FTIR-spektrometrin käyttöönotto ja polymeerien tunnistus

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen ammattikorkeakoulun kemian laboratorioon osana uusien FTIR-spektrometrien käyttöönottoa. Työn tavoite oli kehittää kemian laboratorion FTIR-yksikön toimivuutta ja luoda opetusympäristöstä sujuvampi, eli tarkoitus oli laatia FTIR-laitteelle käyttöohjeet opetuskäyttöön. Tavoitteeksi muodostui myös koota tietoa, joka auttaa hahmottamaan FTIR-spektroskopian kokonaiskuvaa, ja tuottaa sisältöä, joka voi olla tukimateriaalina esimerkiksi spektrien tulkinnassa. Työn toisena tarkoituksena oli tehdä mittauksia polymeerinäytteistä ja tulkita niiden mittaustuloksia.

Työmenetelmänä käytettiin laboratoriomittauksia, joissa testattiin polymeerejä käyttämällä sekä transmissio- että ATR-tekniikkaa. Suurin osa näytteistä mitattiin transmissiolla. ATR-tekniikkaa käytettiin margariinipaketin kannen ja erään tuntemattoman muovinäytteen tunnistamisessa.

Käyttöohjeet testattiin sekä laboratorion henkilökunnan että laboratoriotekniikan opiskelijoiden toimesta. Ohjeet todettiin paitsi toimiviksi myös helppokäyttöisiksi, ja niiden avulla opiskelijat käyttivät FTIR-laitetta onnistuneesti ja itsenäisesti. Tuloksiksi saatiin myös tulkinnat mitatuista spektreistä. FTIR-laitteen tuottaman kirjastodatan tarjoaman polymeerin ja sen rakennekaavan avulla spektristä etsittiin kullekin polymeerille ominaiset piikit.

Saadut tulokset tarjoavat tukimateriaalia erityisesti polymeereihin keskittyvissä FTIR-tutkimuksissa. Tulokset hyödyttävät IR-spektroskopiasta kiinnostuneita ja ovat hyvää perusaineistoa polymeerikemian soveltamiseen FTIR-analyysissa. Opinnäytetyö vahvistaa FTIR:n tarjoamaa kirjastotietoa. Laadittuja käyttöohjeita tullaan hyödyntämään kemian laboratoriossa lähinnä oppimis- ja perehdyttämisympäristössä.

The aim of this thesis was to develop the chemistry and environmental laboratory of Tampere University of Applied Sciences for learning purposes. The objective was to prepare a user guide and have it tested in the laboratory as a learning environment. The objective was not only to write the user guide but also to measure the polymer samples with the FTIR spectrometer. The measurements with the resulting spectra were analysed using polymer chemistry principles and polymer structure formulas. In addition, both ATR and transmission were utilised in the process.

The process began with writing the user guide in English as well as in Finnish. The theoretical section explored the basics of FTIR spectroscopy and measured polymers. Afterwards, attention was paid to the spectra analysis and to comparing the results with the structural formulas of the polymers.

The results indicate that the FTIR user guide was user-friendly and necessary because the feedback was positive, and the user guide was successfully applied. The measurement results also provided interpretations of the spectra.

A user guide for the FTIR device is necessary especially for the development of the independent learning environment. As an important and efficient tool, the FTIR spectrometer is reliable and particularly interesting due to its topicality. The analysis confirms that the resulting library spectra corresponds to the analysis of the spectra. This thesis can be utilised in infrared spectroscopic measurements and studies, specifically in polymer identification.