FT-IR-Spektroskopie / FT-IR-Mikroskopie

Die FT-IR-Spektroskopie (Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie) stellt eine nahezu universell einsetzbare Methode im Bereich der zerstörungsfreien Identifizierung von sowohl organischen als auch anorganischen Stoffen dar. Vor allem im Bereich der Kunststoff- und Partikelidentifikation, Verunreinigungen auf diversen Oberflächen, Mikroplastikanalyse und allgemein Fremdkörperidentifikation ist die FT-IR Spektroskopie eine nicht wegzudenkende Standardmethode. Dabei können wir auf eine äußerst umfangreiche und über 20 Jahre stets wachsende Stoffdatenbank zurückgreifen. Durch die Verwendung der FT-IR-Mikroskopie lassen sich selbst Mikroproben wie Partikel, tropfenförmige Eintrockenreste, Beschichtungen sowie kleinste Produktschäden (> 50 µm) exakt positionieren und analysieren.

Funktionsprinzip

Für die Analyse einer Probe wird modulierte Energie im mittleren Infrarotbereich (MIR, Wellenzahl: 4000-400 cm−1, Wellenlänge: 2,5-25 µm) zur Untersuchung verwendet. Das Infrarotlicht wird bei spezifischen Frequenzen in Abhängigkeit der vorliegenden Molekülstruktur absorbiert und führt zu einer Schwingungsanregung der Bindungen im Molekül. Es entsteht ein charakteristisches Muster an Banden, welche das Schwingungsspektrum des Moleküls darstellt. Die Position und Intensität dieser Spektralbanden liefern einen Fingerabdruck der molekularen Struktur und dienen als Grundlage der Identifizierung von Stoffen. Als Voraussetzung für die Anwendbarkeit der Methode muss das Molekül entweder ein veränderbares oder ein induzierbares Dipolmoment aufweisen (IR-aktiv). In Molekülen mit Schwingungen symmetrisch zum Symmetriezentrum treten keine Änderungen des Dipolmoments auf (IR-inaktiv). Solche „verbotenen“ Schwingungen sind allerdings oft RAMAN-aktiv. Die RAMAN-Spektroskopie zählt ebenfalls zu unserem Methodenportfolio.

Die FT-IR-Spektroskopie wird in drei Techniken unterteilt: Transmission, Abgeschwächte Totalreflexion (ATR) und IR-Mikroskopie (Reflexion und ATR).

Unsere Leistungen

  • Analyse von festen, flüssigen und gasförmigen Proben
  • Identifikation von unbekannten Substanzen anhand von Referenzspektren, z. B. Kontaminationen oder filmische Rückstände
  • Untersuchung von Partikeln (Stoffgruppenidentifikation mittels Mikroskopie)
  • Quantitative Bestimmung von Ölresten, z. B. auf Metalloberflächen
  • KBr-Presstechnik; Diamant-ATR; IR-Mikroskopie

Anwendungen

  • Stoffgruppenanalyse von Substanzen und komplexen Gemischen
  • Identifizierung unbekannter Stoffe in Produkten (Lebensmittel, Pharma, Leiterplatten, etc.), vielfach über Vergleichsanalysen mit möglichen Referenzen
  • Identifizierung von Verunreinigungen (z. B. Partikel, Rückstände) auf der Makro- und Mikroskala
  • Rohstoffprüfung als Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung
  • Analyse von Polymeren (Thermoplaste, Elastomere, Klebstoffe, etc.) und deren Füllstoffe (oft in Kombination mit der Thermoanalyse - DSC/TG/STA)
  • Analyse von Mikroplastik
  • Bestimmung der Fettfreiheit bzw. des Gehaltes von Fetten und Ölen auf Produkten (Sauberkeit)
  • Bestimmung von Additiven, Flammschutzmitteln, Füllstoffen (qualitativ und quantitativ)
  • Qualitätskontrolle/Fehleranalyse in der Polymerindustrie (Untersuchung von Einschlüssen in Folien; Analyse einzelner Schichten von Verbundfolien), bspw. bei Verpackungen
  • Alterungsversuche von Materialien (z. B. Oxidationsindex und Trans-Vinylene Index)

Anwendungsbeispiel

Ablagerung im Messingventil

Die Lichtmikroskopie-Aufnahme am Mikroskop zeigt grünliche Ablagerungen aus dem Wasserkreislauf auf einem Messingventil.

Dem korrespondierendem FT-IR-Spektrum kann Malachit zugeordnet werden.

Probenanforderungen

  • Analyse von kleinsten Mengen fester, flüssiger oder gasförmiger Proben
  • Partikelidentifikation > 50 µm
  • KBr-Presstechnik für die Aufnahme von Pulvern und Oberflächenkontaminationen
  • Quantifizierung von Analyten erfordert Standards
  • Minimale Probenmenge: 5 mg

Spezifikationen

  • Thermo Nicolet 6700 mit Continuum Mikroskop
  • Transmission, Abgeschwächte Totalreflexion (ATR), IR-Mikroskopie
  • Wellenlängenbereich: 2,5‑25 µm
  • Wellenzahl: 4000‑400 cm−1

Normenauszug

In Anlehnung an:

ISO 5834-4
Implants for surgery — Ultra-high-molecular-weight polyethylene; Part 4: Oxidation index measurement method

Ihr Ansprechpartner

SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Königsbrücker Landstr. 161
01109 Dresden

t +49 351 8841-200
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