Analysis of Contaminations on a Plastic Part using the FT-IR Microscope LUMOS II

Význam tématu

Analýza kontaminací na plastových součástech je klíčová pro zajištění kvality a spolehlivosti výrobků v průmyslové praxi. Mikroskopické defekty často nelze přesně charakterizovat bez znalosti jejich chemického složení, což komplikuje identifikaci zdroje kontaminace. FT-IR mikroskopie umožňuje rychlou a citlivou detekci organických i anorganických látek s vysokým rozlišením na specifických místech povrchu vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem aplikace bylo prokázat schopnost plně automatizovaného FT-IR mikroskopu LUMOS II identifikovat černé pruhy na povrchu polykarbonátového dílu. Studie se zaměřila na určení, zda jsou kontaminace povrchové nebo vnořené v matrici, a na stanovení jejich chemické povahy pomocí spektrální analýzy a porovnání se spektrálními knihovnami.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl využit samostatný FT-IR mikroskop LUMOS II, který kombinuje integrovaný spektrometr, motorované prvky a intuitivní ovládání OPUS Video-wizard. Klíčové rysy instrumentace:

• Objektiv s 8× zvětšením pro módy ATR, transmisní a reflexní měření
• Motorovaný ATR krystal z germania s vysokým indexem lomu pro výjimečnou povrchovou citlivost a čtyřikrát lepší laterální rozlišení než v transmisním režimu
• Mapování šesti bodů s rozlišením 4 cm⁻¹ a akviziční dobou 17 sekund na jednu pozici
• Automatizované pozicování vzorku na motorizované scéně a průvodce celým postupem v OPUS Video-wizard

Hlavní výsledky a diskuse

Optický snímek vzorku ukázal šest bodů měření, z nichž tři spadaly na černé pruhy a tři na čistou polykarbonátovou oblast. Spektrální data odhalila významné rozdíly mezi těmito oblastmi. Po odečtení spektra čisté matrice od spektra kontaminace vzniklo spektrum charakteristické pro černé inkousty. Vyhledávání v knihovně potvrdilo, že původcem defektu je inkoust ze značkovacího fixu černé barvy (marker ink black 6558).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlou a jednoznačnou identifikaci mikroskopických kontaminací bez náročné přípravy vzorku
• Detekci organických i anorganických látek na povrchu i v hloubce
• Využití i méně zkušenými uživateli díky jednoduchému ovládání a průvodci měřením
• Široké uplatnění v kontrolních laboratořích pro analýzu defektů v polymerech, kovových i elektronických součástech a farmaceutických produktech

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k plné automatizaci vyhodnocovacích algoritmů s podporou umělé inteligence, integraci real-time měření přímo ve výrobních linkách a rozšíření spektrálních knihoven pro nové materiály. Perspektivním je také kombinování FT-IR mikroskopie s jinými spektroskopickými a obrazovými metodami pro komplexnější charakterizaci vzorků.

Závěr

FT-IR mikroskop LUMOS II představuje kompaktní a plně automatizované řešení pro analýzu kontaminací na polymerních dílech. Díky vysokému rozlišení, vynikající povrchové citlivosti a integrované softwarové podpoře umožňuje rychlou identifikaci i neznámých defektů a je ideální volbou pro QA/QC laboratoře s požadavkem na flexibilní a uživatelsky přívětivou analytiku.

Reference

1. Bruker Optics GmbH & Co. KG. Application Note AN M101: Analysis of Contaminations on a Plastic Part using the FT-IR Microscope LUMOS II, 2021.