Anyagvizsgálati módszerek a bűnüldözésben

Átírás

1 Anyagvizsgálati módszerek a bűnüldözésben Műanyagok (festékek) kriminalisztikai vizsgálata Dr. Gál Tamás i.ü. vegyészszakértő

2 Az előadás témái: Műanyagok kriminalisztikai vizsgálata Festékek vizsgálta Közlekedési bűncselekményekkel kapcsolatos műanyagvizsgálatok Csomagolóanyagok vizsgálata

3 Műanyagnak a mesterségesen előállított polimereket nevezzük. Műanyagok csoportosítása Eredet szerint Természetes alapú (viszkóz, bitumen, sellak, stb.) Mesterséges alapú polikondenzációs (nylon, PET, bakelit stb.) polimerizációs (PE, PVC, stb.) poliaddíciós (poliuretán, epoxi, stb.) Szervetlen láncú (szilikonok) Hővel szembeni viselkedésük szerint Hőre keményedő (epoxi, szilikonok, stb.) Hőre lágyuló (PE, PP, PVS, ABS) Felhasználás szerint Textília Festék Csomagolóanyag (Autó)alkatrész stb. 3

4 Festékek kriminalisztikai vizsgálata

5 Festékek előfordulása a mindennapi életben védelem dekoráció - higiénia

6 Festékmaradványok a bűnügyekben betörések rablások rongálások emberölések közlekedési bűncselekmények során festékszemcsék festéklapkák festékfelkenődések

7 Festékek csoportosítási szempontjai: Felhasználás - építőipar, autóipar, bútor, stb. Tulajdonságok - magasfényű festékek, matt, korrózióelleni védőfestékek, szigetelő lakk, stb. Alkalmazási felület - papírfesték, fémfesték, falfesték, stb. Felhordás - szórófestés, merítés, ecsetelés, stb. Száradás - beégetős, levegőn száradó Rétegek a festékrendszerben alapozó, töltőréteg, fedőbevonat Összetétel alkid festék, poliuretán festék, akril festék, stb

8 A festékek nyersanyagai: Kötőanyag (műgyanta) világos viszkózus folyadék filmképzés felhordás és száradás után szilárd bevonatot képez meghatározza a festék tapadási tulajdonságait, fényességét, keménységét, rugalmasságát stb. Pigment oldhatatlan por, amelyet a kötőanyagba diszpergálnak színt ad a festéknek meghatározza a festék színét, a színerőt, színtartósságot, fedőképességet stb. Töltőanyag oldhatatlan por, amelyet a kötőanyagba diszpergálnak meghatározza az elérhető filmvastagságot, csiszolhatóságot, reológiai tulajdonságokat, stb. optikai törőképesség miatt növeli a festék fedőképességét Oldószer, hígító illékony folyadék a festékek és a kötőanyagok hígítására biztosítja a megfelelő felhordási viszkozitást meghatározza a festékfilm terülési viselkedését és száradási idejét Adalékanyagok növelik a száradási időt megelőzik a bőrösödés 8 javítják a tárolhatóságot

9 Kötőanyagok Olajok fenyőfagyanta Bitumen és kátrány ricinusolaj Természetes gyanták Cellulóz származékok epoxigyanták Kaucsuk származékok alkidgyanták Lakkműgyanták kondenzációs, polimerizációs, poliaddíciós Falfesték kötőanyagok poliésztergyanták cellulóz-nitrát ásványolaj-bitumenek

10 Pigmentek/töltőanyagok kréta kovaföld bárium-szulfát

11 Oldószerek, hígítók szénhidrogének alkoholok észterek ketonok glikolszármazékok

12 Az alkalmazott analitikai eszközök, technikák: Sztereómikroszkóp Polarizációs mikroszkóp Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) UV-Vis. mikrospektrofotometria SEM-EDS PyGC-MS FTIR spektrofotometria, FTIR-ATR mikroszkópi Raman spektrofotometria TLC stb

13 Analitikai technika FTIR SEM/EDS (elemanalízis) Szerves komponensek kötőanyag, néhány pigment pigmentek Szervetlen komponensek töltőanyag & pigmentek töltőanyag & pigmentek Py-GC-MS kötőanyag - Raman pigmentek töltőanyag & pigmentek MSP pigmentek pigmentek

14 Mi az amit sztereómikroszkóppal vizsgálunk? A festékmaradványok: jellege (szemcse, lapka, felkenődés ) szerkezete (kompakt, porózus ) színe rétegződési tulajdonságai (egy-, többrétegű) Mi az amit polarizációs, kutatómikroszkóppal vizsgálunk? A festékmaradványok: rétegszerkezete mikromorfológiai jellegzetességei

15 gépkocsi festékminta rázadékból szoborról biztosított festékminta ajtó festékminta gyanúsított ruházata 15

16 2017. február 20. Bankrablásból származik a pénz?

