Page 112 - Zur Reinheit funktionaler Oberflächen

6.2.4 Oberflächen-Analyse mittels Die Sekundärionen-Massenspektrometrie (Abb. 16) gehört
ToF-SIMS zu den Methoden der Spurenanalytik. Sie wird zur Analyse
der elementaren und molekularen Zusammensetzung der
obersten Monolagen von Festkörper-Oberflächen eingesetzt,
6.2.5 Time of Flight – Secondary Ion indem diese im Hochvakuum mit Primär-Ionen hoher kine-
Mass Spectroscopy / Flugzeit-Sekundäri- tischer Energie beschossen werden. Infolge des Auftreffens
onen-Massenspektrometrie der Primär-Ionen auf der Oberfläche fragmentieren die dort
befindlichen Moleküle in Sekundär-Ionen, welche anschließend
Massen-spektrometrisch untersucht werden. Wir setzen diese
Technik ein, um die im Spuren-Bereich auf eine Oberfläche
übertragenen Rückstände aus HiTech-Reinigungs-Tüchern zu
analysieren.

Zu diesem Zweck wurden trockene und feuchte Wisch-Proze-
duren mit HiTech-Reinigungs-Tüchern auf hochgradig reinen
Prüf-Oberflächen aus Aluminium durchgeführt.
Anhand von spezifischen Molekül-Fragmenten wurden die
Prüf-Oberflächen nach erfolgter Wisch-Prozedur anschlie-
ßend auf die Übertragung von Ölen (Spinn- und Stricköle),
Detergenzien (Tenside aus dem Dekontaminations-Prozess)
und Polymerbestandteile (PES-Oligomere) hin untersucht. Es
stellte sich heraus, dass die Übertragungs-Wahrscheinlichkeit
für die einzelnen, untersuchten Spezies maßgeblich durch das
eingesetzte Lösungsmittel zur Tränkung der Prüflinge beein-
flusst wird. Aufgrund des mechanischen Kontakts zwischen
dem jeweiligem HiTech-Reinigungstuch und der Oberfläche ist
die Übertragung von Polyester-Bestandteilen, aus denen die
Prüflinge bestehen, auf molekularer Ebene nicht zu vermei-
den. Erfolgt eine Tränkung des Tuchs mit Lösungsmitteln, so
werden je nach Lösungs-Vermögen weitere textile Rückstände
auf die Oberfläche übertragen. Auf diese Weise ergibt sich die
Abb. 16 ToF-SIMS Übertragungs-Matrix Tab. 5.
(Bild: © Tascon GmbH – Münster)

Übertragene Keine Lösungsmittel Lösungsmittel-Tränkung: Lösungsmittel-Tränkung:
chemische Spezies Zustand: Trocken 2-Propanol Aceton
Standard- Fein- Standard- Fein- Standard- Fein-
Reinigungstuch Reinigungstuch Reinigungstuch Reinigungstuch Reinigungstuch Reinigungstuch

Kohlenwasserstoffe
(Fette, Öle) Nein Nein Nein Nein Ja Ja
Tenside und Deter- Nein Nein Nein Ja Ja Ja
genzien
Polymer-Bestand- Ja Ja Ja Ja Ja Ja
teile, Oligomere

Tab. 5 Übertragung textiler Rückstände im Ultra-Spurenbereich mittels Kontakt-Transfers zwischen getränkten HiTech-Reinigungs-
Tüchern und einer reinen Aluminium-Oberfläche. Die Analyse erfolgte im Hochvakuum mittels ToF-SIMS anhand spezifischer Molekül-
Fragmente.

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