noticias

Usamos cookies para mellorar a túa experiencia.Ao continuar navegando neste sitio, aceptas o noso uso de cookies.Máis información.
Cando se denuncia un accidente de tráfico e un dos vehículos sae do lugar, os laboratorios forenses adoitan encargarse de recuperar as probas.
As probas residuais inclúen vidros rotos, faros rotos, luces traseiras ou parachoques, así como marcas de deslizamento e restos de pintura.Cando un vehículo choca contra un obxecto ou persoa, é probable que a pintura se transfira en forma de manchas ou astillas.
A pintura para automóbiles adoita ser unha mestura complexa de diferentes ingredientes aplicados en varias capas.Aínda que esta complexidade complica a análise, tamén proporciona unha gran cantidade de información potencialmente importante para a identificación do vehículo.
A microscopía Raman e o infravermello por transformada de Fourier (FTIR) son algunhas das principais técnicas que se poden utilizar para resolver estes problemas e facilitar a análise non destrutiva de capas específicas na estrutura global do revestimento.
A análise de chips de pintura comeza con datos espectrais que se poden comparar directamente coas mostras de control ou usar xunto cunha base de datos para determinar a marca, o modelo e o ano do vehículo.
A Royal Canadian Mounted Police (RCMP) mantén unha desas bases de datos, a base de datos Paint Data Query (PDQ).Pódese acceder aos laboratorios forenses participantes en calquera momento para axudar a manter e ampliar a base de datos.
Este artigo céntrase no primeiro paso do proceso de análise: recoller datos espectrais de chips de pintura mediante microscopía FTIR e Raman.
Os datos FTIR recolléronse usando un microscopio FTIR Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™;Os datos Raman completos foron recollidos usando un microscopio Raman Thermo Scientific™ DXR3xi.Leváronse chips de pintura das partes danadas do coche: unha do panel da porta e outra do parachoques.
O método estándar de unir mostras de sección transversal é fundilos con epoxi, pero se a resina penetra na mostra, os resultados da análise poden verse afectados.Para evitar isto, as pezas de pintura colocáronse entre dúas follas de poli(tetrafluoroetileno) (PTFE) nunha sección transversal.
Antes da análise, a sección transversal do chip de pintura foi separado manualmente do PTFE e o chip foi colocado nunha ventá de fluoruro de bario (BaF2).O mapeo FTIR realizouse en modo de transmisión utilizando unha apertura de 10 x 10 µm2, un obxectivo e un condensador optimizados de 15x e un paso de 5 µm.
Utilizáronse as mesmas mostras para a análise Raman para obter consistencia, aínda que non se precisa unha sección transversal da xanela de BaF2 fina.Cabe destacar que BaF2 ten un pico Raman a 242 cm-1, que se pode ver como un pico débil nalgúns espectros.O sinal non debe estar asociado con escamas de pintura.
Adquira imaxes Raman usando tamaños de píxeles de imaxe de 2 µm e 3 µm.Realizouse a análise espectral dos picos de compoñentes principais e o proceso de identificación foi axudado polo uso de técnicas como buscas multicompoñente en comparación coas bibliotecas dispoñibles comercialmente.
Arroz.1. Diagrama dunha mostra típica de pintura para automóbiles de catro capas (esquerda).Mosaico de vídeo en sección transversal de chips de pintura tomados da porta dun coche (dereita).Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
Aínda que o número de capas de escamas de pintura nunha mostra pode variar, as mostras normalmente consisten en catro capas aproximadamente (Figura 1).A capa aplicada directamente ao substrato metálico é unha capa de imprimación electroforética (aproximadamente 17-25 µm de espesor) que serve para protexer o metal do medio ambiente e serve como superficie de montaxe para as capas posteriores de pintura.
A seguinte capa é unha imprimación adicional, masilla (aprox. 30-35 micras de espesor) para proporcionar unha superficie lisa para a seguinte serie de capas de pintura.Despois vén a capa base ou capa base (uns 10-20 µm de espesor) que consiste no pigmento da pintura base.A última capa é unha capa protectora transparente (aproximadamente 30-50 micras de espesor) que tamén proporciona un acabado brillante.
Un dos principais problemas coa análise de trazos de pintura é que non todas as capas de pintura do vehículo orixinal están necesariamente presentes como virutas e manchas de pintura.Ademais, as mostras de diferentes rexións poden ter composicións diferentes.Por exemplo, as virutas de pintura nun parachoques poden consistir en material de parachoques e pintura.
