آنالیز ATR-FTIR در صنعت لاستیک: راهنمای جامع شناسایی و کنترل کیفیت

در صنایع پلیمری، «شناسایی دقیق ساختار» و «تضمین کیفیت مواد اولیه» رکن اصلی است. آنالیز ATR (Attenuated Total Reflectionکه به عنوان تکنیکی مکمل برای دستگاه FTIR شناخته می‌شود، انقلابی در تحلیل لاستیک‌ها ایجاد کرده است. آنالیز ATR   مطابق با استاندراد  ISO ۴۶۵۰   انجام می شود.

 ضرورت  آنالیز ATR برای لاستیک‌ها:

در گذشته، برای تحلیل لاستیک با طیف‌سنجی مادون قرمز، نیاز به برش‌های بسیار نازک (کمتر از ۱۰ میکرون) بود که با میکروتوم تهیه می‌شدند. این کار زمان‌بر و مخرب بود. اما با تکنولوژی ATR شما می‌توانید یک قطعه لاستیک ضخیم را مستقیماً روی کریستال قرار دهید و در کمتر از چند دقیقه، «اثر انگشت شیمیایی» آن را استخراج کنید.

 مکانیسم عملکرد:

ATR بر اساس پدیده‌ی موج میرا ( (Evanescent Waveعمل می‌کند:

۱.  پرتو مادون قرمز از داخل یک کریستال با ضریب شکست بالا (مثل الماس یا ZnSe) عبور می‌کند.

۲.  در محل تماس کریستال با نمونه لاستیک، پرتو به جای عبور کامل، بخشی از انرژی خود را به صورت موجی در سطح نمونه (تا عمق حداکثر ۵ میکرون) نفوذ می‌دهد.

۳.  بخش‌های جذب‌نشده‌ی پرتو به داخل کریستال بازمی‌گردد.

۴.  دستگاه اختلاف پرتو تابشی و بازتابشی را ثبت کرده و پیک‌های جذب اختصاصی گروه‌های عاملی لاستیک را نمایش می‌دهد.

 چه اطلاعاتی از نمودار ATR استخراج می‌شود؟

با تحلیل طیف خروجی، می‌توانید موارد زیر را شناسایی کنید:

۱.       شناسایی نوع پلیمر پایه: (مثلاً تشخیص تفاوت پیک‌های C=C در پلی‌بوتادین در برابر نیتریل).

۲.       اندازه‌گیری میزان اکسیداسیون: پیک‌های پهن در ناحیه ۱۷۰۰-۱۷۵۰ cm⁻¹ نشان‌دهنده تشکیل گروه کربونیل (C=O) ناشی از تخریب حرارتی یا محیطی است.

۳.       آنالیز افزودنی‌های سطحی: تشخیص روغن‌های مهاجر، آنتی‌اکسیدان‌ها یا موم‌هایی که به سطح لاستیک آمده‌اند.

۴.       شناسایی پرکننده‌ها (Fillers: با اینکه ATR یک روش سطحی است، اما در بسیاری از موارد می‌توان ردپای برخی پرکننده‌ها را در حضور پلیمر مشاهده کرد.