17 Benne voltak-e a zsákban a műtárgyak? Használták-e a cérnakesztyűt a műtárgyak lopásakor? február 20.

18 Többrétegű festékek, metszetkészítés Mikrotom Metszetek

19

20 FTIR spektrofotometria Fizikai kölcsönhatás Mérhető anyagok Fényabszorpció dipólus momentum változás Főleg szerves anyagok, funkciós csoportok pl. O-H, N-H Mintaelőkészítés Minimális minta-előkészítés Optimális mintavastagság! 1 mm Zavaró hatások Spektrális felbontás µm Az üveg, a víz, a CO 2 erős abszorpciós sávjai elfedik a minta spektrumát Konfokális analízis Nincs lehetősége 20

21 In-situ ATR vizsgálatok ATR kristály behatolási mélység mm (45 o ) behatolási mélység mm (60 o ) Törésmutató Gyémánt Ge dp: behatolási mélység l: hullámhossz n 1 : a kristály törésmutatója n 2/1 : a minta és a kristály törésmutatójának hányadosa Θ: beesési szög Si ZnSe

22 FTIR-ATR technikák, eszközök: Golden-Gate horizontál ATR egység egyrétegű festékszemcsék, lapkák, többrétegű festékmaradványok szélső rétege, felkenődött festékmaradványok ATR objektív gyémánt ATR kristály spektrumfelvétel a normál mintatérben mikroméretű felkenődött festékmaradványok Ge ATR kristály mikroszkópi spektrumfelvétel minimális festékréteg vastagság 1-2 µm in-situ vizsgálat jó minőségű spektrum

23 kalaptartó a gyanúsított autójából 5 mm A sértett utánfutójáról biztosított festékminta

24 Mintaelőkészítés fémlapon bontótűvel egyrétegű festékszemcsék, lapkák esetén az ellapítást egy speciális mintatartóban lévő fémlemezen végezzük spektrumfelvétel mikroszkópi reflexiósabszorpciós méréssel a kikent festékréteg vastagsága 1-2 µm jó minőségű spektrum

25 Mintaelőkészítés nagynyomású gyémántcellával egyrétegű festékszemcsék, lapkák esetén egy speciális mintatartóban lévő két gyémántkristály között végezzük. spektrumfelvétel sugárgyűjtő segítségével transzmissziós méréssel a normál mintatérben a szétnyomott festékréteg vastagsága 1-2 µm viszonylag nagyobb mennyiségű minta szükséges egyszerű mintaelőkészítés jó minőségű spektrum

26 Mintaelőkészítés többrétegű festéklapkák, metszetkészítés spektumfelvétel aranyozott üveglapon mikroszkópi reflexiós-abszorpciós méréssel spektumfelvétel speciális nyílást tartalmazó üveglapon transzmissziós méréssel a normál mintatérben precíz mintaelőkészítést igényel a festékrétegek egyenként vizsgálhatók jó minőségű spektrumok

27

28 Alkidgyanta kötőanyagú festékek FTIR-spektrumok:

29

30 Mikrospektrofotometria Fizikai kölcsönhatás Mérhető anyagok Fényabszorpció elektrongerjesztés Telítetlen, kettős hármas kötéseket tartalmazó, aromás stb. vegyületek Mintaelőkészítés Minimális minta-előkészítés Zavaró hatások Spektrális felbontás dikroizmus nm Konfokális analízis Nincs 30 lehetősége

31 Raman spektrofotometria Fizikai kölcsönhatás Mérhető anyagok Mintaelőkészítés Zavaró hatások Fényszórás polarizálhatóság változás Szerves és szervetlen anyagok, vázrezgések pl. C=C, C-S, S-S Mintaelőkészítést szinte nem igényel /a víz, üveg, fólia vagy egyéb hordozó nem zavarja a mérést/ Fluoreszcencia, Hőkárosodás Spektrális felbontás 1-2 µm Konfokális felbontás 1-2 µm

32 festékminta az ajtóról felkenődött festékmaradvány a feszítővason

33 FTIR Raman 33

34 SEM-EDS vizsgálatok

35 Közlekedési bűncselekményekkel kapcsolatos egyéb műanyagvizsgálatok

36 Különböző gépkocsik indexburáinak anyaga Poliakrilát: Daewo Matiz Peugeot 605 Audi S8 Ford Orion Daihatsu Ferrari Kia Peugeot 306 Suzuki Swift Polisztirol: Fiat Polski Akrilnitril-sztirol kopolimer: Alfa Romeo Polikarbonát: Ford Scorpio

