Kunststoffen microscopie met Phenom ProX SEM

Microscopie van kunststoffen met de Phenom ProX Desktop SEM

Snelle en nauwkeurige SEM defectenanalyse

Of onderzoekers nu werken aan het uitvoeren van plastic defectenanalyse of het monitoren van microplastic verontreiniging, ze hebben een snelle en nauwkeurige manier nodig om hun monsters te analyseren. De Thermo Scientific Phenom ProX Desktop Scanning Electron Microscope (SEM) komt aan deze behoefte tegemoet en is een snel en flexibel instrument voor het onderzoeken van diverse plastic monsters met minimale monstervoorbereiding.

Een onderzoekslaboratorium dat gebruik maakt van de Phenom ProX Desktop SEM is de afdeling Materiaal- en Foutenanalyse van het Kunstoff-Institut Lüdenscheid in Duitsland. Het laboratorium voert jaarlijks meer dan 1.000 onderzoeken uit en onderzoekt de textuur, morfologie, oriëntatie en andere kenmerken van een groot aantal kunststoffen om de oorzaak van het falen van kunststof onderdelen te bepalen.

Het laboratorium koos voor de Phenom ProX Desktop SEM om hun elektronen microscopie-analyses van kunststoffen uit te voeren vanwege de hoge flexibiliteit en de snelle time-to-data. Voor beeldvorming bij hogere vergrotingen of voor monsters die slechte geleiders zijn (zoals de meeste polymeren), kan eenvoudig vooraf een goud- of platina-coating worden aangebracht met de LUXOR sputtercoater. Met deze coating wordt overtollige energie weggeleid van het monsteroppervlak, waardoor SEM-beelden met hoge resolutie kunnen worden opgenomen. Door de SEM te gebruiken in combinatie met energie-dispersieve röntgenspectroscopie (EDS) kunnen gebruikers niet-destructieve chemische analyses uitvoeren. Mechanische eigenschappen kunnen direct in de SEM onderzocht worden door gebruik te maken van een miniatuur trek- en drukbank.

Kunststoffen worden vaak versterkt met glasparels. Om plastic van hoge kwaliteit te maken, moeten de glasparels gelijkmatig verdeeld worden, en moet het plastic nog steeds goede buigeigenschappen hebben. Met de Phenom ProX Desktop SEM kunnen onderzoekers de verdeling van de glasparels en de hechting van deze parels aan de omringende kunststofmatrix na verschillende recyclingprocessen bekijken, waardoor ze een beter inzicht krijgen in hoe het materiaal in de loop van de tijd degradeert.

Zeer betrouwbare informatie over microplastics

Een andere klant gebruikt de Phenom ProX Desktop SEM om de hoeveelheid en soorten microplastics te analyseren en de sporen van verontreinigende stoffen die op het oppervlak van deze microplastics te onderzoeken.

Aangezien milieumonsters een verscheidenheid aan stoffen bevatten, kan het moeilijk zijn om de microplastics nauwkeurig te identificeren. Om deze analyses uit te voeren, gebruiken onderzoekers meestal spectroscopie in combinatie met menselijke observatie: handmatig zoeken naar objecten die opvallen en selecteren welke worden geanalyseerd met spectroscopie.

Dit is niet alleen een tijdrovend proces, maar het is ook onderhevig aan menselijke fouten. Bovendien worden de deeltjesgrootte en de oppervlakte morfologie niet bepaald.

Image: Het back-scattered electron (BSE) beeld toont enkele zeer heldere deeltjes, die waarschijnlijk stukjes metaal zijn. Aangezien de klant voor deze analyse enkel geïnteresseerd is in het bestuderen van microplastics, konden deze deeltjes worden uitgesloten van verdere analyse. Dergelijke deeltjes kunnen echter ook een belangrijke bron van contaminaties zijn in bijvoorbeeld kunststof films. Opnieuw kan niet-destructieve chemische analyse met EDS ter hulp schieten om het soort contaminatie vast te stellen.

De Phenom ProX Desktop SEM stelde de klant dus in staat om zowel de chemische aard als de hoeveelheid microplastics te bestuderen. Met EDS kunnen zij de elementaire samenstelling van microplastics bepalen.

Een veelzijdige oplossing voor kunststoffen elektronenmicroscopie

De Phenom ProX Desktop SEM biedt snelle beeldvorming met hoge resolutie naast geïntegreerde chemische analyse via EDS, waardoor het de ideale oplossing is voor een breed scala aan toepassingen. Er is een minimale monstervoorbereiding nodig en de tijd tussen monster en resultaat is toonaangevend, waardoor zowel de productiviteit als de kwaliteit van de resultaten verbetert.