Jacek Bagniuk Raport z pomiarów FT-IR Przeprowadzono pomiary widm in-situ total reflection (TR) FT-IR w dwóch punktach obrazu XXXXXXXXX XXXXXXXX oraz wykonano osiem pomiarów widm ATR/FT-IR na próbkach pobranych z tego obiektu. Opis badanych punktów pomiarowych i próbek wraz z wynikami analizy zestawiono w tabeli 1., widma przedstawiono na rysunkach 1.-4. Pomiary TR/FT-IR wykonano przy użyciu przystawki QuickSnap External Reflection Module zainstalowanej w spektrometrze FT-IR Bruker Alpha, z detektorem DTGS. Widma rejestrowano w zakresie 4000-400 cm -1, z rozdzielczością 4 cm -1, uśredniając 128 skanów. Ze względu na rejestrację promieniowania odbitego na sposób zwierciadlany i rozproszony interpretacja widm TR/FT-IR jest utrudniona (rys. 1.). W celu uczytelnienia na rysunku 2. przedstawiono transformacje Kramersa-Kröniga (KKT) zarejestrowanych widm. Transformacja KK pozwala uzyskać widmo proporcjonalne do absorbancji, jeśli widmo początkowe jest zdominowane przez odbicie zwierciadlane. Pomiary ATR/FT-IR wykonano przy użyciu tego samego spektrometru z 45-stopniową przystawką QuickSnap ATR firmy Bruker z kryształem diamentowym. Widma ATR/FT-IR rejestrowano w zakresie 4000-400 cm -1, z rozdzielczością 4 cm -1, uśredniając 64 skany, a następnie poddając je automatycznej korekcji ATR. Próbki 9. i 10. (tabela 1.) stanowiły próbki spoiwa pobrane na bawełniane waciki, które zanurzono w octanie etylu w celu ekstrakcji spoiwa (min. 24h w temperaturze pokojowej). Tak przygotowane ekstrakty pozostawiono na szkiełkach zegarkowych do odparowania rozpuszczalnika (min. 48h w temp. pokojowej), a pozostałość poddano analizie techniką ATR/FT-IR.
Tabela 1. Opis badanych próbek oraz wyniki analizy widm. Lp. Nazwa punktu/próbki: Wykonany pomiar: Zidentyfikowane substancje (pasma charakterystyczne): 1. ubytek 1 TR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); niewielka ilość kredy (874 cm -1 ) 2. tło odsłonięte TR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); 3. ciemny werniks płatek ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); białko (1640, 1538 cm -1 ) 4. ciemny werniks spodni ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); 5. Brama, rudy plus zieleń ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); białko (1640, 1538 cm -1 ) ); Widmo na: rys. 2. rys. 2. 6. Brama, suknia damy żółteprzemalowanie 7. ciemny werniks warstwa 3. i 4. ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); białko (1640, 1538 cm -1 ) ); ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 ); ); 8. kropla żywicy z barba ATR żywica naturalna (1709, 1462, 1375 cm -1 );
); 9. ekstrakt A1 ATR żywica naturalna (wiele pasm), kształt pasm ν(c- H) w zakresie 2800-3000 cm -1 można otrzymać przez złożenie widma szelaku oraz żywicy damarowej lub/i mastyksowej, z dużą przewagą szelaku. Wąskie pasmo przy 1646 cm -1 najprawdopodobniej pochodzi od produktu degradacji spoiwa, np. szczawianów lub wolnych kwasów karboksylowych. 