ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

------------------------

TRƯƠNG VĂN SONG HÀO

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
DẤU VẾT SƠN HÌNH THÀNH TRONG VA CHẠM GIAO THƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng 2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------------

TRƯƠNG VĂN SONG HÀO

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
DẤU VẾT SƠN HÌNH THÀNH TRONG VA CHẠM GIAO THƠNG
Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học
Mã số: 8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
TS. DƯƠNG THẾ HY

LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT
Tác giả xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng mình. Các thơng tin
trích dẫn trong bài nghiên cứu đều được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng, tuân theo quyết định
số 29/QĐ-ĐHBK ngày 09/01/2017 của Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng về liêm
chính học thuật. Nếu có vi phạm các hành vi trong quyết định về bịa đặt, gian lận, đạo
văn hoặc giúp người khác vi phạm, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.

Học viên

Trương Văn Song Hào

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS. Dương Thế Hy đã giao
đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn
này.
Em xin cảm ơn các thầy, cơ giáo Khoa Hóa, trường Đại học Bách khoa, Đại
học Đà Nẵng đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu.
Em cũng xin chân thành cảm ơn ThS. Vương Thị Thanh Hằng, cùng các anh
chị Phịng Giám định hóa học - Viện Khoa học hình sự Bộ Cơng an đã rất nhiệt tình
giúp đỡ, động viên, truyền đạt lại nhiều kinh nghiệm quý báu cho em.

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn lãnh đạo phịng Kỹ thuật hình sự Công an tỉnh Quảng
Trị cùng các đồng nghiệp đã hết sức tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, là chỗ
dựa vững chắc giúp tơi hồn thành luận văn.
.
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2022
Học viên

Trương Văn Song Hào

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN......................................................................... 3
1.1 SƠN VÀ MÀNG SƠN PHỦ BỀ MẶT XE................................ 3
1.1.1. Định nghĩa sơn................................................................ 3
1.1.2. Thành phần sơn............................................................... 3
1.1.3. Cấu trúc màng sơn.......................................................... 4
1.2 CÁC LOẠI DẤU VẾT SƠN HÌNH THÀNH TRONG VA
CHẠM GIAO THƠNG................................................................. 5
1.2.1. Dấu vết hóa học trong các vụ va chạm giao thơng.............. 5
1.2.2. Dấu vết sơn hình thành trong va chạm giao thông.............. 6
1.3 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DẤU VẾT SƠN TRONG ĐIỀU
TRA, GIẢI QUYẾT VA CHẠM GIAO THÔNG......................... 7

1.3.1. Cơ sở lý luận........................................................................
1.3.2. Cơ sở khoa học....................................................................
1.4 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH…….
1.4.1. Phương pháp sắc ký khí, khối phổ………………………...
1.4.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng
tia X……………………………………………………………...
1.4.3. Phương pháp quang phổ hồng ngoại……………………...
1.4.4. Phương pháp phân tích nhiệt trọng trường………………..
1.4.5. Phương pháp huỳnh quang tia X………………………….
1.4.6. Phương pháp quét nhiệt vi sai……………………………..
1.4.7. Phương pháp đo màu……………………………………...
1.5 NGUYÊN TẮC CỤ THỂ CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH …………………………………………………….
1.5.1. Phương pháp Sắc ký khí, khối phổ.....................................
1.5.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng
tia X...............................................................................................
1.5.3. Phương pháp quang phổ hồng ngoại……………………...
Chương 2. THỰC NGHIỆM...................................................................
2.1 MẪU PHÂN TÍCH........................................................................
2.2 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT…………………..............................
2.2.1. Thiết bị................................................................................

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

7
8
8
8
9
9

9
9
9
9
10
10
12
14
19
19
20
20

Lưu hành nội bộ


2.2.2. Dụng cụ, hóa chất................................................................
2.3 THỰC NGHIỆM...........................................................................
2.3.1. Tạo mẫu phân tích...............................................................
2.3.2. Phương pháp phân tích bằng máy sắc ký khí khối phổ.......
2.3.3. Phương pháp phân tích bằng máy quang phổ hồng ngoại...
2.3.4. Phương pháp phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét.......
2.3.5. Phương pháp phân tích nhiệt trọng trường………………..
2.3.6. Phương pháp huỳnh quang tia X………………………….
2.3.7. Phương pháp quét nhiệt vi sai……………………………..
2.3.8. Phương pháp đo màu……………………………………...
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................
3.1 PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ……………………
3.1.1. Lựa chọn dung mơi hịa tan mẫu …………………………
3.1.2. Phân tích các mẫu sơn……………………………………

3.2 PHƯƠNG PHÁP KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT...................
3.2.1. Kết quả phân tích hình thái mẫu…………………………..
3.2.2. Kết quả phân tích nguyên tố………………………………
3.3 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI........................
3.3.1. Kết quả phân tích mẫu nhựa nền …...…………………….
3.3.2. Kết quả phân tích mẫu sơn ……………………………….
3.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG…...
3.5 PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X…………………….
3.6 PHƯƠNG PHÁP QUÉT NHIỆT VI SAI………………………..
3.7 PHƯƠNG PHÁP ĐO MÀU……………………………………..
3.8 ĐÁNH GIÁ CHUNG …………………………………………...
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................
PHỤ LỤC .................................................................................................