A imaxe en sección transversal visible dun chip de pintura móstrase na figura 1. Na imaxe visible son visibles catro capas, que se correlacionan coas catro capas identificadas pola análise infravermella.
Despois de mapear toda a sección transversal, identificáronse capas individuais mediante imaxes FTIR de varias áreas de pico.Nas Figs. móstranse espectros representativos e imaxes FTIR asociadas das catro capas.2. A primeira capa correspondeu a un revestimento acrílico transparente composto por poliuretano, melamina (pico de 815 cm-1) e estireno.
A segunda capa, a capa base (cor) e a capa transparente son químicamente similares e consisten en acrílico, melamina e estireno.
Aínda que son similares e non se identificaron picos de pigmento específicos, os espectros aínda mostran diferenzas, principalmente en canto á intensidade dos picos.O espectro da capa 1 mostra picos máis fortes a 1700 cm-1 (poliuretano), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) e 762 cm-1.
As intensidades máximas no espectro da capa 2 aumentan a 2959 cm-1 (metilo), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (éter), 1077 cm-1 (éter) e 731 cm-1.O espectro da capa superficial correspondeu ao espectro da biblioteca de resinas alquídicas a base de ácido isoftálico.
A capa final de imprimación e-coat é epoxi e posiblemente poliuretano.En definitiva, os resultados foron consistentes cos que se atopan habitualmente nas pinturas para automóbiles.
A análise dos distintos compoñentes de cada capa realizouse utilizando bibliotecas FTIR dispoñibles comercialmente, non bases de datos de pintura para automóbiles, polo que aínda que as coincidencias son representativas, poden non ser absolutas.
Usar unha base de datos deseñada para este tipo de análise aumentará a visibilidade incluso da marca, modelo e ano do vehículo.
Figura 2. Espectros FTIR representativos de catro capas identificadas nunha sección transversal de pintura desconchada da porta do coche.As imaxes infravermellas xéranse a partir de rexións de pico asociadas a capas individuais e superpostas á imaxe de vídeo.As áreas vermellas mostran a localización das capas individuais.Usando unha abertura de 10 x 10 µm2 e un tamaño de paso de 5 µm, a imaxe infravermella cobre unha área de 370 x 140 µm2.Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
Sobre a fig.A figura 3 mostra unha imaxe de vídeo dunha sección transversal de chips de pintura do parachoques, polo menos tres capas son claramente visibles.
As imaxes de sección transversal infravermella confirman a presenza de tres capas distintas (Fig. 4).A capa exterior é unha capa transparente, moi probablemente poliuretano e acrílico, que foi consistente en comparación cos espectros de capa transparente nas bibliotecas forenses comerciais.
Aínda que o espectro do revestimento base (cor) é moi similar ao do revestimento transparente, aínda é o suficientemente distinto como para distinguilo da capa exterior.Hai diferenzas significativas na intensidade relativa dos picos.
A terceira capa pode ser o propio material do parachoques, composto por polipropileno e talco.O talco pódese usar como recheo de reforzo para o polipropileno para mellorar as propiedades estruturais do material.
Ambas as capas externas eran consistentes coas utilizadas na pintura de automóbiles, pero non se identificaron picos de pigmento específicos na capa de imprimación.
Arroz.3. Mosaico de vídeo dunha sección transversal de virutas de pintura extraídas do parachoques dun coche.Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
Arroz.4. Espectros FTIR representativos de tres capas identificadas nunha sección transversal de chips de pintura nun parachoques.As imaxes infravermellas xéranse a partir de rexións de pico asociadas a capas individuais e superpostas á imaxe de vídeo.As áreas vermellas mostran a localización das capas individuais.Usando unha abertura de 10 x 10 µm2 e un tamaño de paso de 5 µm, a imaxe infravermella cobre unha área de 535 x 360 µm2.Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
A microscopía de imaxe Raman úsase para analizar unha serie de seccións transversais para obter información adicional sobre a mostra.Non obstante, a análise Raman complícase pola fluorescencia emitida pola mostra.Probáronse varias fontes de láser diferentes (455 nm, 532 nm e 785 nm) para avaliar o equilibrio entre a intensidade da fluorescencia e a intensidade do sinal Raman.
Para a análise de virutas de pintura en portas, os mellores resultados obtéñense mediante un láser cunha lonxitude de onda de 455 nm;aínda que a fluorescencia aínda está presente, pódese usar unha corrección de base para contrarrestala.Non obstante, este enfoque non tivo éxito nas capas de epoxi porque a fluorescencia era demasiado limitada e o material era susceptible a danos por láser.