10. ekstrakt B1 ATR widmo bardzo podobne do widma próbki ekstrakt A1 ; różnice zaobserwować można w rejonie 3000-2800 cm -1 : pasmo przy 2956 cm -1 jest znacznie bardziej intensywne niż w próbce ekstrakt A1, co sugeruje obecność szelaku oraz żywicy damarowej lub/i mastyksowej w porównywalnych ilościach. Wąskie pasmo przy 1646 cm -1 najprawdopodobniej pochodzi od produktu degradacji spoiwa, np. szczawianów lub wolnych kwasów karboksylowych. rys. 4. rys. 4. Wszystkie zarejestrowane widma TR/FT-IR (rys. 2.) pozwalają na zidentyfikowanie żywicy naturalnej, białka, krzemianów/glinokrzemianów oraz gipsu. Ponadto widmo punktu ubytek 1 pozwala na identyfikację kredy. Na podstawie widm TR/FT-IR nie można potwierdzić ani wykluczyć obecności oleju/wosku w badanych punktach. Widma ATR/FT-IR z również pozwalają na zidentyfikowanie żywicy naturalnej, białka, krzemianów/glinokrzemianów oraz gipsu. Dla każdej z tych próbek nie możliwe jest wykluczenie ani potwierdzenie obecności oleju lub/i wosku. Widma ATR/FT-IR ekstrahowanych próbek spoiw (rys. 4.), nie zawierają pasm substancji mineralnych, co pozwala na dokładniejszą analizę widma spoiwa. Porównanie położenia maksimów i kształtu pasm ν(c-h) w zakresie 2800-3000 cm -1 na tych widmach pozwala przypuszczać, że próbki A1 oraz B1 zawierają mieszaninę szelaku oraz żywicy mastyksowej lub/i damarowej. Wskazuje też na to podwójne maksimum pasma ν(c=o) przy ok. 1706 cm -1. Próbka A1 zawiera głównie szelak, natomiast zawartości żywic w próbce B1 są bardziej zbliżone, na co wskazuje intensywność pasma przy 2956 cm -1. Dokładna identyfikacja rodzajów żywic obarczona jest jednak sporą niepewnością, ponieważ pasma ν(c-h) w zakresie 2800-3000 cm -1 można zaobserwować na widmach praktycznie wszystkich związków organicznych, a niemożliwe jest wykluczenie interferencji pochodzących od śladowych ilości innych organicznych substancji w badanych ekstraktach.
2,05 2,00 1,95 1,90 Log( 1/R) 1,85 1,80 1,75 1,70 1,65 1,60 1,55 4000 3 3000 2 2000 Rysunek 1. Widma log(1/r) punktów 1. i 2. zmierzone techniką TR/FT-IR. 1
0,16 0,15 Absorption index: k_bizon_ubytek1 Absorption index: k_bizon_tlo_odsloniete 0,14 472 0,13 0,12 1074 1032 533 612 674 0,11 0,10 1375 1166 911 874 Absorption index 0,09 0,08 0,07 0,06 2919 2852 1733 1709 1640 1538 1462 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00-0,01 3 3000 2 2000 1 Rysunek 2. Widma TR/FT-IR punktów 1. i 2. po transformacji KK.
0,26 0,24 0,22 ATR_ciemny_werniks_platek ATR_ciemny_werniks_spodni ATR_K_Bizon_Brama_rudy_plus_z ielen ATR_K_Bizon_Brama_s uknia_damy_z olte_prz emalow anie ATR_K_Bizon_c iemny_werniks_warstwa3i4 ATR_kropla_zy wicy_z_barba 2918 2850 1716 1733 0,20 0,18 1639 1540 1457 1377 1065 1113 0,16 Arbitrary units 0,14 0,12 466 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 3 3000 2 2000 1 Rysunek 3. Widmo ATR/FT-IR próbek 3.-8.
0,13 0,12 0,11 0,10 0,09 B1 ekstrakt A1 ekstrakt damara mas tyks sz elak 2956 2850 2870 2917 1646 1706 1375 1448 1129 1021 0,08 Absorbance 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01-0,00 3 3000 2 2000 1 Rysunek 4. Widma ATR/FT-IR próbek 9., 10. zestawione z bibliotekowymi widmami szelaku, żywicy mastyksowej i damarowej.