albisteak

Cookieak erabiltzen ditugu zure esperientzia hobetzeko. Gune honetan nabigatzen jarraitzen baduzu, gure cookien erabilera onartzen duzula adierazten duzu. Informazio gehiago.
Trafiko istripu baten berri ematen denean eta ibilgailuetako bat gertakariaren lekutik irteten denean, askotan auzitegi-laborategiei eskatzen zaie frogak berreskuratzea.
Hondar-frogak hauek dira: beira hautsia, faro, atzeko argi edo paragolpe hautsiak, baita irristatze-markak eta pintura-hondakinak ere. Ibilgailu batek objektu edo pertsona batekin talka egiten duenean, pintura orban edo txirbil moduan transferitzeko aukera handia dago.
Automobilgintzako pintura normalean osagai desberdinen nahasketa konplexua da, hainbat geruzatan aplikatzen dena. Konplexutasun horrek analisia zailtzen duen arren, ibilgailuen identifikaziorako informazio garrantzitsua ere ematen du.
Raman mikroskopia eta Fourier transformatuko infragorriak (FTIR) arazo horiek konpontzeko eta estaldura-egitura orokorreko geruza espezifikoen analisi ez-suntsitzailea errazteko erabil daitezkeen teknika nagusietako batzuk dira.
Pintura-txirbilen analisia datu espektralekin hasten da, eta datu horiek kontrol-laginekin zuzenean alderatu daitezke edo datu-base batekin batera erabil daitezke ibilgailuaren marka, modeloa eta urtea zehazteko.
Kanadako Errege Zaldizko Poliziak (RCMP) datu-base horietako bat mantentzen du, Paint Data Query (PDQ) datu-basea. Parte hartzen duten auzitegi-laborategietara edozein unetan sar daiteke datu-basea mantentzen eta zabaltzen laguntzeko.
Artikulu honek analisi prozesuko lehen urratsean jartzen du arreta: pintura-txirbilen datu espektralak FTIR eta Raman mikroskopia erabiliz biltzea.
FTIR datuak Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR mikroskopio bat erabiliz bildu ziren; Raman datu osoak Thermo Scientific™ DXR3xi Raman mikroskopio bat erabiliz bildu ziren. Pintura zatiak autoaren zati kaltetuetatik hartu ziren: bat ateko paneletik, bestea paraxoketik.
Zeharkako laginak lotzeko metodo estandarra epoxiarekin moldeatzea da, baina erretxina lagina zeharkatzen badu, analisi emaitzak alda daitezke. Hori ekiditeko, pintura zatiak bi poli(tetrafluoroetileno) (PTFE) xaflen artean jarri ziren zeharkako sekzio batean.
Analisia egin aurretik, pintura-txiparen zeharkako sekzioa eskuz bereizi zen PTFEtik eta txipa bario fluorurozko (BaF2) leiho batean jarri zen. FTIR mapaketa transmisio moduan egin zen, 10 x 10 µm2-ko irekidura, 15x objektibo eta kondentsadore optimizatu bat eta 5 µm-ko pauso bat erabiliz.
Raman analisietarako lagin berdinak erabili ziren koherentzia mantentzeko, nahiz eta BaF2 leihoaren zeharkako sekzio mehea ez den beharrezkoa. Aipatzekoa da BaF2-k 242 cm-1-tan Raman gailurra duela, eta espektro batzuetan gailur ahul gisa ikus daitekeela. Seinalea ez litzateke pintura-malutekin lotu behar.
Eskuratu Raman irudiak 2 µm eta 3 µm-ko irudi-pixelen tamaina erabiliz. Osagai nagusien gailurretan analisi espektrala egin zen eta identifikazio-prozesua hobetu zen merkataritza-liburutegiekin alderatuta osagai anitzeko bilaketak bezalako teknikak erabiliz.
