Cette note d'application décrit l'identification par spectroscopie Raman de polymères tels que l'ABS, le PE, le PS, le PET et le PMMA dans différents colorants. Une détermination rapide et non destructive a lieu après la création d'une base de données de spectres appropriée. Les mesures effectuées avec le spectromètre Raman Mira M-1 ne nécessitent aucune préparation de l'échantillon et fournissent des résultats immédiats et sans ambiguïté.
L'industrie d'aujourd'hui, mais aussi la vie quotidienne, ne peuvent être imaginées sans polymères. La spectroscopie Raman portable est particulièrement adaptée à l'identification des polymères couramment utilisés, car elle permet d'obtenir des résultats évidents en quelques secondes. En outre, l'analyse Raman n'étant pas destructive, l'utilisation ultérieure ou le recyclage de l'échantillon n'est pas limité.
Dans cette étude, une bibliothèque de polymères répandus de différentes couleurs a été constituée et utilisée par la suite pour l'identification d'échantillons de polymères inconnus.
Tous les spectres ont été mesurés à l'aide du spectromètre Raman portable Mira M-1 en mode d'acquisition automatique, c'est-à-dire que les temps d'intégration ont été déterminés automatiquement. Une longueur d'onde laser de 785 nm et la technique ORS (Orbital-Raster-Scan) ont été utilisées. Comme de nombreux échantillons de polymères étaient très fins, les spectres ont été enregistrés avec l'adaptateur point-and-shoot qui convient pour une courte distance de travail (SWD).
Une vaste collection de normes et d'échantillons de polymères ABS (Acrylonitrile butadiène styrène), PA (Polyamide), PC (Polycarbonate), PE (Polyéthylène), PP (Polypropylène), PS (Polystyrène), PET (Polyéthylène téréphtalate), PVC (Poly(chlorure de vinyle)), et PMMA (Poly(méthacrylate de méthyle)) de différentes couleurs a été utilisée pour constituer une bibliothèque complète avec le logiciel Mira Cal.
Pour chaque type de polymère, un spectre (c'est-à-dire une couleur) a été choisi et ces spectres ont été superposés. La superposition (figure 2) montre que chacun des polymères a un spectre unique qui le différencie des autres plastiques analysés. La zone spectrale contenant la majorité des pics s'étend de 600 à 1800 cm-1, ce qui prouve que la gamme spectrale du Mira M-1 est appropriée pour les échantillons de polymères étudiés.
Les spectres de divers articles de tous les jours et de laboratoire, de polymères inconnus et de différentes couleurs (figure 3), ont été comparés à la bibliothèque. La bibliothèque, qui avait été constituée à l'aide de polymères étalons de différentes couleurs, a permis d'identifier les échantillons testés : Les échantillons opaques ont été identifiés en fonction de la couleur, tandis que les échantillons transparents et translucides ont été, dans de nombreux cas, identifiés uniquement en tant que tels.
Comme le montre la figure 4, les signaux des échantillons foncés, tels que les échantillons noirs, gris et bleus foncés, étaient très faibles en intensité et aucun pic spécifique au polymère n'a pu être observé. Ce phénomène, que l'on retrouve dans de nombreuses techniques spectroscopiques, est dû à l'absorption de la lumière laser par le noir de carbone.
L'identification des échantillons foncés (principalement gris foncé et noir) n'étant pas possible, ils ont été exclus de la bibliothèque, et seuls les échantillons transparents, translucides et de couleur claire ont été conservés dans la bibliothèque.
Les valeurs de corrélation spectrale, qui indiquent dans quelle mesure le spectre de l'échantillon correspond au spectre de référence de la bibliothèque, étaient supérieures à 0,90 pour tous les échantillons mesurés (y compris, mais sans s'y limiter, ceux présentés à la figure 3). Tous les échantillons de polymères ont donc été identifiés sans ambiguïté à l'aide du spectromètre Mira M-1.
Cette étude montre que le Mira M-1 peut être utilisé pour identifier sans ambiguïté divers polymères de différentes couleurs en mesurant leurs spectres et en les faisant correspondre à une bibliothèque. L'identification ne prend que quelques secondes.
Les problèmes ne se posent que lorsque des polymères de couleur foncée doivent être analysés. Ces échantillons absorbent fortement la lumière laser du spectromètre et certains pics spécifiques au polymère n'apparaissent donc pas dans le spectre. Les échantillons de couleur foncée ne peuvent donc pas être identifiés par spectroscopie Raman.
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