Analyse des microplastiques à l'aide de la bibliothèque de plastiques endommagés thermiquement
Le spectrophotomètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), qui excelle dans l'analyse qualitative des composés organiques, est particulièrement adapté à l'analyse des microplastiques. Un microscope infrarouge est efficace pour analyser des échantillons microscopiques d’une taille de 100 μm ou moins.
Bibliothèque des plastiques endommagés thermiquement
La bibliothèque de plastiques endommagés thermiquement Shimadzu est une bibliothèque contenant des données spectrales pour 13 types de plastique à l'état non chauffé et lorsqu'il est chauffé à différentes températures de 200 °C à 400 °C.
La dégradation des plastiques commence par la formation de radicaux centrés sur le carbone résultant de la dissociation de l'hydrogène des liaisons carbone-hydrogène provoquée par l'énergie de la chaleur ou de la lumière. Lorsque l'oxygène réagit avec les radicaux, la formation de radicaux supplémentaires et la dissociation de l'hydrogène se produisent dans une sorte de réaction en chaîne, et des substances inertes sont également formées par liaison entre des paires de radicaux. Les plastiques sont dégradés par ce processus, qui s'accompagne de scission et de réticulation de molécules. Étant donné que les changements qui se produisent dans le spectre infrarouge sont souvent similaires, la bibliothèque de plastiques endommagés thermiquement peut également être utilisée dans de nombreux cas dans l'analyse qualitative des microplastiques dégradés par les ultraviolets.
La figure 1 montre les spectres infrarouges d'une résine d'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) lorsqu'elle est irradiée avec une lumière ultraviolette, et la figure 2 montre les spectres infrarouges d'une résine ABS lorsqu'elle est soumise à un chauffage.
Dans le cas de l'ABS, des pics associés à la vibration d'étirement du radical OH et du radical C = O apparaissent dans des conditions ultraviolettes et thermiques, montrant que la dégradation oxydative se produit en raison de l'exposition au rayonnement ultraviolet et à la chaleur.
Fig. 1 Spectres infrarouges de la résine ABS (irradiation ultraviolette)
Fig. 2 Spectres infrarouges de la résine ABS (chauffage)
Les figures 3 et 4 montrent des images des échantillons et les résultats de mesure pour deux échantillons. À partir des résultats de la figure 3, un résultat pour le polypropylène (PP) chauffé à 200 ° C pendant 4 h a été obtenu à partir de la bibliothèque de plastiques endommagés thermiquement pour le microplastique blanc, et à partir de la figure 4, un résultat pour le polyéthylène (PE) un chauffage à 200 ° C pendant 2 h a été obtenu pour le microplastique rouge. On peut en déduire que les deux microplastiques ont été dégradés par dégradation oxydative provoquée par le rayonnement ultraviolet.
Fig. 3 Résultat de mesure et résultat de recherche dans la bibliothèque pour
le microplastique blanc
Fig. 4 Résultat de mesure et résultat de recherche dans la bibliothèque pour
le microplastique rouge
Spectroscopie FTIR (spectrophotomètre infrarouge à transformée de Fourier)
Malgré leur faible encombrement, plus petit qu'une feuille de papier au format A3, ces modèles ont été conçus avec un large compartiment pour échantillons pouvant accueillir les accessoires existants de Shimadzu et d'autres fabricants. Cette capacité en fait les spectrophotomètres FTIR les plus petits (encombrement d'installation) et les plus légers au monde pouvant être utilisés avec des produits en option d'autres fabricants. Ils incluent également un programme, IR Pilot, avec 23 flux de travail spécifiques à des applications qui peuvent être utilisés sans impliquer de processus compliqué de configuration de paramètres. Les clients peuvent choisir entre le modèle IRSpirit-T, qui offre une sensibilité équivalente aux modèles Shimadzu standard, ou le modèle IRSpirit-L à un prix raisonnable.