Rice. 1. Lau geruzako automobilgintzako pintura lagin tipiko baten diagrama (ezkerrean). Auto baten atetik hartutako pintura zatien zeharkako bideo mosaikoa (eskuinean). Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materials and Structural Analysis
Lagin bateko pintura-maluta geruzen kopurua alda daitekeen arren, laginek normalean lau geruza inguru izaten dituzte (1. irudia). Metalezko substratuan zuzenean aplikatzen den geruza elektroforetiko imprimazio geruza bat da (17-25 µm-ko lodiera gutxi gorabehera), metala ingurunetik babesteko eta ondorengo pintura-geruzak jartzeko gainazal gisa balio duena.
Hurrengo geruza imprimazio gehigarri bat da, masilla (30-35 mikrako lodiera gutxi gorabehera), hurrengo pintura geruzen seriearentzako gainazal leuna emateko. Ondoren, oinarrizko geruza edo oinarrizko geruza dator (10-20 µm inguruko lodiera), oinarrizko pintura pigmentuz osatua. Azken geruza babes-geruza garden bat da (30-50 mikrako lodiera gutxi gorabehera), akabera distiratsua ere ematen duena.
Pintura arrastoen analisiak dakarren arazo nagusietako bat da jatorrizko ibilgailuaren pintura geruza guztiak ez direla nahitaez pintura-txirbil eta orban gisa agertzen. Gainera, eskualde ezberdinetako laginek konposizio desberdinak izan ditzakete. Adibidez, paraxoko pintura-txirbilak paraxoko materialaz eta pinturaz osatuta egon daitezke.
Pintura-txirbil baten zeharkako irudi ikusgaia 1. irudian ageri da. Lau geruza ikusten dira irudi ikusgaian, eta hori korrelazio bat dator infragorrien analisi bidez identifikatutako lau geruzekin.
Zeharkako sekzio osoa mapatu ondoren, geruza indibidualak identifikatu ziren hainbat gailur-eremuren FTIR irudiak erabiliz. Lau geruzen espektro adierazgarriak eta lotutako FTIR irudiak 2. irudian ageri dira. Lehenengo geruza poliuretanoz, melaminarekin (815 cm-1-ko gailurra) eta estirenoz osatutako estaldura akriliko garden bati zegokion.
Bigarren geruza, oinarrizko (kolore) geruza eta geruza gardena kimikoki antzekoak dira eta akrilikoz, melaminarekin eta estirenoz osatuta daude.
Antzekoak diren arren eta pigmentu-piko espezifikorik identifikatu ez den arren, espektroek oraindik ere desberdintasunak erakusten dituzte, batez ere pikoen intentsitateari dagokionez. 1. geruzako espektroak piko sendoagoak erakusten ditu 1700 cm-1 (poliuretanoa), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) eta 762 cm-1-tan.
2. geruzaren espektroaren intentsitate maximoak 2959 cm-1 (metilo), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (eter), 1077 cm-1 (eter) eta 731 cm-1-tan handitzen dira. Gainazaleko geruzaren espektroa azido isoftalikoan oinarritutako alkido erretxinaren liburutegiko espektroari zegokion.
E-coat imprimazioaren azken geruza epoxi eta, agian, poliuretanozkoa da. Azkenean, emaitzak automobilgintzako pinturekin bat datoz.
Geruza bakoitzeko osagai desberdinen analisia merkataritzan eskuragarri dauden FTIR liburutegiak erabiliz egin zen, ez automobilgintzako pinturaren datu-baseak erabiliz, beraz, bat-etortzeak adierazgarriak diren arren, agian ez dira absolutuak izango.
Analisi mota honetarako diseinatutako datu-base bat erabiltzeak ibilgailuaren marka, modeloa eta urtea ere ikusgarriagoa izango da.
2. irudia. Autoaren ateko pintura hautsiaren zeharkako sekzio batean identifikatutako lau geruzen FTIR espektro adierazgarriak. Irudi infragorriak geruza bakoitzarekin lotutako gailur-eskualdeetatik sortzen dira eta bideo-irudian gainjartzen dira. Eremu gorriek geruza bakoitzaren kokapena erakusten dute. 10 x 10 µm2-ko irekidura eta 5 µm-ko urrats-tamaina erabiliz, irudi infragorriak 370 x 140 µm2-ko azalera hartzen du. Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materials and Structural Analysis
3. irudian paraxoko pintura-txirbilen zeharkako sekzio baten bideo-irudia ageri da, gutxienez hiru geruza argi ikusten dira.