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

23
23
23
24
25
25
26
26
26
26
27
27
27

28
36
36
41
44
44
44
52
54
55
57
59
61
63
64

Lưu hành nội bộ


NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DẤU VẾT SƠN
HÌNH THÀNH TRONG VA CHẠM GAO THƠNG
Học viên: Trương Văn Song Hào. Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 8520301. Khoá 40. Trường Đại học Bách khoa - ĐH Đà Nẵng
Tóm tắt - Dấu vết sơn hình thành trong va chạm giao thông là các dấu vết của lớp sơn phủ trên
bề mặt các phương tiện giao thông để lại hiện trường sau va chạm giao thông. Các dấu vết đó
có thể trở thành căn cứ khoa học giúp các cơ quan chức năng đánh giá bản chất vụ va chạm
giao thơng. Để thực hiện điều đó, các mẫu sơn thu thập phải được phân tích, so sánh và đánh
giá về độ trùng khớp. Các phương pháp phân tích được nghiên cứu sử dụng bao gồm: Sắc ký
khí, khối phổ; Kính hiển vi điện tử quét; Quang phổ hồng ngoại; Phân tích nhiệt trọng trường:
Huỳnh quang tia X; Quét nhiệt vi sai; Đo màu. Các mẫu phân tích thực nghiệm được sử dụng

là chi tiết được sơn phủ của xe máy nhãn hiệu Honda Wave và Yamaha Jupiter. Các phân tích
có thể được tiến hành đối với cả mẫu sơn và mẫu nhựa nền. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy
ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp phân tích; sự phù hợp của phương pháp phân tích
đối với từng loại dấu vết sơn khác nhau. Trên cơ sở đó, lựa chọn phương pháp phân tích tối ưu
nhất để tạo cơ sở áp dụng trong thực tiễn. Tác giả đã tóm tắt các kêt quả đã đạt được và đưa ra
các kiến nghị cho hướng phát triển tiếp theo.
Từ khóa - Sơn xe; Quang phổ hồng ngoại; Kính hiển vi điện tử quét; Nhiệt trọng trường;
Huỳnh quang tia X.

RESEARCH FOR SELECTION OF ANALYSIS METHOD OF PAINT
TRACKS FORMED IN TRAFFIC COLLISIONS
Abstract - Paint traces formed in traffic collisions are traces of paint coating on the surface of
vehicles left at the scene after traffic collisions. Those traces can become a scientific basis to
help authorities assess the nature of the traffic collision. To do that, the collected coating
samples must be analyzed, compared, and evaluated for similarity. The analytical methods used
include: Gas Chromatography Mass spectrometry; Scanning Electron Microscope; Fouriertransform infrared spectroscopy; Thermogravimetric Analysis: X-ray fluorescence; Differential
Scanning Calorimeter; Color measurement. The experimental analysis samples used are painted
details of Honda Wave and Yamaha Jupiter brand motorcycles. Analyzes can be performed for
both coating and plastic substrates. Research results have shown the advantages and
disadvantages of each analysis method; suitability of the analytical method for different types
of paint traces. On that basis, select the most optimal analytical method to create a basis for
practical application. The author has summarized the obtained results and made
recommendations for the next development direction.
Key words - Paint; Fourier-transform infrared spectroscopy; Scanning Electron Microscope;
Thermogravimetric Analysis; X-ray fluorescence.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11

Thống kê mẫu phân tích…………………………………..
Các mẫu mang đi phân tích……………………………….
Kích thước nhựa nền và lớp sơn các mẫu………………...
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu nhựa nền WA………….
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu nhựa nền WM…………
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu nhựa nền JA…………..
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu nhựa nền JM…………..
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu sơn WA……………….
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu sơn WM……………….
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu sơn JA…………………
Kết quả phân tích nguyên tố mẫu sơn JM…………………
Kết quả đo huỳnh quang tia X……………………………
Kết quả đo huỳnh quang tia X……………………………


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Trang
19
23
36
41
41
42
42
42
43
43
44
55
55

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8

Hình 1.9
Hình 1.10
Hình 1.11
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.13
Hình 3.14
Hình 3.15
Hình 3.16


Trang
Thành phần một hệ sơn……………………………………….
3
Dấu vết hóa học tại hiện trường một vụ va chạm giao thơng...
5
Dấu vết sơn hình thành từ chi tiết sơn bị gãy vỡ……………..
6
Dấu vết dạng mài xiết………………………………………… 7
Tọa độ màu của không gian màu CIELab……………………. 10
Sơ đồ hệ thống sắc ký khí…………………………………….
11
Sơ đồ hệ thống sắc ký khí, khối phổ………………………….
11
Sơ đồ mơ tả thiết bị kính hiển vi điện tử qt………………..
13
Sơ đồ mơ tả máy quang phổ hồng ngoại……………………... 15
Sơ đồ phổ kế hồng ngoại……………………………………... 16
Tần số của một số nhóm chức………………………………..
17
Chi tiết mang xe Honda Wave và Jamaha Jupiter……………
19
Máy sắc ký khí, khối phổ……………………………………..
20
Kính hiển vi điện tử quét……………………………………..
20
Máy quang phổ hồng ngoại…………………………………..
21
Thiết bị phân tích nhiệt trọng trường…………………………
21
Máy quét nhiệt vi sai………………………………………….

