Kunststoffe mittels Infrarot-Spektroskopie identifizieren

Durch die materialspezifische reflektierte Infrarotstrahlung ist es möglich, Kunststoffe zu analysieren und zu identifizieren.

Mithilfe des Michelson-Interferometers kann die reflektierte Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge aufgenommen werden. Auf diese Weise kann ein sogenanntes Spektrum gemessen werden. Diese Spektren unterscheiden sich je nach chemischer Zusammensetzung der Kunststoffe.

Eine Identifikation der Kunststoffe ist möglich, indem die Spektren mit einer Datenbank abgeglichen werden. Weiterhin können die Spektren ausgewertet und einzelne Absorptionsbanden chemischen Molekülgruppen zugeordnet werden.

Am Institut für Kunststoff- und Entwicklungstechnik (IKET) wurde inzwischen eine Datenbank mit über 600 verschiedenen Kunststoffen erstellt.

Am Beispiel des Spektrums des Copolymers Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) lässt sich die Funktionsweise exemplarisch erklären. Die einzelnen Abschwächungen des Signals, die auch als Absorptionsbanden bezeichnet werden, können den einzelnen Bestandteilen des Copolymers zugeordnet werden (siehe Abb. 1).

Abb. 1: Infrarot-Spektrum von Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (ABS), Terluran GP 35. Die einzelnen Bestandteile des mehrphasigen Kunststoffs können somit gut sichtbar gemacht werden [1].

Weiterhin können die Kunststoffe Polyamid 6 (PA 6) und Polybutylenterephthalat (PBT) deutlich voneinander unterschieden werden. Die Kristallitschmelztemperaturen von PA 6 und PBT liegen jedoch in einem sich überlagernden Bereich, sodass sie durch eine thermische Analyse nur schwer voneinander zu unterscheiden sind (siehe hierzu Abb. 2 und Abb. 3).

Abb. 2: Infrarot-Spektrum von Polyamid 6 (PA 6) [1].

Abb. 3: Infrarot-Spektrum von Polybutylenterephthalat (PBT) [1].

Durch die Kombination der Infrarot-Spektroskopie mit der Differential-Scanning-Calorimetry (DSC) als thermische Analyse können Kunststoffe eindeutig bestimmt und weitere Verarbeitungseinflüsse erkannt werden.

Weitere Informationen erhalten Sie auch unter Analyse und Identifikation von Kunststoffen.

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[1] J. Amma. … Titel …, Studienarbeit, DHBW Stuttgart Campus Horb, 2026.