Infragorrien zeharkako irudiek hiru geruza desberdinen presentzia baieztatzen dute (4. irudia). Kanpoko geruza geruza gardena da, ziurrenik poliuretanozkoa eta akrilikoa, eta hori koherentea zen merkataritzako auzitegi-liburutegietako geruza gardenen espektroekin alderatuta.
Oinarrizko (kolore) estalduraren espektroa estaldura gardenaren oso antzekoa den arren, kanpoko geruzatik bereizteko bezain bereizgarria da oraindik. Gailurren intentsitate erlatiboan alde nabarmenak daude.
Hirugarren geruza babes-materiala bera izan daiteke, polipropilenoz eta talkoz osatua. Talkoa polipropilenoaren indargarri gisa erabil daiteke materialaren propietate estrukturalak hobetzeko.
Kanpoko bi geruzak automobilgintzako pinturan erabiltzen direnekin bat zetozen, baina ez zen pigmentu-pikor espezifikorik identifikatu primer-geruzan.
Rice. 3. Auto baten paragolpetik hartutako pintura-txirbilen zeharkako sekzio baten bideo-mosaikoa. Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materials and Structural Analysis
Rice. 4. Babes-euskarri bateko pintura-txirbilen zeharkako sekzio bateko hiru geruza identifikatuen FTIR espektro adierazgarriak. Irudi infragorriak geruza bakoitzarekin lotutako gailur-eskualdeetatik sortzen dira eta bideo-irudian gainjartzen dira. Eremu gorriek geruza bakoitzaren kokapena erakusten dute. 10 x 10 µm2-ko irekidura eta 5 µm-ko urrats-tamaina erabiliz, irudi infragorriak 535 x 360 µm2-ko azalera hartzen du. Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materialak eta Egiturazko Analisia
Raman irudi-mikroskopia erabiltzen da zeharkako sekzio sorta bat aztertzeko, laginari buruzko informazio gehigarria lortzeko. Hala ere, Raman analisia konplikatua da laginak igortzen duen fluoreszentziagatik. Hainbat laser iturri desberdin (455 nm, 532 nm eta 785 nm) probatu ziren fluoreszentzia-intentsitatearen eta Raman seinalearen intentsitatearen arteko oreka ebaluatzeko.
Ateetako pintura-txirbilen analisietarako, emaitzarik onenak 455 nm-ko uhin-luzera duen laser batekin lortzen dira; fluoreszentzia oraindik presente dagoen arren, oinarri-zuzenketa bat erabil daiteke horri aurre egiteko. Hala ere, metodo hau ez zen arrakastatsua izan epoxi geruzetan, fluoreszentzia mugatuegia zelako eta materiala laserrak kalteak jasateko joera zuelako.
Laser batzuk besteak baino hobeak diren arren, ez dago epoxi analisietarako egokia den laserrik. Paraxoko pintura-txirbilen Raman zeharkako analisia 532 nm-ko laser bat erabiliz. Fluoreszentziaren ekarpena oraindik ere badago, baina oinarrizko zuzenketaren bidez ezabatzen da.
Rice. 5. Auto baten ateko txip lagin baten lehen hiru geruzen Raman espektro adierazgarriak (eskuinean). Laugarren geruza (epoxi) galdu zen laginaren fabrikazioan. Espektroak oinarrizko lerroa zuzendu ziren fluoreszentziaren efektua kentzeko eta 455 nm-ko laser bat erabiliz bildu ziren. 116 x 100 µm2-ko azalera bistaratu zen 2 µm-ko pixel tamaina erabiliz. Zeharkako bideo mosaikoa (goian ezkerrean). Dimentsio anitzeko Raman kurba bereizmenaren (MCR) zeharkako irudia (behean ezkerrean). Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materialak eta Egitura Analisia
Auto baten ateko pintura zati baten zeharkako sekzioaren Raman analisia 5. irudian ageri da; lagin honek ez du epoxi geruzarik erakusten, prestaketan galdu zelako. Hala ere, epoxi geruzaren Raman analisia arazo bat zela ikusi zenez, ez zen arazotzat hartu.
