Polymere spielen eine entscheidende Rolle in den modernen Materialwissenschaften. Aufgrund ihrer speziellen mechanischen und chemischen Eigenschaften werden sie in fast allen Bereichen eingesetzt, von Alltagsprodukten bis hin zu Autoteilen und Hochleistungsmaterialien. Ihre Vielseitigkeit und Komplexität sind entscheidend für die Entwicklung nachhaltiger, zukunftsorientierter Materialien, die darauf ausgelegt sind, zunehmend hohe Anforderungen hinsichtlich Charakteristika und optimierten Produktionsprozessen zu erfüllen. Unsere Raman Mikroskope unterstützen diese Entwicklungen, indem sie umfassende und nicht-invasive Analysen im Nanometerbereich ermöglichen und somit detaillierte Einblicke in die chemische und physikalen Eigenschaften der Materialien bieten. Dies hilft Forschern und Ingenieuren, neue Entdeckungen voranzutreiben und die Produktqualität und eine effiziente Produktentwicklung zu gewährleisten.
Unsere modularen Systeme ermöglichen die Kombination von Raman Mikroskopie mit weiteren Bildgebungstechniken, einschließlich AFM, SNOM oder SEM, wodurch Sie umfassende Einblicke in Ihre Polymermaterialien gewinnen. Während Raman Mikroskopie molekulare Informationen erfasst, visualisiert AFM die Topographie, Struktur und physikalische Eigenschaften wie Steifigkeit und Adhäsion der Probenoberfläche. SNOM ermöglicht optische Messungen, die über die Beugungsgrenze hinausgehen. RISE wiederrum bietet eine Platform für korrelative Raman-SEM Messungen, welche eine ultimative chemische Sensitivität und strukturelle Auflösung ermöglicht. Unserer Geräte können jederzeit aufgerüstet werden, um neuen oder erweiterten Anforderungen gerecht zu werden.
Lesen Sie mehr über die korrelative Raman Analyse von Polymermaterialien in unserer Application Note.
Raman-AFM-Bilder einer Polymermischung (identische Probenstelle).
RISE-Mikroskopie (Raman-SEM) einer Polymermischung.
Beobachtung von Polymerisierungsreaktionen mit Raman Mikroskopie
Polymerisierungsreaktionen spielen eine entscheidende Rolle in vielen Fertigungsprozessen. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, die in der Forschung und industriellen Herstellung von polymer-basierten Materialien tätig sind, benötigen analytische Methoden, die die Einzelheiten dieser Reaktionen visualisieren können, um sowohl die Prozesse als auch die Endprodukte zu optimieren. Raman Mikroskopie bietet die Möglichkeit, die zugrundeliegenden Polymerisierungsreaktion in-situ zu beobachten. So konnten wir so beispielsweise die Polymerisierung eines Alkydharzlacks über einen Zeitraum von 24 Stunden sichtbar machen und die Verteilung der Komponenten zu jedem Zeitpunkt nachvollziehen.
Das Video zeigt die Polymerisierungsreaktion eines Alkydharzlacks über 24 Stunden. Die Raman-Tiefenscans zeigen die Verteilung des flüssigen Lacks (rot), des polymerisierten Produkts (blau), des Glassubstrats (grün) und der Luft (schwarz).
Polarisationsabhängige Raman Analyse in Polyethylen
Die molekulare Struktur und Anordnung von Polymerfasern innerhalb von Kunststoffen hat einen signifikaten Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften eines Polymers wie dessen Stabilität, Flexibilität und Transparenz. Polarisationsabhängige Raman-Analysen können dazu beitragen, die molekulare Struktur des Materials zu analysieren und die Ausrichtung der Polymerfasern zu identifizieren. In einer Untersuchung, die in der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) durchgeführt wurde, haben wir polarisationsabhängige Raman Mikroskopie verwendet, um die Ausrichtung von Polyethylenfasern in einer Kunststofffolie zu bestimmen. Dadurch konnten wir die gleichmäßige Anordnung der Fasern innerhalb des Materials unter Zugspannung beobachten.
3D Heatmaps des Raman Signals bei verschiedenen Polarisationswinkeln in entspanntem und gedehntem Polyethylen. Im gedehnten Zustand zeigt sich eine Abhängigkeit der Raman-Moden der symmetrische C-C-Streckungen (1130 rel. cm-1), CH2-Biegungen (1417, 1441 und 1464 rel. cm-1) und C-H-Streckungen (2849 und 2883 rel. cm-1) vom Polarisationswinkel. Dies veranschaulicht die geordnete Struktur und Ausrichtung der Polyethylenfasern.
Analyse von Mikroplastikpartikeln mit ParticleScout
Entdecken Sie unsere ParticleScout Option für eine einfache Analyse von Mikroplastikpartikeln in Proben aus Umweltwissenschaft, Lebensmitteltechnologie, Pharmazeutik, Kosmetik und industriellen Anwendungen. ParticleScout liefert schnelle und leicht verständliche Raman Ergebnisse, die eine genaue Charakterisierung und Identifizierung von Mikroplastik ermöglichen.
Mikroplastikpartikel einer Umweltprobe. Dargestellt ist eine Überlagerung des Raman und Weißlichtsbildes.Bildreferenz: Kernchen, Sarmite, et al. "Atmospheric deposition studies of microplastics in Central Germany." Air Quality, Atmosphere & Health 17.10 (2024): 2247-2261. Lizensiert unter Creative Commons CC-BY 4.0
Literatur
Application Note Correlative Raman Imaging in Polymer Research
Wenn Sie mehr über die Möglichkeiten der Raman-Mikroskopie im Anwendungsbereich der Polymere erfahren möchten, stehen Ihnen unsere Anwendungsspezialisten gerne für ein Gespräch zur Verfügung.
