当前位置: 主页 > 红外光谱仪应用领域 > 红外吸收光谱在油漆物证比对鉴定中的应用

红外吸收光谱在油漆物证比对鉴定中的应用

 
 
据了解, 油漆物证主要指油漆碎片或其它物证上的漆状附着物, 而油漆物证在交通肇事案件中是最为常见的物证之一。通常, 执法人员在处理交通肇事逃逸的案件时, 通过调查找到了涉嫌肇事逃逸的车辆后, 往往却因为案发现场没有安装道路监控视频系统, 难以进行举证。这时候, 在肇事现场所遗留的油漆碎片, 嫌疑车辆上相应部位的油漆痕迹以及受害者车辆、衣服上遗留的油漆痕迹、漆状附着物就成为相当重要的物证。通过在现场采集得到的油漆物证进行同一性对比鉴定, 能够认定或者排除肇事车辆, 为侦破案件提供了重要的线索或证明。
 
然而, 交通肇事案件中所采集到的油漆物证往往是极其微量的, 采用常规的仪器分析方法很难准确地完成分析和对比。因此, 对于以上情况, 建议鉴定人员使用红外吸收光谱分析法, 在对交通肇事案件中微量油漆物证作对比鉴定的同时, 还能够观察油漆物证外观并进行化学成分分析, 最终可以提高同一鉴定的准确度。本文主要叙述通过红外吸收光谱分析法在交通肇事案件中对于油漆物证的同一性鉴定。
一、红外吸收光谱工作的原理
 
红外光谱分析法实质上就是一种利用分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。
 
分子振动和转动跃迁会使组成化学键或官能团的原子处于不断振动 (或转动) 的状态, 而这种振动频率就和红外光的振动频率相当[1]。因此, 使用红外光照射分子的时候, 分子中的化学键或官能团可发生振动吸收, 不同的化学键或官能团吸收频率不同, 在红外光谱上将处于不同位置, 从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息[1]。这就是红外吸收光谱工作的原理。
二、实验部分
(一) 制作样品
 
在立体显微镜下观察检材/样本的显微形态, 若检材/样本上粘附有其他污染物, 可用针或手术刀将检材/样本分离出来, 如检材/样本被分离出来后, 还有粘着灰尘等物, 可以将其移到载玻片用适量的蒸馏水清洗。将处理好后的检查/样本置于做样金属镍片上, 用不锈钢滚轮碾平。
 
本文叙述的是单层油漆比对。由于现实中车用油漆通常为多层油漆, 在个别案件所提取的油漆物证也是多层的油漆物证。有鉴于此, 在定性分析时, 鉴定人员需要对油漆物证进行分层且逐一的检验。具体的做法如下, 首先通过立体显微镜从油漆物证的边缘位置选取单层油漆, 然后用手术刀将油漆碎片切成多层的斜面, 最后在红外显微镜下选取不同的分析点, 即可得知该油漆物证的成分。需要了解的是, 鉴定人员在进行鉴定工作时能够直接测定油漆碎片中不同层的成分, 无须预先分离处理。
 
同时, 由于在现实生活中车用油漆喷涂工艺的多样化、车辆在使用过程中也可能发生二次油漆修补的情况, 即使同一辆汽车的各个部位上, 油漆成分也会有所不同。有鉴于此, 在分析油漆物证时, 需要进行多点多次取证然后再进行重复分析, 并且结合实际案情对嫌疑车辆的疑似碰撞部位进行认真搜证, 这样就可以提高测试结果的精确度以及准确度。
(二) 仪器设置与实验条件
 
将上述已经制作好的金属镍片试样放置于溴化钾载片上, 将光谱信号调节到最大允许值时, 测试其红外光谱。具体的分析条件如下:工作环境相对湿度≤50%;室温20℃-25℃之间;使用MCT/A检测器;分辨率为4cm-1;扫描范围为4000-650cm-1;背景的扫描次数为64次;样品的扫描次数为64次。在上述条件下, 让每个试样重复地在不同的红外区域中测定5次, 其中重现次数大于3次或以上的谱图才能作为试样的特征谱图使用。
图1 检材/样本的红外吸收光谱Fig.1 FT-IR spectra of two samples
 
图1 检材/样本的红外吸收光谱Fig.1 FT-IR spectra of two samples   下载原图
 
三、结果与讨论
(一) 红外谱图的分析
 
检材与样本的红外谱图见图1:检材 (图1上) 的特征吸收峰为2961cm-1、2943cm-1、2860cm-1、1731cm-1、1472cm-1、703cm-1与样本 (图1下) 的主要特征峰基本一致。由此可见, 检材与样本应为同一类油漆。
 
这里要注意的是, 所谓的一致并不是指两红外谱图完完全全的一致。因为在实际操作中会受到环境因素、仪器因素、样品因素的影响, 就算是同一台仪器在同一人操作的情况下, 同一样品的谱图也不可能百分百一致的。所以这里所谓的一致, 是指鉴定人员根据两谱图的一些主要特征峰等信息通过专业的判断而得出的一致结论。
(二) 延伸讨论
 
不同种类油漆是用着不同的红外光谱特征的。而油漆的组份则主要分为三部分, 它们分别是主要成膜剂、次要成膜剂和辅助成膜剂, 是一种含有多种有机成分和无机成分的复杂混合物。其中, 油料和树脂是主要成膜剂, 颜料和填料为次要成膜剂, 溶剂以及催干剂、增塑剂等添加剂则是辅助成膜剂的主要组份。据悉, 红外光谱是分析油漆组成成分的有效方法, 有研究显示, 用本方法对多个车用油漆样本进行定性分析, 总结得出几种常见车用油漆飞主要类型见表1。
 
表1 汽车油漆的红外特征峰Table 1 IR characteristic peaks of vehicle paints    下载原表
表1 汽车油漆的红外特征峰Table 1 IR characteristic peaks of vehicle paints
 
如表1所示, 不同的种类油漆物证有着不同的特征吸收峰, 可以通过这些信息去判断所获取的油漆是属于什么种类的。
 
这里可建议相关研究所或单位能够为市场上的各种品牌、型号的汽车油漆建立红外光谱库。若有相关案件出现, 只需要通过对现场油漆物证的红外光谱分析谱图检索, 则可初步确定嫌疑车的型号, 缩小调查范围, 为案件的分析提供有利线索。
参考文献
 
[1]吴瑾光.近代傅里叶变换红外光谱技术及应用[M].北京:科学技术文献出版社, 1994.
 
[2]冯计民.红外光谱在微量物证分析中的应用[M].北京:化学工业出版社, 2010.
 
[3]王俭.微量物证分析[M].北京:警官教育出版社, 1997.
 
[4]朱明华.仪器分析[M].北京:高等教育出版社, 1997.
 
[5]王正煕.高分子材料剖析实用手册[M].化学工业出版社, 2016.