37 Különböző gépkocsik lökhárítóinak anyaga Polipropilén: Fiat Bravo Suzuki Swift Peugeot 306 Fiat Polski Daihatsu Peugeot 605 Renault Ferrari Toyota Poliamid: Audi S8 Polikarbonát: Ford Orion Ford Scorpio Poliuretán: Alfa Romeo Mercedes

38 Mercedes típusú gépkocsi különböző szerkezeti elemeinek kötőanyaga ajtó belső borítólemez alkid üléskárpit alkid sebességváltókar poliamid műszerfal poli(vinil-acetát) kormány poli(éter-uretán) biztonságiöv-tartó akrilnitril-sztirol kopolimer

39 Miből származik a felkenődés?

40 Leragasztották és átfestették a rendszámot?

41 Gumimaradványok vizsgálata

42 Gumimaradványok vizsgálata késről származó fekete szemcse aszfaltról származó fekete felkenődés

43 0,4 *Bridgestone T uranza ER 30 F (20) 0,0 0,1 *Pneumakt tubelles P27 0,0 0,4 *Goodyear Ultra Grip F. (13.) 0,0 *Michelin Pilot Exalto F (12) 0,0 0,2 *Pirelli Winter 160 Studable F. 0,0 0,2 *Pirelli P 6000 F. 0,0 *Bridgestone D391 F (5.1.) 0,0 0,4 *Continental Spircontact 2 F (21) 0,0 0,4 *Pirelli 210 Snowport F. 0,0 0,4 *Michelin Pilot Alpin F (8.1.) 0,0 0,4 *Michelin Pilot HX F (18) 0,0 0,05 *Metzeler 0,00 0,05 *Victoria V D410 0,00 0,1 *T aurus teherautó 0,0 0,05 *T aurus cord radial 0,00 0,05 *Goodyear GT 2E O. (11) 0, Wav enumbers ( cm- 1) 0,1 0,0 0,1 0,0 0,05 0,00 0,00 0,1 0,0 0,1 0,0 0,1 0,0 0,00 0,1 0,0 0,1 0,0 0,1 0,0 0,00 0,1 0,0 0,00 *Univer gamma eurowinter *T oyo 310 *T aurus stoord radial *Simperit Hi-life M 401 *Phonix stahlflex 2010S *Kleber 50 H *Continental T S 771 *Barum tubetype *Stomil rekord D80 *Yokohama Geolandar G035 F (9) *Uniroyal T he RainT yre Ralle 680 F(6) *Diadem Linero Fulda F (7) *Debica Vivo D164 F (14) *Debica Passio F (15) *Dayton DW 500 Winter F (1) 0, Wav enumbers ( cm- 1)

44 A kerékpáron talált anyagmaradvány a szgk. lökhárítójából származik? ~1 mm

45 Csomagolóanyagok kriminalisztikai vizsgálata

46 Egyszerű alufólia? B oldal A oldal A oldal B oldal

47 Többrétegű fóliák FTIR vizsgálata

48 FTIR-mikroszkópi mapping polietilén poliamid

49 Többrétegű fóliák Raman mikroszkópiás vizsgálata poletilén poliamid

50 Az FTIR és a Raman spektroszkópia főbb jellegzetességei Fizikai kölcsönhatás Vizsgált anyagok Fényabszorpció dipólus momentum változás Szerves anyagok, ionos kötések pl. O-H, N-H Fényszórás polarizálhatóság változás Szerves és szervetlen anyagok, kovalens kötések pl. C=C, C-S, S-S Mintaelőkészítés Zavaró hatások Felbontás -spektrális: -confokális: Optimális szemcseméret és mintavastagság (transzmisszió), vagy mintaérintkezés (ATR) szükséges Az üveg, víz, CO 2 erős abszorpciós sávjai elfedik a minta spektrumát ~10-20 µm nincs Nincs érintkezés, minimális minta előkészítés, a víz, üveg, fólia vagy egyéb hordozó nem zavarja a mérést Fluoresszencia, hőkárosodás ~ 1-2 µm ca. 2.5 µm Frekvencia tartomány cm cm -1 Alkalmazott műszerek Spektrumfelvételi technikák Transzmissziós, diffúz reflexiós, ATR, mikroszkópi reflexió/abszorpció. -Mapping Különböző lézerek : 532 nm, 632nm, 785 nm. - Mapping február 20.