Chuyển hướng tin nhắn
Nhận báo giá

Privacy Policy

I allow Metrohm AG and its subsidiaries and exclusive distributors to store and process my data in accordance with its Privacy Policy and to contact me by e-mail, telephone, or letter to reply to my inquiry and for advertising purposes. I can withdraw this consent at any time by sending an e-mail to info@metrohm.com.

This field is required.

Nhựa có thể gây tranh cãi vì chúng tiện lợi và rẻ tiền, nhưng lại có tác động có hại đến môi trường. Những vật liệu này có mặt ở khắp mọi nơi – từ bảo tàng đến y học hiện đại, và thậm chí cả trong sóng biển. Nhựa có mặt khắp nơi, và quang phổ Raman có thể được sử dụng ở bất kỳ đâu để xác định, phân loại và kiểm tra chất lượng.

Quang phổ Raman cho phân tích polyme


Quang phổ Raman ngày càng được lựa chọn cho phân tích polyme vì nó không phá hủy, không yêu cầu chuẩn bị mẫu, và cho kết quả chỉ trong vài giây. Nó thân thiện với người dùng; ngay cả những người không chuyên cũng có thể thu thập dữ liệu tại chỗ. Quang phổ Raman cũng thân thiện với môi trường – không yêu cầu hóa chất, dung môi hoặc vật liệu cho việc chuẩn bị mẫu – và nó không tạo ra bất kỳ chất thải nào.

Tìm hiểu thêm về các nguyên tắc cơ bản của quang phổ Raman trong bài viết trên blog của chúng tôi.

FAQ about Raman spectroscopy: Theory and usage

Hình 1. Metrohm cung cấp các máy quang phổ Raman để bàn, cầm tay và phân tích online (không được hiển thị).

Quang phổ Raman có nhiều đặc tính cơ bản vượt trội hơn so với các kỹ thuật khác trong phân tích polyme. Các đặc điểm này bao gồm: độ đặc hiệu cao của vật liệu, thư viện lớn các chất và hỗn hợp đã biết và khả năng lấy mẫu nhựa dưới nhiều hình thức khác nhau bao gồm vật liệu composite trong suốt và có màu, lớp phủ, và chất kết dính. Độ chính xác và tính linh hoạt như vậy là rất quan trọng để xác định chính xác các vật liệu và hỗn hợp nhựa; bất kỳ sự sai lệch nào so với hỗn hợp polyme tiêu chuẩn có thể thay đổi các đặc tính vật lý và màu sắc của nó.

Điều gì làm cho quang phổ Raman trở nên độc đáo?

Ít kỹ thuật quang phổ đáp ứng được nhu cầu kiểm tra nhanh, dễ dàng, chính xác, không phá hủy và linh hoạt: quang phổ hồng ngoại gần (NIR) và quang phổ Raman đứng đầu danh sách này. Những kỹ thuật này xác định và định lượng các polyme khác nhau cho mục đích nghiên cứu, phân tích và kiểm soát chất lượng.

Hình 2. Đo qua các thùng chứa bằng phương pháp quang phổ Raman giúp người vận hành an toàn hơn trước các chất lạ.

Các ưu điểm chính của việc sử dụng quang phổ Raman cho phân tích polyme và nhựa bao gồm:

  • Lấy mẫu tại chỗ, được thực hiện với các thiết bị Raman cầm tay có độ phân giải cao.
  • Cải thiện độ an toàn bằng cách kiểm tra qua các rào cản mỏng để tránh cả sự tiếp xúc của con người và ô nhiễm vật liệu (Hình 2).
  • Độ đặc hiệu cao – quang phổ Raman lý tưởng cho việc phân biệt giữa các chất rất tương tự nhau.
  • Loại bỏ hiện tượng phát quang gây nhiễu. Quang phổ Raman có thể phân tích nhiều vật liệu hiện đại hơn bao giờ hết, bao gồm cả nhựa màu
    Hãy tìm hiểu trong White Paper của chúng tôi
  • Quang phổ Raman cho thấy tiềm năng như một kỹ thuật phân tích định lượng.

