Oberflächenanalysen an Bandoberflächen mit FTIR Spektroskopie

09.01.2019 | Salzgitter Flachstahl GmbH

Eine Aufgabe der chemischen Laboratorien der Salzgitter Flachstahl sind z. B. Identitätsprüfungen von Ölen und eine Beurteilung bereits eingesetzter Schmierstoffe auf Oxidation sowie Verunreinigungen auf Bandoberflächen. Die FTIR-Spektroskopie (Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie) ist hierfür eine wichtige Arbeitsmethode aufgrund des relativ geringen Zeitaufwandes, des hohen Informationsgehalts eines Spektrums und der Vielfalt der Möglichkeiten Proben zu untersuchen.
Das zu untersuchende Material wird dabei mit Infrarotlicht bestrahlt, welches die Probe durchstrahlt oder von ihr reflektiert wird (Reflexion oder Transmission). Das Infrarotlicht wird von Infrarot-aktiven Materialien spezifisch absorbiert, und der Intensitätsverlust in einem Spektrum aufgezeichnet.
Eine spezielle und besonders interessante Anwendung ist dabei der Einsatz der FTIR-Mikroskopie im Rahmen von Oberflächenanalysen bei Verschmutzungen. Eine Identifizierung von organischen Kontaminationen auf der Oberfläche, eine Untersuchung von Fasern, die Materialbestimmung von geringen organischen Stoffmengen auf Oberflächen und Analysen von organischen Einschlüssen in Lacksystemen sind damit nach angemessener Probenvorbereitung möglich.
Beispielsweise kann auf diese Weise der direkte Nachweis eines Polymergemisches auf einer Pretex®-Oberfläche erfolgen:

Übersichtsaufnahme einer Kaltbandprobe
Abbildung 1: Übersichtsaufnahme einer Kaltbandprobe mit Verunreinigung, rotes Kreuz: Referenzpunkt des Polymergemisches
Abbildung des Spektrums der Kaltbandprobe
Abbildung 2: auf den Referenzpunkt bezogene Verteilung des Polymergemisches, rote Zonen: gute Übereinstimmung mit Referenzpunkt, blaue Zonen: keine Übereinstimmung mit Referenzpunkt, Messmodus: Reflexion

So kann durch eine Multikomponentensuche des am Referenzpunkt erhaltenen FTIR-Spektrums festgestellt werden, dass es sich hierbei um ein Gemisch der Polymere Polyisobutylen und Polyethylen handelt, welches während der Verarbeitung, z. B. bei der Verwendung von Folien, als Kontamination auf das Produkt gelangt sein kann.  
Die FTIR Spektroskopie ist eines der Verfahren, welches bei der Salzgitter Flachstahl genutzt wird, um Produktionsprozesse zu analysieren und zu verbessern, um so den Kunden optimale Produkte zur Verfügung zu stellen.