе с прибором iGС SEA:

• продуманные средства редактирования методик
• большое количество регулируемых параметров: заполнение поверхности, пары, температуры и скорости потоков
• отображение хода эксперимента в реальном времени
• легкость настройки, сохранения и загрузки методик
• запуск последовательностей из нескольких методик
• современные функции диагностики системы.

Программа анализа данных с прибора iGС SEA: CIRRUS PLUS

Cirrus Plus поддерживает всю гибкость прибора iGC SEA, сочетая в себе мощный аппарат обработки данных и автоматическое составление отчетов. В стандартную комплектацию включены следующие возможности расчета:

• изотермы/бэт/константы Генри
• анализ поверхностной энергии
• распределение поверхностной энергии
• работа адгезии/когезии
• конкурентная адсорбция
• теплота адсорбции
• сорбционные измерения
• кислотность и основность
• дополнительно можно установить модули анализа параметров объемной фазы
• растворимости
• коэффициента диффузии
• tg.