Raman-Spektroskopie: Polymere einfach analysieren

An Kunststoffen scheiden sich die Geister, denn sie sind praktisch und preiswert, haben aber schädliche Auswirkungen auf die Umwelt. Sie sind überall zu finden - von Museen bis zur modernen Medizin und sogar in den Wellen der Meere. Kunststoff ist allgegenwärtig und die Raman-Spektroskopie kann überall dort, wo er vorkommt, zur Identifizierung, Klassifizierung und Qualitätsprüfung eingesetzt werden.

Raman-Spektroskopie zur Polymeranalyse

Die Raman-Spektroskopie wird zunehmend für die Analyse von Polymeren eingesetzt, da sie zerstörungsfrei ist, keine Probenvorbereitung erfordert und innerhalb von Sekunden Ergebnisse liefert. Sie ist benutzerfreundlich und selbst technisch nicht versierte Anwender können damit vor Ort Daten sammeln. Raman ist außerdem umweltfreundlich, es werden keine Chemikalien, Lösungsmittel oder Materialien für die Probenvorbereitung benötigt und es entsteht kein Abfall.

Erfahren Sie mehr über die Grundlagen der Raman-Spektroskopie in unserem Blogartikel. 

FAQ zur Raman-Spektroskopie: Theorie und Anwendung

Die Raman-Spektroskopie hat viele grundlegende Qualitäten, die andere Techniken für die Polymeranalyse übertreffen. Dazu gehören: hohe Materialspezifität, große Bibliotheken bekannter Substanzen und Gemische und die Möglichkeit, Kunststoffe in unzähligen Formen zu untersuchen, darunter klare und farbige Verbundstoffe, Beschichtungen und Klebstoffe. Diese Genauigkeit und Flexibilität ist der Schlüssel zur präzisen Charakterisierung von Kunststoffen und Mischungen; jede Abweichung von einer Standard-Polymermischung kann deren physikalische Eigenschaften und Farbe verändern. 

Was macht die Raman-Spektroskopie einzigartig?

Nur wenige spektroskopische Techniken erfüllen den Bedarf an schnellen, einfachen, genauen, zerstörungsfreien und flexiblen Prüfungen: Nahinfrarot- (NIR) und Raman-Spektroskopie führen diese Liste an. Diese Techniken qualifizieren und quantifizieren verschiedene Polymere für Forschungs-, Analyse- und Qualitätskontrollzwecke.

Wie die Raman-Spektroskopie die Polymerindustrie beeinflussen kann

Die weltweite Entwicklung hin zu einer 100% Prüfung der eingehenden Waren und Qualitätskontrollen in der Produktionslinie erfordert effiziente und ressourcenschonende Methoden. Die Fähigkeiten von Raman machen es zu einem idealen Verfahren für die Qualitätskontrolle (QC). Mit Raman können Hersteller Rohmaterialien schnell und direkt am Wareneingang prüfen, bevor sie in die Produktion gelangen, und so Kosten vermeiden, die mit langen Wartezeiten im Labor, Produktionsunterbrechungen und der Schulung von technischem Personal verbunden sind. Zu den besten Empfehlungen für Raman gehören die Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit für den Bediener. Man muss kein ausgebildeter Spektroskopiker sein, um Raman zu nutzen!

Die genaue Kenntnis der Zusammensetzung von Rohstoffen und Harzmischungen ermöglicht es den Herstellern, Polymerisationsprozesse zu steuern und zu optimieren und konsistentere Produkte herzustellen, die den Kundenspezifikationen am besten entsprechen. 

Zum Beispiel erscheinen Polymerrohstoffe oft als weiße oder schwarze Pellets, aber es kann schwierig sein, ihre Zusammensetzung zu erkennen, wenn man sie nur ansieht. Die Vorläufer der heutigen Raman-Geräte von Metrohm wurden verwendet, um eine Raman-Spektrenbibliothek zu erstellen, die auf einer Reihe von Polymerreferenzen der ResinKit Company in Woonsocket, RI (USA), basiert. Diese Bibliothek wurde von einem weltweit tätigen Hersteller von künstlichen Gelenken bei jedem Schritt des Produktionsprozesses verwendet. Obwohl es unmöglich ist, zwischen Polyamid und Polycarbonat visuell zu unterscheiden, ist die Unterscheidung der beiden Materialien unerlässlich, da unterschiedliche Harzmischungen die Leistung und Langlebigkeit des Endprodukts beeinflussen.

Weitere Informationen über Verwendung der Raman-Spektroskopie zur Identifizierung und Charakterisierung von Polymeren finden Sie in unserer Application Note:

Die Vorteile der Raman-Spektroskopie zur Identifizierung und Charakterisierung von Polymeren

Anwendungen der Raman-Polymeranalyse

Zusammenfassung

Die Raman-Spektroskopie ist nicht nur ein schnelles Analyseverfahren, sondern auch zerstörungsfrei, umweltfreundlich und einfach in der Anwendung. Handgehaltene und tragbare Raman-Instrumente tragen dazu bei, dass sich diese Technologie auch an ungewohnten Orten durchsetzen kann. Der Einsatz von Raman für die Analyse verschiedener Polymere ist ein großartiges Beispiel dafür, wie die Technologie uns helfen kann, die Welt zu verstehen - vom Meer bis zur Qualitätskontrolle!

Referenzen

[1] Neves, A.; Friedel, R.; Melo, M. J.; et al. Best Billiard Ball in the 19th Century: Composite Materials Made of Celluloid and Bone as Substitutes for Ivory. PNAS Nexus 2023, 2 (11), pgad360. DOI:10.1093/pnasnexus/pgad360

[2] Neves, A.; Friedel, R.; Callapez, M. E.; et al. Safeguarding Our Dentistry Heritage: A Study of the History and Conservation of Nineteenth–Twentieth Century Dentures. Heritage Science 2023, 11 (1), 142. DOI:10.1186/s40494-023-00989-2

[3] Bruno. A device used by the scientific police to study the nature of plastics collected at sea. Expédition MED. https://www.expedition-med.org/actualites/un-appareil-utilise-par-la-police-scientifique-pour-etudier-la-nature-des-plastiques-preleves-en-mer/ (accessed 2024-08-08).

[4] emmao. The Recycling Conundrum. Plastic Free Communities, 2024.

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Application Note: Die Vorteile der Raman-Spektroskopie zur Identifizierung und Charakterisierung von Polymeren