Infračervená (IČ) spektroskopia je metóda, ktorá sa zaoberá interakciou elektromagnetického žiarenia (EMŽ) z infračervenej oblasti s molekulou alebo s určitou časťou molekuly (so skupinami atómov). Jej využitie pri výskume poslednom období výrazne stúpa, čo je spôsobené väčšou dostupnosťou prístrojov, predovšetkým ich vyššou kvalitou.
IČ spektroskopia sa používa na identifikáciu hlavných komponentov v materiáli, ktorý chceme identifikovať, tiež na charakterizáciu štruktúry a chemického zloženia jednotlivých materiálov, ako aj na sledovanie niektorých reakcií, ktoré prebiehajú na povrchu. Jej veľkou výhodou je, že je to metóda jednoduchá a ekonomická a poskytuje informácie o látkach kryštalických, ako aj o mikrokryštalických čiže röntgeno-amorfných. [1]
Infračervená časť elektromagnetického spektra je rozdelená do troch oblastí – blízkej, strednej a vzdialenej, definovaných vzhľadom k ich polohe oproti jej viditeľnej oblasti spektra. Ďaleko – infračervený, (približne 400 – 10 cm-1) žiarenie prirovnateľné k oblasti žiarenia mikrovlnnej rúry, má nízku energiu a môže byť použitý na vírivú spektroskopiu. Stredný – infračervený (približne 4 000 – 400 cm-1) môže byť použitý na štúdium základného chvenia a spojený s vírivo – vibračným, zatiaľ čo vyššia energia blízko IR (14 000 – 4 000 cm-1) môže rozrušiť harmonické chvenia. [1, 2]
POUŽITÝ MATERIÁL A PRIEBEH MERANIA
Základným optickým komponentom FT-IR spektrometra je interferometer, ktorý pozostáva z dvoch navzájom kolmých zrkadiel a z rozdeľovača lúča. Jedno zo zrkadiel má zafixovanú polohu, kým druhé sa pohybuje po určenej dráhe konštantnou rýchlosťou. Rozdeľovač lúčov je polopriepustná platnička vyrobená z materiálu, ktorý je transparentný v spektrálnej oblasti, pre ktorú je rozdeľovač lúčov určený. IČ žiarenie zo zdroja dopadá na rozdeľovač lúčov, kde sa rozdelí na dve časti, pričom jedna časť dopadá na fixné zrkadlo a druhá na pohybujúce sa zrkadlo. Po odraze od zrkadiel sa lúče vracajú späť na rozdeľovač lúčov. Keďže dráhový rozdiel oboch lúčov sa mení (v závislosti od polohy pohyblivého zrkadla), lúče pri spätnom dopade na rozdeľovač lúčov interferujú a signál dopadajúci na detektor generuje interferogram. Ten obsahuje informácie o intenzitách pre každý vlnočet v celom rozsahu spektra. Kým pri interferograme je intenzita žiarenia dopadajúceho na detektor funkciou dráhového rozdielu oboch lúčov, v prípade „klasického“ spektra je intenzita funkciou vlnočtu infračerveného žiarenia. Preto je potrebné prepočítať interferogram na tvar klasického spektra pomocou matematického vzťahu – Fourierovej transformácie [2, 3, 4].
Merania boli realizované na prístroji VARIAN 620-IR, FT-IR Imaging Microscope (obr. 1).
VÝSLEDKY MERANIA A DISKUSIA
Z dostupnej literatúry k Fourierovej transformácií sa na základe porovnávacej tabuľky a tiež softwaru k FT-IR stanovilo zloženie vzorky kompozitu a polyvinylbutyrálu. V nasledujúcich tabuľkách č. 1 a 2 sú výsledky merania.
ZÁVER
Z predchádzajúcich meraní je teda zrejmé, že materiál, ktorý bol testovaný, sa skladá z rozličných druhov organických zlúčenín, ktoré majú vysoký vplyv na správanie sa materiálu pri tej – ktorej konkrétnej metóde. Slúži nám na lepšie poznanie a zorientovanie sa pri ďalšom postupe. Napríklad pri využití týchto druhotných surovín s ďalšími termoplastmi. Úplné a presné zloženie je veľmi náročné, nakoľko zmes opotrebovaných pneumatík bola rôzna. Konkrétne môžeme povedať – čo výrobca, to rôzne zloženie pneumatiky.
LITERATÚRA
[1] GARAJ, J. a kol.: Fyzikálne a fyzikálno-chemické analytické metódy. Alfa, Bratislava
[2] HOLBA V.: Fyzikálno-chemické vlastnosti atómov a molekúl. SPN, Bratislava
[3] MADEJOVÁ, J.: Infračervená spektroskopia, SAV, Ústav anorganickej chémie, Bratislava
[4] Fourier Transform Infrared Spectroscopy FT-IR, ,[online][cit.2014 -12-12 dostupné z www < http://www.nuance.northwestern.edu>
[5] CHARLES A. HARPER: Handbook of Plastics Technologies, The McGraw– Hill Companies, United States of America, s. 9, 2006, ISBN 0-07-146068-3
[6] HUYNH, H.; RAGHAVAN, D.; FERRARIS, C. F.: Rubber particles from recycled tires in cementitious composite materials, In: National institute og standards and technology, 1996, Washington JONES, F. R.: Handbook of Polymer-Fibre Composites,1994 ISBN 0-470-23373-7
[7] KNAPČÍKOVÁ, L.: Optimalizácia technologických procesov pri zhodnocovaní plastov, FVT Prešov, s.186, 2011
TEXT/FOTO ING. LUCIA KNAPČÍKOVÁ, PHD., TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH, FAKULTA VÝROBNÝCH TECHNOLÓGIÍ, PREŠOV
Príspevok lektoroval: Ing. Petr Trávníček, Ph.D., Mendelova univerzita v Brne, Česká republika
