Questa Application Note descrive l'identificazione mediante spettroscopia Raman di polimeri come ABS, PE, PS, PET e PMMA in diversi colori. La determinazione rapida e non distruttiva avviene dopo che è stato creato un database di spettro adatto. Le misurazioni con lo spettrometro Raman Mira M-1 non richiedono la preparazione del campione e forniscono risultati immediati e inequivocabili.
L'industria di oggi, ma anche la vita quotidiana, non si può immaginare senza i polimeri. La spettroscopia Raman portatile è particolarmente adatta per l'identificazione di polimeri comunemente usati, poiché si ottengono risultati evidenti in pochi secondi. Inoltre, poiché l'analisi Raman non è distruttiva, l'uso successivo o il riciclaggio del campione rimane illimitato.
In questo studio è stata costruita una libreria di polimeri diffusi di diversi colori e successivamente utilizzata per l'identificazione di campioni di polimeri sconosciuti.
Tutti gli spettri sono stati misurati utilizzando lo spettrometro Raman portatile Mira M-1 in modalità di acquisizione automatica, ovvero i tempi di integrazione sono stati determinati automaticamente. Sono state utilizzate una lunghezza d'onda laser di 785 nm e la tecnica Orbital-Raster-Scan (ORS). Poiché molti dei campioni di polimero erano molto sottili, gli spettri sono stati registrati con l'adattatore point-and-shoot, adatto per una breve distanza di lavoro (SWD).
Una vasta collezione di ABS (acrilonitrile butadiene stirene), PA (poliammide), PC (policarbonato), PE (polietilene), PP (polipropilene), PS (polistirene), PET (polietilene tereftalato), PVC (poli(cloruro di vinile), standard di polimero PMMA (poli(metilmetacrilato) e campioni di diversi colori sono stati utilizzati per creare una libreria completa con il software Mira Cal.
Per ogni tipo di polimero è stato scelto uno spettro (cioè un colore) e questi spettri sono stati sovrapposti. La sovrapposizione (figura 2) mostra che ciascuno dei polimeri ha uno spettro unico che lo differenzia dalle altre plastiche analizzate. L'area spettrale contenente la maggior parte dei picchi va da 600 a 1800 cm-1; dimostrando che la gamma spettrale di Mira M-1 è appropriata per i campioni di polimero studiati.
Gli spettri di vari oggetti di uso quotidiano e di laboratorio di polimeri sconosciuti e colori diversi (Figura 3) sono stati confrontati con la libreria, che era stata costruita utilizzando standard polimerici di diversi colori, è stata utile per identificare i campioni di prova: i campioni opachi sono stati identificati in base al colore, mentre i campioni trasparenti e traslucidi sono stati, in molti casi, identificati solo come tali.
Come si può vedere in Figura 4, i segnali dei campioni scuri, come quelli neri, grigi e blu scuro, erano di intensità molto bassa e non è stato possibile osservare alcun picco specifico del polimero. Questo è un fenomeno riscontrato in molte tecniche spettroscopiche ed è dovuto all'assorbimento della luce laser da parte del nerofumo.
Poiché l'identificazione dei campioni scuri (principalmente grigio scuro e nero) non era possibile, sono stati esclusi dalla libreria e sono stati conservati solo campioni trasparenti, traslucidi e di colore chiaro.
I valori di correlazione spettrale, che indicano quanto bene lo spettro campione corrisponde allo spettro di riferimento nella libreria, erano superiori a 0,90 per tutti i campioni misurati (inclusi, ma non limitati a, quelli mostrati in Figura 3). Tutti i campioni di polimero sono stati quindi identificati in modo inequivocabile utilizzando lo spettrometro Mira M-1.
Questo studio mostra che Mira M-1 può essere utilizzato per identificare inequivocabilmente vari polimeri di diversi colori misurandone gli spettri e abbinandoli ad una libreria. L'identificazione richiede solo pochi secondi.
I problemi sorgono solo quando devono essere analizzati polimeri di colore scuro. Tali campioni assorbono fortemente la luce laser dello spettrometro e quindi alcuni picchi specifici del polimero non compaiono nello spettro. I campioni di colore scuro, quindi, non possono essere identificati dalla spettroscopia Raman.
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