22
Thiết bị phân tích huỳnh quang tia X cầm tay………………..
22
Máy đo màu…………………………………………………... 23
Mẫu cần phân tích và mẫu phân tích đối chứng xe Honda Wave
24
Mẫu cần phân tích và mẫu phân tích đối chứng xe Yamaha Jupiter 24
Phổ sắc ký mẫu thử trong dung môi Acetone………………..... 27
Phổ sắc ký mẫu thử trong dung môi Methanol…………….....
27
Phổ sắc ký mẫu thử trong dung môi Chloroform………….....
27
Phổ sắc ký mẫu sơn WA (phân tích lần 1) …………………… 28
Phổ sắc ký mẫu sơn WA (phân tích lần 2) …………………… 28
Phổ sắc ký mẫu sơn WA (phân tích lần 3) …………………… 29
Phổ sắc ký mẫu sơn WM (phân tích lần 1) …………………… 29
Phổ sắc ký mẫu sơn WM (phân tích lần 2) …………………… 29
Phổ sắc ký mẫu sơn WM (phân tích lần 3) …………………… 30
So sánh sự trùng khớp khổ sắc ký mẫu sơn WA và WM………. 30
Phổ sắc ký mẫu sơn JA (phân tích lần 1) ……………………… 31
Phổ sắc ký mẫu sơn JA (phân tích lần 2) ……………………… 31
Phổ sắc ký mẫu sơn JA (phân tích lần 3) ……………………… 31
Phổ sắc ký mẫu sơn JM (phân tích lần 1) ……………………… 32
Phổ sắc ký mẫu sơn JM (phân tích lần 2) ……………………… 32
Phổ sắc ký mẫu sơn JM (phân tích lần 3) ……………………… 32

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



Hình 3.17
Hình 3.18
Hình 3.19
Hình 3.20
Hình 3.21
Hình 3.22
Hình 3.23
Hình 3.24
Hình 3.25
HÌnh 3.26
Hình 3.27
Hình 3.28
Hình 3.29
Hình 3.30
Hình 3.31
Hình 3.32
Hình 3.33
Hình 3.34
Hình 3.35
Hình 3.36
Hình 3.37
Hình 3.38
Hình 3.39
Hình 3.40
Hình 3.41
Hình 3.42
Hình 3.43
Hình 3.44
Hình 3.45

Hình 3.46
Hình 3.47
Hình 3.48
Hình 3.49
Hình 3.50
Hình 3.51
Hình 3.51

So sánh sự trùng khớp khổ sắc ký mẫu sơn JA và JM…………..
So sánh sự trùng khớp khổ sắc ký mẫu sơn Wave và Jupiter….
Phổ khối chất tìm thấy tại Rt = 5.313…………………………..
Phổ khối chất tìm thấy tại Rt = 5.474…………………………..
Phổ khối chất tìm thấy tại Rt = 5.749…………………………..
Phổ khối chất tìm thấy tại Rt = 9.241…………………………..
Bề mặt cắt dọc mẫu WA………………………………………..
Bề mặt lớp sơn WA……………………………………………..
Bề mặt cắt dọc mẫu WM………………………………………..
Bề mặt lớp sơn WM…………………………………………….
Bề mặt cắt dọc mẫu JA………………………………………….
Bề mặt lớp sơn JA………………………………………………
Bề mặt cắt dọc mẫu JM…………………………………………
Bề mặt lớp sơn JM………………………………………………
Phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền WA…………………………….
Phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền WM…………………………….
Phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền JA…………………………….
Phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền JM…………………………….
Phổ hồng ngoại mẫu sơn WA…………………………………..
Phổ hồng ngoại mẫu sơn WM…………………………………..
Phổ hồng ngoại mẫu sơn JA…………………………………..
Phổ hồng ngoại mẫu sơn JM…………………………………..

So sánh phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền WA và WM....................
So sánh phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền JA và JM.........................
So sánh phổ hồng ngoại mẫu sơn WA và WM.............................
So sánh phổ hồng ngoại mẫu sơn JA và JM.................................
So sánh phổ hồng ngoại mẫu nhựa nền Honda và Jupiter..........
So sánh phổ hồng ngoại mẫu sơn Honda và Jupiter...................
TGA của mẫu sơn trên cùng một chi tiết....................................
TGA của mẫu sơn trên hai chi tiết khác nhau.............................
TGA của mẫu nhựa nền .............................................................
Đường cong DSC của các mẫu sơn............................................
Đường cong DSC của các mẫu nhựa nền....................................
Kết quả phân tích màu các mẫu sơn............................................
Giá trị L của các mẫu sơn WA, WA, JA........................................
Giá trị b của các mẫu sơn WA, WA, JA........................................

