Kiểm Soát Chất Lượng Sản Phẩm Keo Dính Bằng Phổ Raman

GIỚI THIỆU

Các sản phẩm keo dán đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và chăm sóc sức khỏe. Chất lượng của keo dán ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của các thành phần và sản phẩm lắp ráp. Các phương pháp QC truyền thống thường liên quan đến việc chuẩn bị mẫu tốn thời gian và thử nghiệm phá hủy, có thể không hiệu quả và tốn kém. Mục tiêu của ghi chú ứng dụng này là chứng minh ứng dụng của quang phổ Raman trong kiểm soát chất lượng (QC) của các sản phẩm keo dán. Quang phổ Raman cung cấp một kỹ thuật phân tích nhanh và không phá hủy có thể cung cấp thông tin có giá trị về thành phần hóa học và cấu trúc của vật liệu keo dán. Thông tin này rất quan trọng để đảm bảo tính nhất quán, độ tin cậy và hiệu suất của các sản phẩm keo dán trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

PHƯƠNG PHÁP

Phổ Raman dựa trên sự tán xạ không đàn hồi của các photon khi mẫu được chiếu sáng bằng ánh sáng đơn sắc, thường là từ nguồn laser. Ánh sáng tán xạ trải qua các dịch chuyển tần số tương ứng với các chế độ rung động trong cấu trúc phân tử của mẫu. Bằng cách phân tích các dịch chuyển tần số này (dịch chuyển Raman), có thể thu được thông tin chi tiết về thành phần hóa học, cấu trúc phân tử và độ tinh thể của mẫu chất kết dính.

Từ thông tin được trình bày thông qua quang phổ Raman, có thể xác định các đặc tính của mẫu cần theo dõi, ví dụ, phân biệt giữa các loại polyme (epoxy, acrylic, ...) và phát hiện các biến thể trong cấu trúc chuỗi polyme.

Ngoài ra, khi theo dõi phổ Raman liên tục theo thời gian thực, có thể theo dõi quá trình đóng rắn của keo dán. Đây cũng là một ứng dụng phổ biến trong ngành. Ngoài ra, với sự kết hợp của các thuật toán tiên tiến và các phương pháp xử lý dữ liệu hiện nay, hoàn toàn có thể từ phổ Raman để phát hiện các chất gây ô nhiễm và tạp chất trong keo dán, giúp cải thiện hiệu suất của sản phẩm và thời hạn sử dụng của chúng. Hơn nữa, sự kết hợp này có thể giúp phân tích bề mặt của keo dán với chất nền để đảm bảo các đặc tính liên kết tối ưu nhất.

Nhiều ứng dụng thực tế trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau đã áp dụng quang phổ Raman để đánh giá chất lượng chất kết dính của họ. Sau đây, chúng tôi trình bày một số ứng dụng cụ thể:

Hình 1: Phổ raman qúa trình đóng rắn của chất kết dính khi tăng dần thời gian.

Phổ Raman trong Hình 1 được đo trong quá trình đóng rắn của chất kết dính được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô. Những thay đổi trong phổ rất rõ ràng khi quá trình đóng rắn diễn ra. Hầu hết các tín hiệu giảm dần hoặc biến mất hoàn toàn theo thời gian. Tuy nhiên, tại hai vị trí, 813 cm-1 và 967 cm-1, có sự tăng dần trong tín hiệu. Hầu hết các đặc điểm phổ đã thay đổi đều bị phân rã trong quá trình đóng rắn, trong khi chỉ có một số ít đặc điểm mới xuất hiện. Điều này chủ yếu là do quá trình trùng hợp làm giảm chức năng của các thành phần hóa học bằng cách sử dụng hết tất cả các nhóm chức (liên kết acrylic không bão hòa, chất khơi mào, chất xúc tác), được thay thế chủ yếu bằng các liên kết đơn. Chúng có ít hoạt động Raman vốn có hơn và tín hiệu của chúng cũng được mở rộng đáng kể do cấu trúc mạng không đồng nhất của polyme thu được, khiến chúng ít đáng chú ý hơn nhiều. Dựa trên điều này, người dùng có thể xác định thời gian cần thiết cho ứng dụng.

HỆ THỐNG

Hệ thống quang phổ Raman được sử dụng để đánh giá chất liên kết trong nha khoa bao gồm máy quang phổ HDX, một tia laser 785 nm để kích thích Raman. Thiết lập này cho phép phân tích chính xác và chi tiết thành phần hóa học và cấu trúc phân tử của keo dán, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đánh giá sự thẩm thấu của nhựa, mức độ trùng hợp và sự hình thành lớp lai.

Máy quang phổ Ocean HDX của Ocean Insight là một thiết bị khoa học được biết đến với độ nhạy và độ ổn định cao. Máy quang phổ mô-đun thu nhỏ này hoạt động trên phạm vi bước sóng từ 200-1100 nm, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Mẫu Ocean HDX dành riêng cho quang phổ Raman sử dụng bước sóng kích thích 785 nm, mang lại hiệu suất tuyệt vời để phát hiện các dịch chuyển Raman từ 150 đến 3400 cm⁻¹. Nó tối ưu hóa các thành phần và kỹ thuật chính xác để tối đa hóa độ phân giải quang học, tăng thông lượng, giảm ánh sáng đi lạc và duy trì độ ổn định nhiệt cho các ứng dụng tích hợp, công nghiệp và nghiên cứu. Hơn nữa, HDX có một mảng CCD mỏng ở mặt sau và thiết kế "Quang học độ nét cao" để mang lại hiệu suất quang phổ vượt trội cho một máy quang phổ UV-Vis nhỏ gọn.

Máy quang phổ Raman laser 785 nm Ocean Insight là một thiết bị có độ chính xác cao được thiết kế cho các ứng dụng quang phổ Raman. Máy quang phổ này có bước sóng kích thích là 785 nm, lý tưởng để giảm thiểu nhiễu huỳnh quang trong khi tối đa hóa tín hiệu Raman. Thiết bị hoạt động trên phạm vi quang phổ cho phép phát hiện các dịch chuyển Raman từ 150 đến 3400 cm⁻¹, làm cho nó phù hợp để phân tích nhiều loại vật liệu.

KẾT LUẬN

Kiểm soát chất lượng sản phẩm keo dán bằng phương pháp quang phổ Raman với máy quang phổ HDX của Ocean Insight mang lại những lợi thế đáng kể về độ chính xác và độ tin cậy. Máy quang phổ HDX, với bước sóng kích thích 785 nm, cung cấp độ nhạy cao, giảm thiểu nhiễu huỳnh quang và rất quan trọng đối với việc phân tích hóa học chính xác của keo dán. Quang phổ Raman với HDX cho phép mô tả chi tiết thành phần keo dán, mức độ trùng hợp, cần thiết để đảm bảo hiệu suất và độ bền của keo dán, biến HDX thành một công cụ hiệu quả để duy trì các tiêu chuẩn cao trong kiểm soát chất lượng sản phẩm keo dán.