Cách quang phổ Raman có thể ảnh hưởng đến ngành công nghiệp polyme

Xu hướng toàn cầu hướng tới việc kiểm tra 100% hàng hóa đầu vào và kiểm tra chất lượng trong quy trình sản xuất yêu cầu các phương pháp hiệu quả và ít tài nguyên. Với quang phổ Raman, các nhà sản xuất có thể nhanh chóng kiểm tra nguyên liệu thô tại thời điểm nhận hàng trước khi chúng vào sản xuất và tránh được các chi phí liên quan đến thời gian chờ đợi lâu trong phòng thí nghiệm, gián đoạn sản xuất và đào tạo nhân viên kỹ thuật. Một trong những khuyến nghị cao nhất cho quang phổ Raman là sự đơn giản và dễ sử dụng cho người vận hành. Không cần phải là một nhà quang phổ học được đào tạo để sử dụng quang phổ Raman!

Biết được thành phần chính xác của nguyên liệu thô và các hỗn hợp nhựa cho phép các nhà sản xuất kiểm soát và tối ưu hóa các quy trình polymer hóa và tạo ra các sản phẩm đồng nhất hơn để đáp ứng tốt nhất các thông số kỹ thuật của khách hàng.

Ví dụ, các vật liệu polyme thô thường xuất hiện dưới dạng viên màu trắng hoặc đen, nhưng có thể khó xác định thành phần của chúng chỉ bằng cách nhìn. Các tiền thân của các thiết bị Raman hiện tại của Metrohm đã được sử dụng để xây dựng một thư viện quang phổ Raman dựa trên một tập hợp các tham chiếu polyme từ công ty ResinKit, có trụ sở tại Woonsocket, RI (Mỹ). Thư viện này đã được sử dụng bởi một nhà sản xuất toàn cầu của các khớp nhân tạo ở mọi bước trong quy trình sản xuất. Trong khi việc phân biệt giữa polyamide và polycarbonate bằng mắt là không thể, việc phân biệt từng loại là rất cần thiết vì các hỗn hợp nhựa khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của sản phẩm hoàn thiện.
 

Để biết thêm thông tin về việc sử dụng quang phổ Raman để xác định và đặc trưng hóa polyme, hãy đọc Tài liệu Ứng dụng của chúng tôi.

The Benefits of Raman Spectroscopy for the Identification and Characterization of Polymers

Ứng dụng phân tích polyme bằng quang phổ Raman

Việc xác định polyme có thể được thực hiện trong chưa đầy hai phút với quang phổ Raman.

Hauff-Technik GmbH & Co. KG tại Hermaringen, Đức, là một trong những nhà sản xuất hàng đầu thế giới về cáp nhựa, ống dẫn và vật liệu xây dựng. Những sản phẩm này được làm từ viên nhựa do ngành công nghiệp hóa chất cung cấp. Khi Hauff-Technik sẵn sàng phát triển quy trình QC cho nguyên liệu đầu vào, họ đã chọn quang phổ Raman thay vì đầu tư vào một phòng thí nghiệm tốn kém. Giờ đây, họ xác minh các viên nhựa đầu vào từ nhiều nhà cung cấp khác nhau bằng thiết bị Raman cầm tay MIRA XTR trong một quy trình nhận hàng nhanh chóng, dễ dàng và thuận tiện.

MIRA XTR đặc biệt phù hợp với quy trình QC của Hauff-Technik. Nhiều viên nhựa có màu và có thể gây thách thức cho quang phổ Raman. Ví dụ, các viên nhựa đen được biết đến là gây ra phát quang, dẫn đến tín hiệu Raman kém. MIRA XTR có thể xử lý những thách thức này và xác minh danh tính của các viên nhựa màu và mẫu phát quang một cách chính xác và đáng tin cậy.

Đọc tiếp để tìm hiểu thêm về trải nghiệm của Hauff-Technik với MIRA trong việc xác định polyme.

MIRA XTR for ID verification of incoming polymer pellets

Những loại nhựa thương mại đầu tiên, được phát triển như những thay thế khả thi cho ngà tự nhiên, được tìm thấy trong bóng bi-a celluloid và hàm giả. Việc xác định hóa học của các loại nhựa đầu tiên trong bộ sưu tập bảo tàng cung cấp thông tin cho chúng ta về thành phần celluloid và các rủi ro phân hủy. Đây là những ứng dụng hoàn hảo cho quang phổ Raman, vì nó có thể thu thập dữ liệu quan trọng mà không làm hỏng các hiện vật lịch sử.

Một quả bóng bi-a 155 năm tuổi do John Wesley Hyatt phát minh là một ví dụ tiên phong về vật liệu composite polyme gia cường. MIRA đã được sử dụng để giúp làm rõ thành phần phức tạp của quả bóng bi-a celluloid «gốc» Hyatt 1868 của Viện Smithsonian [1].