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

33
33
34
34
35
35
37
37
38
38
39
39
40

40
45
46
46
47
47
48
48
49
49
50
50
51
51
52
53
53
54
56
56
57
58
58

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ASTM

DSC
EDS
FT-IR
GC
GC/MS
LOD
SEM
TGA
XRF

American Society for Testing and Materials (Hiệp hội thí nghiệm và
vật liệu Hoa Kỳ)
Differential Scanning Calorimeter (Phân tích nhiệt quét vi sai)
Energy Dispersive Spectroscopy (Phổ tán xạ năng lượng)
Fourier-transform infrared spectroscopy (Quang phổ hồng ngoại)
Gas Chromatography (Sắc ký khí)
Gas Chromatography Mass spectrometry (Sắc ký khí khối phổ)
Limit of detection (Giới hạn phát hiện)
Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét)
Thermogravimetric Analysis (Phân tích nhiệt trọng trường)
X-ray Fluorescence (Phổ huỳnh quang tia X)

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, tình hình tai nạn giao thơng, đặc biệt là tai nạn giao
thơng đường bộ có chiều hướng gia tăng về số vụ và tính chất, mức độ nghiêm trọng.
Trung bình hằng năm ở nước ta xảy ra khoảng 37.000 – 40.000 vụ tai nạn giao thông,
làm hơn 10.000 người chết và 40.000 người bị thương. Có thể nói, tai nạn giao thơng là
nỗi kinh hồng và là một vấn nạn nhức nhối đối với toàn xã hội. Để giảm thiểu tai nạn
giao thông, cần phải áp dụng đồng bộ nhiều biện pháp. Trong đó, việc điều tra, xử lý
các vụ tai nạn giao thơng phải nhanh chóng, khách quan và xử lý nghiêm minh những
đối tượng vi phạm là một giải pháp quan trọng [1].
Trong phần lớn các vụ tai nạn giao thông đường bộ, khi xảy ra va chạm giao
thông giữa các phương tiện tham gia giao thông, giữa phương tiện tham gia giao thông
với người tham gia giao thông, giữa phương tiện giao thông với các cơng trình giao
thơng, cơng trình cơng cộng (đường, cột mốc, dãy phân cách, cột điện,…) thì hiện trường
sau tai nạn giao thông thường tạo ra và để lại các dấu vết có bản chất hóa học như: dấu
vết sơn, nhựa, cao su, đất, thủy tinh, vải, sợi,…[2]. Những dấu vết này có thể trở thành
những chứng cứ quan trọng giúp cơ quan chức năng điều tra, xác định sự thật khách
quan để giải quyết vụ tai nạn giao thông.
Từ thực tiễn cho thấy, trong các vụ tai nạn giao thông khi xảy ra va chạm cơ học
thì dấu vết sơn để lại hiện trường hoặc dấu vết sơn của phương tiện này để lại trên
phương tiện khác là dấu vết dễ tồn tại và là dấu vết phổ biến. Đây là căn cứ quan trọng
để xác định bản chất của sự va chạm, đồng thời qua đó có thể xác định được đối tượng
gây ra va chạm. Đặc biệt, trong một số vụ tai nạn giao thông, đối tượng gây tai nạn giao
thơng, sau đó điều khiển phương tiện đã gây ra tai nạn bỏ chạy khỏi hiện trường thì dấu
vết sơn thu lượm trên hiện trường là nghi ngờ của phương tiện gây ra tai nạn có ý nghĩa
đặc biệt quan trọng giúp cơ quan chức năng định hướng, xác định, truy tìm và đấu tranh
để giải quyết vụ việc. Để có cơ sở pháp lý vững chắc khi đánh giá, giải quyết vụ tai nạn
giao thông, trong quá trình khám nghiệm hiện trường vụ tai nạn giao thơng, lực lượng
chức năng có thể tiến hành thu lượm các dấu vết hóa học nói trên và yêu cầu cơ quan
chun mơn xác định, trả lời những vấn đề có liên quan.
Dấu vết sơn để lại có thể ở các điều kiện khác nhau, có thể là mảnh vỡ của các

chi tiết được sơn hoặc vết mài xiết làm màng sơn bị bong ra. Tùy thuộc vào số lượng và
kiểu dấu vết để lại mà áp dụng các phương pháp phân tích phù hợp, vừa đơn giản vừa
cho độ tin cậy cao.
Việc thực hiện yêu cầu của cơ quan chức năng nói trên phải được tiến hành ở các
cơ quan chun mơn, kỹ thuật, có tư cách pháp lý để đưa ra kết luận và phải do người
có chun mơn sử dụng các kiến thức chuyên môn, lựa chọn những phương pháp phù
hợp với từng đối tượng, từng trường hợp cụ thể, cùng với sự hỗ trợ của các thiết bị, máy

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


2

móc tiến hành để đưa ra kết luận. Kết luận đưa ra phải căn cứ trên kết quả có cơ sở khoa
học, có tính chính xác, khách quan. Để đảm bảo điều này, người tiến hành giám định
ngồi việc có chun mơn về hóa học cần phải có kiến thức tổng thể về chun ngành
kỹ thuật hóa học như: cơng nghệ sơn và lớp phủ bề mặt, biết được bản chất, đặc tính của
sơn bề mặt; kiến thức về vật liệu polyme,... Đồng thời phải nắm được các phương pháp
phân tích hóa học, hóa lý để phân tích các loại sơn để từ đó có thể lựa chọn, đưa ra
phương pháp phân tích các dấu vết sơn phù hợp với từng trường hợp, từng loại đối tượng
và từng vụ việc cụ thể.
Trước tình hình các vụ tai nạn giao thơng xảy ra ngày một tăng và tính chất phức
tạp trong va chạm và hình thành dấu vết va chạm thì ngồi việc nhận định, đánh giá
bằng cảm quan thơng qua kinh nghiệm thực tiễn, cũng như giải thích cơ chế hình thành
dấu vết theo cơ chế cơ học, vật lý thì việc xác định sự trùng khớp dấu vết, sự cùng loại,
khác loại của dấu vết sơn tạo ra do va chạm thơng qua việc phân tích, so sánh về mặt
hóa học là một cơ sở khoa học có tính thuyết phục cao, khách quan và độ chính xác, tin
cậy cao.