Estirenoaren presentzia nagusi da 1. geruzaren Raman espektroan, karbonilo gailurra askoz ere intentsitate txikiagoa duen bitartean IR espektroan baino. FTIRrekin alderatuta, Raman analisiak lehen eta bigarren geruzen espektroetan alde nabarmenak erakusten ditu.
Oinarrizko geruzaren Raman bat etortze hurbilena perilenoa da; bat etortze zehatza ez den arren, perileno deribatuak automobilgintzako pinturako pigmentuetan erabiltzen direla ezagutzen da, beraz, kolore geruzako pigmentu bat izan daiteke.
Gainazaleko espektroak erretxina alkido isoftalikoekin bat zetozen, baina titanio dioxidoaren (TiO2, rutilo) presentzia ere detektatu zuten laginetan, batzuetan FTIRrekin detektatzea zaila izanik, espektro-mugaren arabera.
Rice. 6. Paraxoke batean pintura-txirbilen lagin baten Raman espektro adierazgarria (eskuinean). Espektroak oinarrizko lerroa zuzendu ziren fluoreszentziaren efektua kentzeko eta 532 nm-ko laser bat erabiliz bildu ziren. 195 x 420 µm2-ko azalera bistaratu zen 3 µm-ko pixel tamaina erabiliz. Zeharkako bideo mosaikoa (goian ezkerrean). Zeharkako sekzio partzial baten Raman MCR irudia (behean ezkerrean). Irudiaren kreditua: Thermo Fisher Scientific – Materials and Structural Analysis
6. irudian paraxoke bateko pintura-txirbilen zeharkako sekzio baten Raman sakabanaketaren emaitzak ageri dira. FTIR bidez lehenago detektatu ez zen geruza gehigarri bat (3. geruza) aurkitu da.
Kanpoko geruzatik hurbilen dagoena estireno, etileno eta butadieno kopolimero bat dago, baina bada beste osagai ezezagun baten presentziaren frogak ere, karbonilo gailur txiki eta azaldu ezin batek erakusten duen bezala.
Oinarrizko geruzaren espektroak pigmentuaren konposizioa islatu dezake, espektroa neurri batean pigmentu gisa erabilitako ftalozianina konposatuari dagokiolako.
Aurretik ezezaguna zen geruza oso mehea da (5 µm) eta neurri batean karbonoz eta rutiloz osatuta dago. Geruza honen lodiera eta TiO2 eta karbonoa FTIR bidez detektatzea zaila denez, ez da harritzekoa IR analisi bidez ez detektatzea.
FT-IR emaitzen arabera, laugarren geruza (babes-materiala) polipropilenotzat identifikatu zen, baina Raman analisiak karbono pixka bat ere erakutsi zuen. FITR-en behatutako talkoaren presentzia ezin da baztertu, baina ezin da identifikazio zehatzik egin, dagokion Raman gailurra txikiegia baita.
Automobilgintzako pinturak osagaien nahasketa konplexuak dira, eta horrek identifikazio-informazio asko eman dezakeen arren, analisia erronka handia bihurtzen du. Pintura-txirbilen markak eraginkortasunez detektatu daitezke Nicolet RaptIR FTIR mikroskopioa erabiliz.
FTIR analisi teknika ez-suntsitzailea da, automobilgintzako pinturaren geruza eta osagaiei buruzko informazio baliagarria ematen duena.
Artikulu honek pintura geruzen analisi espektroskopikoa aztertzen du, baina emaitzen analisi sakonago batek, ibilgailu susmagarriekin zuzeneko konparazioaren bidez edo datu-base espektral dedikatuen bidez, informazio zehatzagoa eman dezake frogak bere iturriarekin lotzeko.