MIRA cũng đã được sử dụng để nghiên cứu các công thức và trạng thái phân hủy của 21 hàm giả celluloid sớm khác nhau từ Bảo tàng Lịch sử Hoa Kỳ và Bảo tàng Nha khoa Quốc gia của Tiến sĩ Samuel D. Harris [2]. Một trích dẫn từ bài báo cho biết [2]: «Quang phổ Raman cầm tay đã được chứng minh là một công cụ tại chỗ tuyệt vời để nghiên cứu các vật liệu polyme.»

Vi nhựa, được định nghĩa là rác thải nhựa có kích thước nhỏ hơn 5 mm, là hình thức rác biển phong phú nhất và đang trở thành mối quan tâm ngày càng tăng trên toàn cầu. Các nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm quang phổ Raman như một công cụ hiệu quả để xác định vi nhựa, vì việc xác định chắc chắn vi nhựa làm sáng tỏ nguồn gốc của chúng và giúp dự đoán các tác động sinh học.

Các mẫu vi mô không phải là ứng cử viên tốt cho phân tích Raman truyền thống, nhưng kính hiển vi Raman có thể được sử dụng để lấy mẫu các hạt nhựa nhỏ, riêng lẻ. Trong một ứng dụng thú vị, các mẫu nước thu thập từ mặt nước cửa sông Delaware Bay (Mỹ) đã được lọc, và các hạt vi nhựa thu được đã được xác định bằng cách sử dụng Máy quang phổ Raman cầm tay i-Raman.
 

Thông tin thêm có thể được tìm thấy trong Tài liệu Ứng dụng của chúng tôi.

Identification of microplastics with Raman microscopy


Trong một tình huống khác, MIRA thực hiện chính xác những gì nó được thiết kế cho: cung cấp kết quả chất lượng phòng thí nghiệm trong các kịch bản thử nghiệm phi truyền thống. Máy quang phổ cầm tay MIRA đang được sử dụng để phân tích và xác định nguồn gốc của các hạt nhựa được thu thập trong các chiến dịch Expedition MED ở Biển Địa Trung Hải [3]. Với thông tin này, những người ra quyết định có thể thực hiện tốt hơn việc bảo vệ môi trường.

Hình 3. Quang phổ Raman của các loại nhựa thương mại chính dễ dàng được phân biệt, ngay cả với các phụ gia như phẩm màu và sau nhiều năm tiếp xúc với môi trường.

Các nhóm nghiên cứu trên toàn cầu sử dụng quang phổ Raman để xác định, phân loại và xác định ảnh hưởng của sự tiếp xúc môi trường lâu dài lên rác thải nhựa để giải quyết vấn đề được gọi là «Nghịch lý Tái chế» [4]. Trước khi tái chế nhựa có thể trở nên hiệu quả hơn và có tác động đáng kể đến rác thải nhựa toàn cầu, các vấn đề phân loại và xác định các vật liệu hỗn hợp và bị phân hủy phải được khắc phục. Quang phổ Raman là một giải pháp hiệu quả cho tất cả những vấn đề này (Hình 3). 

Tóm tắt

Không chỉ là một kỹ thuật phân tích nhanh, quang phổ Raman còn không phá hủy, thân thiện với môi trường và dễ sử dụng. Các thiết bị Raman cầm tay và di động giúp công nghệ này được áp dụng rộng rãi ngay cả ở những địa điểm phi truyền thống. Việc sử dụng quang phổ Raman cho phân tích các polyme khác nhau là một ví dụ tuyệt vời về cách công nghệ có thể giúp chúng ta đọc thế giới—từ biển cả đến QC!

Tài liệu tham khảo

[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.

Your knowledge take-aways

Interview: Polymer ID verification in under two minutes

Application Note: Identification of microplastics with Raman microscopy

Application Note: The Benefits of Raman Spectroscopy for the Identification and Characterization of Polymers

Fluorescence-free 785 nm material ID with MIRA XTR DS

Click here to download

This free White Paper presents a survey of fluorescence suppression methods, the benefits of MIRA XTR DS, and application examples (e.g., hazardous chemicals, illicit drugs, ingredients and products used in the food and beverage industry, and manufactured materials).

Author
Gelwicks

Dr. Melissa Gelwicks

Marketing Specialist
Metrohm Raman (a division of Metrohm Spectro), Laramie, Wyoming (USA)

Liên hệ