Trong bối cảnh khoa học, công nghệ ngày càng phát triển và có nhiều ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực khoa học hình sự thì việc nghiên cứu, nắm
bắt kiến thức về chuyên ngành kỹ thuật hóa học và kỹ thuật phân tích hóa học, bản chất
của phương pháp phân tích là yêu cầu cần thiết, quan trọng đối với người tiến hành giám
định, nhằm nâng cao trình độ chun mơn, nắm bắt khoa học, kỹ thuật phục vụ tốt hơn
cho công tác chuyên môn của mình.
Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp phân tích dấu vết sơn
hình thành trong va chạm giao thông” được lựa chọn cho luận án tốt nghiệp cao học.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định được phương pháp phân tích phù hợp với kiểu dấu vết sơn và lượng
dấu vết sơn để lại từ va chạm giao thông.
3. Ý nghĩa của đề tài
Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào cơng tác khoa học hình sự trong nghiên cứu,
giám định, phân tích dấu vết sơn từ các vụ tai nạn giao thông, phục vụ công tác điều tra,
giải quyết tai nạn giao thông của các cơ quan chức năng.
Là cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho người làm cơng tác giám định hóa học có
thể nghiên cứu, lựa chọn, tiến hành trong q trình thực hiện cơng tác chuyên môn.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. SƠN VÀ MÀNG SƠN PHỦ BỀ MẶT XE
1.1.1. Định nghĩa sơn
Tiêu chuẩn ASTM - D16 định nghĩa sơn là vật liệu dạng lỏng, paste hoặc bột,
sau khi phủ lên bề mặt vật liện nền nó tạo thành lớp màng mỏng liên tục và không trong

suốt, bám chắc, bảo vệ, trang trí bề mặt vật liệu cần sơn hoặc thực hiện các chức năng
đặc biệt.
Hầu hết các loại polymer, thành phần tạo màng phủ liên tục cho sơn, đều trong
suốt, do đó muốn tạo màng phủ khơng trong suốt người thì phải sử dụng thêm bột màu
trong thành phần màng sơn. Như vậy, theo định nghĩa trên, từ “sơn” dùng để chỉ các lớp
phủ hữu cơ có sử dụng bột màu. Với những loại sơn không sử dụng bột màu thì được
gọi là vecni (varnish), dầu bóng hoặc đôi khi là sơn trong suốt (clear coat).
1.1.2. Thành phần của sơn
Một cách tổng quát, một hệ sơn bao gồm chất tạo màng, môi trường phân tán,
bột màu, bột độn và phụ gia (Hình 1.1).

Hình 1.1. Thành phần một hệ sơn
Chất tạo màng, còn được gọi là chất kết dính (binder), là loại vật liệu có chức
năng tạo màng liên tục, bám dính với vật liệu mà trên đó sơn được phủ, kết dính với các
thành khác trong sơn để tạo màng, tạo ra độ cứng bề mặt cần thiết cho màng sơn. Hầu
hết các loại sơn hiện nay, đặc biệt là các sơn ứng dụng trong công nghiệp như ơ tơ, xe
máy… đều sử dụng chất kết dính là các polymer tổng hợp vì phải đáp ứng tốt và đồng
thời nhiều yêu cầu khác nhau về chức năng cũng như ngoại quan. Tính chất của màng
sơn được quyết định chủ yếu bởi chất tạo màng.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4

Mơi trường phân tán, hay cịn được gọi là cấu tử bay hơi, là các chất lỏng dễ bay
hơi, sau khi sơn chúng sẽ bay hơi hết khỏi màng sơn. Trước đây hầu hết các cấu tử bay
bơi là các dung mơi hữu cơ, các dung mơi này hịa tan chất kết dính để tạo thành dung

