Archives quotidiennes : 17 juin 2015






Tubes RMN et RPE, l’assurance qualité Wilmad


Catalogue_NMR_interchim_blog_0615Wilmad fabrique depuis 60 ans des tubes
de qualité inégalée sur le marché.

Chaque tube RMN Wilmad est Logo_Wilmad_interchim_blog_0615fabriqué aux Etats-Unis et passe individuellement de multiples contrôles physiques (NIST) et une inspection systématique pour détecter tout défaut de surface. Ceci permet à WILMAD de fournir les tubes RMN de qualité reproductible, contrairement à d’autres fabricants qui contrôlent leurs tubes RMN de manière aléatoire.

Pour être analysé en RMN, l’échantillon doit être placé dans un tube idéalement cylindrique puis mis en rotation et soumis à un champ magnétique plus ou moins fort.

Mécaniquement, plus le tube s’apparente à un cylindre parfait, plus l’analyse RMN sera précise. Il est également évident que la qualité du matériau utilisé conditionne la performance du tube fabriqué.

La qualité d’un tube RMN est donc définie par 4 critères essentiels :

L’épaisseur de paroi

Wilmad a développé son propre processus de fabrication spécifique pour étirer et polir l’intérieur de ses tubes RMN de façon à optimiser la capacité de ses tubes (10% de plus que les tubes “Economy”). La tolérance sur les diamètres interne et externe est très faible (jusqu’à 0.0065mm). Aucun autre producteur ne propose un tel niveau de précision. Si on les compare aux tubes économiques disponibles sur le marché, les tubes Wilmad “Economy” affichent une tolérance inférieure de 20% sur le diamètre extérieur et de 30% sur l’épaisseur de paroi.

La “cambrure”

Définit la courbure maximale de l’axe du tube. Plus cette valeur est faible, meilleure est la qualité du tube.

Les appareils de RMN à haut champ demandent des tubes de plus en plus précis car seulement quelques centaines de microns séparent le tube de la paroi de la sonde. Quand la cambrure devient trop marquée, le contact du tube avec la sonde est possible voire probable. Choisir un tube qui respecte des tolérances de cambrure aussi faibles que possible est un point essentiel pour éviter des problèmes techniques aux conséquences lourdes (coût de maintenance, immobilisation d’appareil, …).

Une valeur inférieure à 0.00015″ (3.8µm) est garantie pour les tubes Wilmad de très haute qualité (>900MHz). La qualité standard est de l’ordre de 0.001″ (25µm). Tous les tubes Wilmad de routine affichent une cambrure inférieure aux produits concurrents.

La concentricité

Cette donnée est définie comme la mesure de la perte d’uniformité de l’épaisseur de paroi, fondamentale pour assurer une bonne rotation du tube et une analyse sans perte de résolution. Si l’on considère les cylindres formés par les parois interne et externe du tube, elle indique leur degré de parallélisme et concentricité.

La nature du matériau

Les tubes RMN “Precision” sont fabriqués avec un verre borosilicaté qui satisfait aux critères “verre de type 1, classe A” de l’ASTM E438. Les tubes “Precision” présentent 3 fois moins de contamination paramagnétique que les tubes “Economy”. Ils peuvent être utilisés sans risque à des températures de l’ordre de 230°C et des rampes de 120°C. Ce verre borosilicaté est classifié “hydrolytic class 1”, ce qui caractérise une surface résistante à température ambiante aux acides et bases forts.

Analyses RMN et RPE sous pression

Les nouvelles investigations dans le domaine de suivis réactionnels ou de catalyses qui mettent en jeu des gaz ou des liquides à faible point d’ébullition par RMN et RPE amènent un regain d’intérêt pour les tubes résistants à la pression.

L’homogénéité et la qualité des produits Wilmad permet de telles applications.

Néanmoins, les tubes Wilmad ne doivent pas être utilisés sous pression avant de connaître les dangers inhérents. En effet, l’utilisation de verre dans des expériences sous pression est toujours risquée. De plus, la nature du verre et la diversité des connexions ne permet pas à Wilmad de garantir la tenue à la pression de ses tubes ou appareils en verre.

Cependant, nous pouvons trouver de nombreuses indications techniques dans la littérature qui permettent de prédire la résistance de tubes de verre.

Une formule empirique est donnée pour la résistance à la pression des tubes de moins de 300mm :

  • P(max) = (Wall/O.D.) X K(t)
  • O.D. = diamètre externe (mm)
  • Wall = épaisseur du tube (mm)
  • K(t) = constante de résistance, fonction du matériau

Une constante Kt = 1000 p.s.i. (70.3 kg/cm2) peut être utilisée pour les tubes Wilmad”Precision glass”etKt = 2500 p.s.i. (175.8 kg/cm2) pour les tubes Wilmad”Precision quartz”.

Remarque : il a été rapporté que des tubes types WILMAD “Precision glass” ont été mis sous pressions au-delà de celles prévues par la formule ci-dessus, en utilisant Kt = 10000 p.s.i. (703 kg/cm2).

Il est malgré tout prudent d’appliquer un coefficient correcteur qui permettra de tenir compte d’éventuelles tensions de surface.

Comme de nombreuses applications imposent une rotation égale ou supérieure à 25Hz, il est indispensable de tester la tenue à la pression en mode “statique”, hors de l’appareil RMN, avant de lancer l’analyse. Toute analyse de ce type impose des protections adaptées.

Wilmad propose de nombreuses solutions pour les besoins d’analyses RMN sous pression (suivis réactionnels ou de catalyses, étude à haute température de solvants à faible point d’ébullition, analyse de produits sensibles à l’air, …), entre autres :

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QPV – “Quick Pressure Valve Tube”

Wilmad_interchim_blog_0615Les systèmes “Quick Pressure Valve Tube” sous spécialement destinés à faciliter le traitement d’échantillons sous pression.

  • Fonctionnement simple (un tour pour ouvrir, un pour fermer)
  • Large ouverture pour faciliter l’introduction de l’échantillon
  • Faible poids
  • S’adapte sur tubes “Precision” qu’ils soient à paroi fine, moyenne ou épaisse.
  • Choix Viton® or Kalrez® O-ring pourdifferentes applications.
  • Adaptateurs pour tubes 1/16” et 1/8”

LPV – Low Pressure/Vacuum

Les tubes RMN Low Pressure/Vacuum (LPV) peuvent être utilisés pour de faibles pressions.

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PV

Pour des applications qui demandent une pression plus élevée, Wilmad propose sa gamme “Pressure Valve NMR”. Une vanne 3 voies en PTFE haute densité est installée sur un tube RMN standard. Elle s’actionne manuellement et permet un raccordement au vide par l’intermédiaire d’un raccord type Swagelok 1/8″. Le diamètre de passage est de 0.8mm. La symétrie axiale est optimisée lors de la fabrication.

Remarques :

  • Utiliser un tube aussi court que possible pour réduire au maximum la longueur et le poids de l’ensemble qui peuvent rendre la rotation ou l’éjection difficile.
  • Toujours prendre les précautions d’usage pour utiliser un tube sous pression.