Analysis of Discoloration and Coloration Using FTIR and EDX

Význam tématu

Pozorování a odstraňování nežádoucího zabarvení a změn odstínu materiálů je klíčové v průmyslové výrobě, uživatelské kvalitě i reklamaci produktů. Jemné zabarvení papíru, pryskyřic nebo polymerů může signalizovat kontaminaci, technologickou vadu či nesprávné skladování, a vyžaduje rychlou a spolehlivou analýzu bez poškození vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Článek demonstruje kombinaci Fourierovy transformace infračervené spektroskopie (FTIR) a energeticky disperzní rentgenové fluorescence (EDX) pro přímou, bezpřípravkovou identifikaci organických i anorganických příčin zabarvení a diskolorací různých materiálů.

Použitá metodika

Analýzy probíhaly přímo na vzorcích bez doplňkové extrakce či úprav. Pro organické složky se využila FTIR v ATR režimu s jednotkovou odraznou plochou, pro anorganické prvky EDX s kvantitativní i kvalitativní analýzou.

Použitá instrumentace

• FTIR přístroj IRTracer-100 s diamantovou ATR sondou MIRacle 10
• Parametry FTIR: rozlišení 4 cm-1, 40 skenů, detektor DLATGS, apodizace Happ-Genzel
• EDX spektrometr EDX-8000 s Rh rentgenovou trubicí, napětí 15–50 kV, vakuum, detekční průměr 1–10 mm
• Režim analýzy EDX: 6C-92U kvali-kvantitativní, integrační čas 60–100 s

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza diskolorovaného papíru:

• FTIR diferencí spekter normal vs. diskolorované odhalil pás v ~1750 cm-1 přiřazený k C=O skupině aditiva v parafínovém oleji.
• EDX potvrdil na diskolorovaném povrchu 99,8 % Al a 0,2 % Fe, typické pro fragment hliníkové slitiny.

Analýza bílé a zelené pryskyřice:

• FTIR potvrdil polyethylenovou bázi obou vzorků.
• EDX ukázal v obou vzorcích Si, P, Al, S (funkční přísady) a ve zelené pryskyřici navíc Cl a Cu v množství 0,03 % a 0,002 %, charakteristické pro organický pigment ftalocyanin zelený.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou, nedestruktivní a přímou detekci příčin diskolorace i barviv v široké škále materiálů bez časově náročné přípravy. FTIR efektivně odhaluje organické složky, EDX pak stopové anorganické prvky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat kombinaci s obrazovou spektroskopií a chemickou mapovací analýzou, rozšíření spektrálních databází a využití přenosných FTIR/EDX přístrojů pro in situ kontrolu ve výrobních linkách.

Závěr

Komplementární využití FTIR a EDX poskytuje komplexní a rychlý přístup k identifikaci příčin změn barvy v materiálech, což zefektivňuje kontrolu kvality a řešení reklamací bez poškození vzorku.

Reference

• 1) Shimadzu Application News No. X255