Aínda que algúns láseres son mellores que outros, ningún láser é axeitado para a análise de epoxi.Análise en sección transversal Raman de chips de pintura nun parachoques mediante un láser de 532 nm.A contribución de fluorescencia aínda está presente, pero eliminada mediante a corrección de referencia.
Arroz.5. Espectros Raman representativos das tres primeiras capas dunha mostra de chip de porta de coche (dereita).A cuarta capa (epoxi) perdeuse durante a fabricación da mostra.Os espectros foron corrixidos na liña de base para eliminar o efecto da fluorescencia e recollidos mediante un láser de 455 nm.Amosouse unha área de 116 x 100 µm2 usando un tamaño de píxel de 2 µm.Mosaico de vídeo en sección transversal (arriba esquerda).Imaxe transversal de resolución multidimensional de curvas Raman (MCR) (inferior esquerda).Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
A análise Raman dunha sección transversal dunha peza de pintura da porta do coche móstrase na Figura 5;esta mostra non mostra a capa de epoxi porque se perdeu durante a preparación.Non obstante, dado que a análise Raman da capa de epoxi resultou problemática, isto non se considerou un problema.
A presenza de estireno domina no espectro Raman da capa 1, mentres que o pico do carbonilo é moito menos intenso que no espectro IR.En comparación co FTIR, a análise Raman mostra diferenzas significativas nos espectros da primeira e da segunda capa.
A combinación Raman máis próxima á capa base é o perileno;aínda que non é unha coincidencia exacta, sábese que os derivados de perileno se usan en pigmentos na pintura de automóbiles, polo que pode representar un pigmento na capa de cor.
Os espectros de superficie eran consistentes coas resinas alquídicas isoftálicas, pero tamén detectaron a presenza de dióxido de titanio (TiO2, rutilo) nas mostras, que ás veces era difícil de detectar con FTIR, dependendo do corte espectral.
Arroz.6. Espectro Raman representativo dunha mostra de chips de pintura nun parachoques (dereita).Os espectros foron corrixidos na liña de base para eliminar o efecto da fluorescencia e recollidos mediante un láser de 532 nm.Amosouse unha área de 195 x 420 µm2 usando un tamaño de píxel de 3 µm.Mosaico de vídeo en sección transversal (arriba esquerda).Imaxe Raman MCR dunha sección transversal parcial (inferior esquerda).Crédito da imaxe: Thermo Fisher Scientific - Análise de materiais e estruturas
Sobre a fig.A figura 6 mostra os resultados da dispersión Raman dunha sección transversal de chips de pintura nun parachoques.Descubriuse unha capa adicional (capa 3) que non foi detectada previamente polo FTIR.
O máis próximo á capa exterior é un copolímero de estireno, etileno e butadieno, pero tamén hai evidencias da presenza dun compoñente adicional descoñecido, como o demostra un pequeno pico de carbonilo inexplicable.
O espectro da capa base pode reflectir a composición do pigmento, xa que o espectro corresponde en certa medida ao composto de ftalocianina usado como pigmento.
A capa previamente descoñecida é moi delgada (5 µm) e está composta en parte por carbono e rutilo.Debido ao grosor desta capa e ao feito de que o TiO2 e o carbono son difíciles de detectar con FTIR, non é de estrañar que non fosen detectados pola análise IR.
Segundo os resultados de FT-IR, a cuarta capa (o material do parachoques) identificouse como polipropileno, pero a análise Raman tamén mostrou a presenza de algo de carbono.Aínda que non se pode descartar a presenza de talco observada no FITR, non se pode facer unha identificación precisa porque o pico Raman correspondente é demasiado pequeno.
As pinturas para automóbiles son mesturas complexas de ingredientes e, aínda que isto pode proporcionar moita información de identificación, tamén fai que a análise sexa un gran desafío.As marcas de chips de pintura pódense detectar eficazmente usando o microscopio Nicolet RaptIR FTIR.
FTIR é unha técnica de análise non destrutiva que proporciona información útil sobre as distintas capas e compoñentes da pintura para automóbiles.
Este artigo discute a análise espectroscópica das capas de pintura, pero unha análise máis exhaustiva dos resultados, xa sexa mediante a comparación directa con vehículos sospeitosos ou mediante bases de datos espectrales dedicadas, pode proporcionar información máis precisa para relacionar a evidencia coa súa fonte.