IR-Spektroskopie
Kunststoffanalyse
Die IR-Spektroskopie (Infrarotspektroskopie) wird zur Analyse von Kunststoffen sowie von Ablagerungen bzw. Verunreinigungen auf Oberflächen eingesetzt. Die charakteristischen Spektren ermöglichen die Materialanalyse von Kunststoffen, Elastomeren, Fasern, Partikeln, Ölen, Fetten und anderen organischen Substanzen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und der Möglichkeit, detaillierte Informationen über die molekulare Struktur von Materialien zu liefern, eignet sich die Infrarotspektroskopie für Analysen in vielen Bereichen.
Wir führen als Steinbeis-Transferzentrum Kunststoffanalysen mittels IR-Spektroskopie als Dienstleistung durch.
Leistungen
- Kunststoffanalyse: Die IR-Spektroskopie wird zur Analyse von Polymeren, Kunststoffen und anderen Werkstoffen eingesetzt.
- Anlayse organische Verunreinigungen: Die Infrarotspektroskopie wird dazu eingesetzt um organische Verunreinigungen bzw. Ablagerungen auf Oberflächen (Flecken) zu analysieren und somit die Herkunft derer zu ermitteln.
- Identifikation von Verbindungen: Bestimmung der chemischen Struktur und Identifikation von funktionellen Gruppen in organischen und anorganischen Verbindungen.
- Qualitative Analyse: Das Spektrometer ermöglicht qualitative Analysen von Proben, indem es Informationen über die Zusammensetzung, Struktur und funktionelle Gruppen liefert.
Wir erstellen Ihnen gerne ein Angebot für eine Analyse mittels IR-Spektroskopie.
Infrarotspektroskopie (IR)
Bei der IR-Spektroskopie (Infrarotspektroskopie), einer Analysemethode der Schwingungsspektroskopie, werden organische Materialien mit infrarotem Licht untersucht. Sie wird vor allem in der chemischen Analytik organischer Substanzen eingesetzt, da sie Aussagen über das Vorhandensein und die Konzentration funktioneller Gruppen ermöglicht. So ist es möglich, unbekannte Materialien (z. B. Kunststoffe, Fasern, Partikel) zu analysieren. Häufig wird die IR-Spektroskopie auch eingesetzt, um filmische Verunreinigungen wie Fette, Öle, Reinigungs- und Schmiermittel auf Bauteiloberflächen nachzuweisen. Mithilfe der Partikelanalyse kann heute ein Spektrenvergleich durchgeführt werden, der Informationen über die Art des Partikels (Faser, Kunststoff etc.) sowie über die chemische Zusammensetzung liefert.
Verfahren
Bei der Infrarotspektroskopie werden Molekülschwingungen durch elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich angeregt und anschließend gemessen. Diese Methode basiert auf der Tatsache, dass die meisten Moleküle Licht im infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums absorbieren und die absorbierte Energie in Molekülschwingungen umwandeln. Diese Absorption ist charakteristisch für die chemischen Bindungsverhältnisse eines Materials. Das Ergebnis ist ein charakteristisches IR-Spektrum, mit dem sich organische und anorganische Proben chemisch identifizieren lassen.
Bei der Infrarotspektroskopie wird Strahlung im mittleren Infrarotbereich, angegeben als Kehrwert der Wellenlänge (Wellenzahl) in 1/cm, in eine Substanz eingestrahlt. Bestimmte Wellenlängen werden vom Material absorbiert, da ihre Energie bestimmte Molekülgruppen zu Schwingungen anregt. Im aufgenommenen Spektrum finden sich bei diesen Energien dann Absorptionsbanden. Das Infrarotspektrum ist charakteristisch für das untersuchte Molekül und kann beispielsweise zur Identifizierung von Stoffen verwendet werden.
FTIR-Spektroskopie
Die gebräuchlichste Variante der Infrarotspektroskopie ist die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR). Bei dieser Messmethode werden Interferogramme der zu untersuchenden Substanz in wesentlich kürzerer Messzeit als bei dispersiven Spektrometern aufgenommen. Aus diesen Interferogrammen werden durch Fouriertransformation Infrarotspektren mit charakteristischen Peaks gewonnen. Die FTIR-Technik deckt ein breites Spektrum chemischer Anwendungen ab – von der einfachen Identifizierung chemischer Verbindungen bis hin zur Prozesskontrolle, insbesondere bei Polymeren und organischen Verbindungen. Darüber hinaus hat sich die FTIR-Spektroskopie bei der Qualitätskontrolle von industriell hergestellten Polymeren und den verwendeten Rohstoffen bewährt.
Abgeschwächte Totalreflexion (ATR)
Die abgeschwächte Totalreflexion (ATR) ist die häufigste Technik zur Messung von FT-IR-Spektren. Sie ermöglicht die Identifizierung aller Kunststoffarten, von Pulvern und Feststoffen über Bauteile bis hin zu Flüssigkeiten. Bei der ATR wird die Strahlung in einem Reflexionselement zur Totalreflexion gebracht. Dadurch kann sie mit dem oberflächennahen Materialanteil wechselwirken. Die dabei absorbierten Spektralanteile können bestimmt werden. Durch Abgleich mit Spektrenbibliotheken können anschließend Aussagen über die chemische Zusammensetzung der oberflächennahen Bereiche getroffen werden. Die Informationstiefe dieses Verfahrens liegt, abhängig von den Eigenschaften des Reflexionselements und der Probe, im Bereich von 0,5 bis 3 µm. Als Reflexionselement wird ein Kristall aus Diamant, ZnSe oder Germanium verwendet, der mit dem zu untersuchenden Material oder Bauteil in Kontakt gebracht wird.