Analytik und Qualitätsmanagement bei Evonik Silanes  

Mehr als Produktreinheit

Silane werden in unzähligen Anwendungen eingesetzt. Sie schützen zum Beispiel Gebäude vor Korrosion und werden wegen ihrer haftungsvermittelnden Eigenschaften in Kleb- oder Verbundwerkstoffen sowie bei der Reifenproduktion eingesetzt. Sie machen Lacke und Beschichtungen kratzfester. Aufgrund ihrer hohen Reinheit werden sie genutzt, um Glasfaserkabeln und Halbleiter herzustellen.

„Genauso vielfältig wie die Silane selbst sind die Analysemethoden zu ihrer Qualitätskontrolle“, sagt Matthias Abele, Leiter der Qualitätskontrolle bei Evonik Silanes. „Unsere Labore decken hier ein breites Spektrum ab. Das hat nicht jeder.“ Ziel ist es, die für Kundenanwendungen kritischen spezifizierten Parameter möglichst präzise zu erfassen. Je nach Produkt und Anwendung kann das sehr unterschiedlich sein: von klassischen Titrationen über Gaschromatographie hin zu hochauflösender Elementanalytik, bei der sich ein einzelnes Fremdatom in einer Menge von mehr als einer Milliarde anderen Atomen identifizieren lässt.

Erweitertes Qualitätsverständnis

Eine gleichbleibende, konsistente Produktqualität und deren zweifelsfreie analytische Kontrolle ist nur ein Aspekt des Qualitätsverständnisses von Evonik Silanes. Vorausschauendes, professionelles Risikomanagement soll die Versorgung der Kunden kontinuierlich und zuverlässig sicherstellen. Gemeinsam mit Kunden optimiert und gleicht Evonik Analysemethoden ab und entwickelt neue Produkte. Das gelingt nur, wenn eng und vertrauensvoll zusammengearbeitet wird. Die Basis dafür schafft eine offene Kommunikation. Ein ganzheitliches Qualitätsmanagement, sowie regelmäßige unabhängige Audits sichern die hohen Standards bei Produkten und Verfahren.

Fünf Labore auf drei Kontinenten

Möglich wird all dies durch hochqualifizierte Mitarbeiter sowie die gut ausgestatteten Labore von Evonik Silanes in Deutschland, Belgien, den USA und China. Das Labor in Rheinfelden beispielsweise arbeitet im Schichtbetrieb: Etwa 50.000 Proben analysieren die Spezialisten pro Jahr. „Die Analysen eingehender Proben werden idealerweise noch am selben Tag fertig“, sagt Abele.

„Wir haben viele spezielle Messmethoden, die sich in vier Kategorien einteilen lassen,“ erklärt der Chemiker. Je nach Fragestellung oder Art der Proben wählen die Laborexperten eine Methode aus oder kombinieren unterschiedliche Verfahren.

Die Elementspurenanalytik wird vor allem bei Produkten angewendet, die in der Halbleitertechnik oder für optische Glasfasern genutzt werden. Hier können noch feinste Spuren von Fremdmetallen in den Silanen analysiert werden – „homöopathische Messungen“ nennt das Abele.

Physikalischen Bestimmungen von Eigenschaften wie Dichte, Viskosität und Farbzahlen werden stets nach aktuell gültigen Normen und Standards durchgeführt. Das schafft einen verlässlichen Rahmen für Kunden.

Mit unterschiedlichen Methoden der Spektroskopie können unerwünschte Produktverunreinigungen zuverlässig identifiziert werden. Eine Besonderheit ist die seit 2019 verwendete Röntgenfluoreszenzspektroskopie, mit der der Gesamtgehalt an Silizium in Organosilanen bestimmt wird. Diese Methode ist schneller, präziser und sicherer als alternative Verfahren, bei denen etwa Flusssäure eingesetzt werden musste.

Mittels Chromatographie lassen sich Verunreinigungen in verdampfbaren Stoffen identifizieren und quantifizieren. „Hier geht es meistens um die Frage, wieviel Prozent von etwas ein Stoff enthält, beziehungsweise wie hoch die Reinheit ist“, sagt Abele. Auch Moleküleigenschaften wie Größe oder Farbe werden erfasst und kategorisiert.

Digitalisierung fördert Weiterentwicklung der Methoden

„Bei der Weiterentwicklung unserer Analysemethoden setzen wir auf die Digitalisierung“, erklärt der Experte. Wo möglich, sollen Analysen vermehrt online ausgeführt werden. „Das spart Zeit und eröffnet viele Möglichkeiten für zerstörungsfreie Untersuchungen, bei denen das Material erhalten bleibt“, sagt Abele.

Hauptsächlich wird die Silane-Analytik in Rheinfelden in drei Bereichen angewendet: in der Endproduktkontrolle, um Produkte freizugeben; in der Inprozesskontrolle, um die Produktion fortlaufend zu überwachen und schließlich um die benachbarte Forschung und Anwendungstechnik bei der Entwicklung neuer Produkte zu unterstützen. Der Standort an der Grenze zur Schweiz ist außerdem ein globales Referenzlabor für Silane, in dem neue Methoden entwickelt und anschließend an weitere Labore ausgerollt werden. Oft geschieht dies in Projekten mit Kunden oder externen Partnern.

Ringversuche bestätigen Laborleistung

Regelmäßig initiiert das Labor in Rheinfelden Ringversuche, um die Qualität der Analysen zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Ergebnisse in den Silane-Laboren unabhängig vom Ort zu jedem Zeitpunkt valide und verwertbar sind. Dazu kommen die Testmethoden selbst auf den Prüfstand, ebenso die Abläufe und Arbeitsweisen im Labor sowie die Ausstattung. So stellt Evonik sicher, dass die analytische Leistung im Labor die hohen Standards einhält, die es braucht, damit Kunden sich auf die bestmögliche Qualität verlassen können.