dịch đồng nhất. Vì lí do lịch sử này mà cấu tử bay hơi cịn được gọi là “dung mơi” mặc
dù thực tế hiện nay nhiều cấu tử bay hơi, ví dụ nước; chất pha lỗng, được sử dụng trong
sơn hiện nay khơng hịa tan chất kết dính. Cấu tử bay hơi được sử dụng trong hệ sơn
nhằm mục đích hỗ trợ cho việc sản xuất và gia công màng sơn. Để điều chỉnh các tính
chất của sơn người ta thường kết hợp nhiều cấu tử bay hơi khác nhau, trong đó có những
cấu tử bay hơi nhanh, chậm và rất chậm. Mặc dù về lý thuyết các cấu tử bay hơi sẽ bay
hơi khỏi màng sơn sau khi sơn nhưng thực tế một số cấu tử bay hơi vẫn tồn tại trong sơn
sau nhiều năm với hàm lượng có thể phát hiện bằng các kỹ thuật phân tích.
Bột màu là các chất rắn có màu sắc, khơng hịa tan và có kích thước rất nhỏ được
phân tán trong hệ sơn. Chức năng phổ biến của bột màu là tạo độ phủ (che màu vật liệu
nền), màu sắc cho màng sơn. Tuy nhiên, bột màu cũng góp phần hình thành các tính
năng quan trọng khác của màng sơn như khả năng chống ăn mòn, độ cứng... Bột màu
có thể là vơ cơ, thường là các hợp chất của kim loại chuyển tiếp, các loại bột kim loại
như kẽm, nhôm, hoặc là hữu cơ. Trong các ứng dụng ngoài trời người ta thường sử dụng
bột màu vơ cơ vì loại này tạo ra độ bền màu cao hơn, đồng thời giá thành thường là rẻ
hơn so với bột màu hữu cơ. Để tạo ra một màu nào đó cho sản phẩm người ta thường
phải kết hợp nhiều nhiều loại bột màu có màu sắc với nhau, công đoạn này gọi là phối
màu hoặc khớp màu.
Bột độn cũng được phân tán trong sơn giống như bột màu, tuy nhiên chức năng
chính của bột độn khơng phải là tạo màu sắc mà là giảm giá thành cho sơn. Vì vậy đơi
khi người ta cịn gọi bột độn với thuật ngữ là bột màu trơ.
Phụ gia là thành phần không thể thiếu trong hầu như tất cả các loại sơn, đặc biệt
là sơn nước. Phụ gia được sử dụng với hàm lượng nhỏ với mục đích tạo ra hoặc cải thiện
một số tính chất của sơn ví dụ như phụ gia lưu biến, phụ gia phân tán, phụ gia khử bọt…
Như vậy, có thể thấy để tạo ra một công thức sơn người ta phải sử dụng rất nhiều
thành phần cơ bản, trong mỗi thành phần có thể có nhiều tùy chọn. Chính vì vậy nên
mỗi loại sơn sẽ có các thành phần đặc trưng riêng của nó và các thành phần này lại thay
đổi theo mỗi hãng sản xuất.
1.1.3. Cấu trúc màng sơn
Do cần phải đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu khác nhau, đặc biệt là khi sơn trên

các sản phẩm công nghiệp như ô tô, xe máy, nên một màng sơn hồn chỉnh thường được
hình thành từ nhiều lớp sơn khác nhau. Một màng sơn như vậy thường có ba lớp sơn,
lớp đầu tiên (gọi là lớp sơn lót) có chức năng bám dính tốt với vật liệu cần sơn, lớp thứ
hai (gọi là lớp sơn nền) có chức năng tạo màu và lớp cuối cùng (gọi là lớp hồn thiện)
có chức năng tạo độ bóng, chịu mơi trường bên ngồi, bảo vệ các lớp sơn bên trong. Tuy

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


5

nhiên cũng tùy thuộc vào khả năng bám dính của lớp sơn đối với vật liệu nền hay tùy
vào loại vật liệu nền và loại phương tiện, chi tiết bộ phận trên phương tiện mà số lớp
sơn được sơn có thể ít hơn, chỉ một hoặc hai lớp sơn.
1.2. CÁC LOẠI DẤU VẾT SƠN HÌNH THÀNH TRONG VA CHẠM GIAO
THƠNG
1.2.1. Dấu vết hóa học trong các vụ va chạm giao thơng
Dấu vết hóa học là một bộ mơn cấu thành của khoa học hình sự. Bản chất và nội
dung của khoa học hình sự bao gồm về mặt khoa học tự nhiên với việc ứng dụng các
thành tựu khoa học kỹ thuật về khoa học xã hội như luật học, tội phạm học, để phục vụ
điều tra, xét xử và phòng ngừa hành động phạm tội. Việc điều tra các hành động tội
phạm không thể tách rời với các phương pháp của khoa học tự nhiên. Trong đó, dấu vết
hóa học ngày càng góp vai trị quan trọng, rộng lớn trong cơng tác nghiệp vụ.
Dấu vết hóa học trong va chạm giao thông là một loại dấu vết vật chất cụ thể có
bản chất hóa học có liên quan đến vụ va chạm giao thơng. Các dấu vết đó có thể là cao
su, nhựa, sơn, đất, thủy tinh, xăng dầu. Trước, trong và sau khi xảy ra va chạm, các dấu
vết này tồn tại và biến đổi theo sự việc va chạm giao thơng (Hình 1.2). Chẳng hạn, các
mảnh vỡ thủy tinh phát hiện trên mặt đường, có thể là thủy tinh bị vỡ ra từ phương tiện

gây ra va chạm giao thông hay các mảnh sơn, nhựa phát hiện trên mặt đường, có thể là
mảnh vỡ từ một chi tiết nào đó của phương tiện gây ra va chạm giao thơng,…

Hình 1.2. Dấu vết hóa học tại hiện trường một vụ va chạm giao thông

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


6

1.2.2. Dấu vết sơn hình thành trong va chạm giao thông
Từ thực tiễn của các vụ va chạm giao thông xảy ra cho thấy, trong các loại dấu
vết hóa học tồn tại ở hiện trường thì dấu vết sơn là dấu vết dễ tồn tại và là dấu vết phổ
biến nhất, bởi lẽ khi xảy ra va chạm giao thông giữa các phương tiện hay va chạm giữa
phương tiện với người tham gia giao thơng, cơng trình giao thơng, cơng trình cơng cộng
thì phần tiếp xúc cơ học để tạo nên dấu vết va chạm thường là phần sơn phủ bên ngồi
của xe. Mặt khác do đặc tính bám dính của sơn bề mặt nên các dấu vết sơn tồn tại lại
trên hiện trường, cũng như dễ lưu lại ở các phương tiện hay vật mang dấu vết được phát
hiện tại hiện trường.
Cũng từ thực tiễn của các vụ va chạm giao thông cho thấy, các dấu vết sơn tồn
tại và được phát hiện tại hiện trường các vụ va chạm giao thơng khá đa dạng, có thể có
các loại dấu vết sau:
Thứ nhất, dấu vết sơn bị tách ra nguyên vẹn. Đây là dấu vết mà khi xảy ra va
chạm giao thông, dưới tác dụng của lực cơ học, chi tiết của phương tiện tham gia giao
thông bị vỡ ra khỏi phương tiện nằm ở hiện trường (Hình 1.3). Sau va chạm, hiện trường
ghi nhận dấu vết là mảnh vỡ của chi tiết của phương tiện. Chi tiết này vừa trở thành dấu
vết, vừa là vật mang dấu vết sơn. Mục tiêu đặt ra trong trường hợp này là phân tích,
đánh giá để so sánh mẫu sơn của chi tiết sơn được phát hiện để lại hiện trường có cùng

loại với mẫu sơn của phương tiện đã (hoặc nghi ngờ đã) gây ra va chạm.

Hình 1.3 . Dấu vết sơn hình thành từ chi tiết xe bị gãy vỡ
tại hiện trường một vụ va chạm giao thông

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7

Thứ hai, dấu vết sơn bị mài xiết và bong ra. Đây là dấu vết sơn mà khi xảy ra va
chạm giao thông, tùy theo chiều hướng tác động và phần tác động mà bề mặt sơn phủ
bên ngoài của phương tiện bị mài xiết và bóc tách ra sau đó bám dính trên phương tiện,
mặt đường hoặc rơi vãi trên mặt đường (Hình 1.4). Trường hợp này thì vết sơn phải đủ
lớn mới có thể thực hiện phân tích, đánh giá và so sánh được. Mục tiêu trong trường hợp
này là đánh giá để kết luận sự cùng loại, khác loại của mẫu sơn để lại trên phương tiện
hoặc trên mặt đường so với mẫu sơn của phương tiện đã (hoặc nghi ngờ đã) gây ra va
chạm.

Hình 1.4 . Dấu vết sơn dạng mài xiết hình thành do va chạm cơ học
tại hiện trường một vụ va chạm giao thơng
Hai loại dấu vết có thể hình thành độc lập trong một vụ va chạm hoặc đồng thời
xuất hiện trong một vụ va chạm. Tùy vào từng trường hợp mà khi khám nghiệm hiện
trường, người tiến hành khám nghiệm phải biết đánh giá, lựa chọn phương pháp thu mẫu
sơn cũng như phương pháp bảo quản mẫu sơn thu được sao cho thuận lợi cho cơng tác
nghiên cứu, phân tích về sau.
1.3. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHƯƠNG
PHÁP PHÂN TÍCH DẤU VẾT SƠN TRONG ĐIỀU TRA, GIẢI QUYẾT VA

CHẠM GIAO THÔNG
1.3.1. Cơ sở lý luận
Dấu vết sơn là dấu vết hóa học, khi đặt trong mối quan hệ vật chất với các dấu
vết khác trong hiện trường vụ va chạm giao thơng thì dấu vết sơn có thể là dấu vết hình

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8

sự nên cần được phân tích, đánh giá để truy ngun bản chất.
Trong va chạm giao thơng, việc phân tích dấu vết sơn được thực hiện nhằm truy
nguyên tính cùng loại. Khi xảy ra va chạm giao thông giữa phương tiện X với phương
tiện Y do va chạm cơ học giữa hai phương tiện. Tùy theo mức độ và kiểu va chạm mà
các dấu vết sơn để lại có thể ở các kiểu khác nhau. Sau khi va chạm, qua công tác khám
nghiệm hiện trường, kiểm tra dấu vết va chạm, có thể phát hiện tại hiện trường có mảnh
vỡ của chi tiết các phương tiện hoặc phát hiện trên phương tiện Y có mang dấu vết sơn
(dấu vết A), nghi là sơn của phương tiện X. Khi đó, ngồi việc đánh giá về mặt cảm
quan, cơ chế hình thành dấu vết về mặt cơ học, sự tương thích và trùng khớp về vết thì
cần có sự đánh giá về tính cùng loại giữa dấu vết sơn A với loại sơn được sơn phủ của
phương tiện X. Trong lý luận khoa học hình sự, việc truy ngun tính cùng loại nói trên
có ý nghĩa quan trọng trong điều tra, giải quyết va chạm giao thông bằng cách cung cấp
thêm căn cứ chứng minh có xảy ra va chạm giữa phương tiện X với phương tiện Y hay
không và vết sơn A để lại trên phương tiện Y cùng loại với loại sơn của phương tiện X.
Điều này đặc biệt có ý nghĩa hơn trong trường hợp các dấu vết khác không thể hiện rõ
được sự va chạm hoặc hiện trường vụ việc va chạm đã khơng cịn ngun vẹn do tác
động của con người hoặc đối tượng thực sự gây ra va chạm đã rời khỏi hiện trường,…
Trong lý luận khoa học hình sự, giải quyết vấn đề trên được sử dụng bằng thuật

ngữ “truy nguyên hình sự”.
1.3.2. Cơ sở khoa học
Dấu vết hóa học là một bộ mơn cấu thành của khoa học hình sự. Dấu vết sơn là
một loại dấu vết hóa học. Khi dấu vết sơn trở thành dấu vết hình sự thì nó được xem là
chứng cứ nên cần được thu thập theo đúng trình tự pháp luật quy định. Đồng thời việc
đánh giá chứng cứ phải đảm bảo tính khoa học, khách quan và chính xác.
Sơn có bản chất hóa học là một loại polyme hóa học. Việc phân tích sơn được
thực hiện bằng các phương pháp phân tích cơng cụ, phương pháp hóa học, hóa lý là đầy
đủ về cơ sở khoa học và được cơng nhận.
Từ nội dung trình bày trong mục 1.1 cho thấy các màng sơn trên các phương tiện
giao thông có thể rất khác nhau về thành phần hóa học và kích thước, hình thái của lớp
sơn. Do đó, có thể sử dụng các yếu tố này để so sánh sự tương đồng về dấu vết sơn để
lại hiện trường và sơn trên phương tiện nghi ngờ.
1.4. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Phần trình bày ở trên cho thấy sự đa dạng của thành phần sơn, cấu trúc màng sơn
trên các phương tiện giao thông. Các hãng xe khác nhau có thể sử dụng các loại sơn
khác nhau và cấu trúc lớp sơn khác nhau để sơn cho các chi tiết của xe. Vì vậy có thể sử
dụng một số phương pháp phân tích để phát hiện sự tương đồng của dấu vết sơn để lại
tại hiện trường. Sau đây là một số phương pháp phân tích được lựa chọn.
1.4.1. Phương pháp sắc ký khí, khối phổ (GC/MS)
Cơ sở để lựa chọn phương pháp này là trong màng sơn có thể có các chất hữu cơ

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


9

chất hữu cơ thấp phân tử có khả năng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ. Các chất này

có thể có nguồn gốc từ dung mơi, phụ gia hoặc sản phẩm phân hủy của chất tạo màng
theo thời gian. Do đó, về nguyên tắc, có thể xử lý các mẫu sơn bằng các dung môi hữu
cơ để thu các dung dịch có chứa các thành phần của mẫu, sau đó sử dụng thiết bị sắc ký
khí ghép khối phổ để tách, phân tích, xác định chúng.
1.4.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng tia X (SEM)
Kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng tia X (SEM, SEM-EDXS hay SEMEDS) là một công cụ rất hữu ích để nghiên cứu hình thái học bề mặt của vật liệu và phân
tích nguyên tố. Màng sơn có thể hình thành từ nhiều lớp sơn khác nhau, mỗi lớp sơn có
thành phần và chiều dày khác nhau. Sử dụng phương pháp này để xác định cấu trúc của
màng sơn cũng như các nguyên tố có mặt trong màng sơn.
1.4.3. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR)
Các chất khác nhau sẽ cho phổ hồng ngoại có các đỉnh hấp thụ hoặc truyền qua
đặc trưng của các nhóm chức và liên kết đặc thù cho chất đó. Dựa vào đặc điểm này,
phương pháp phổ hồng ngoại được sử dụng rất phổ biến trong phân tích nhận dạng, phát
hiện thành phần của sơn.
1.4.4. Phương pháp phân tích nhiệt trọng trường (TGA)
Mỗi loại chất tạo màng phân hủy theo một cơ chế khác nhau, nhiệt độ phân hủy
khác nhau và độ sụt giảm khối lượng cũng khác nhau. Các đặc điểm này có thể phát
hiện thơng qua phương pháp phân tích nhiệt trọng trường. Nếu 2 màng sơn là của cùng
một loại thì sẽ có sự trùng lặp về các tính chất này.
1.4.5. Phương pháp huỳnh quang tia X (X-ray Fluorescence)
Phương pháp này được sử dụng để xác định thành phần nguyên tố của vật liệu.
Các loại sơn khác nhau sử dụng bột màu, bột độn, phụ gia khác nhau nên việc xác định
thành phần nguyên tố trong màng sơn cũng là một phương pháp tiềm năng để tìm ra sự
tương đồng của các màng sơn.
1.4.6. Phương pháp quét nhiệt vi sai (DSC)
Phương pháp này sử dụng trong phân tích polymer để xác định nhiệt độ kết tinh,
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ hóa thủy tinh của polymer. Các giá trị nhiệt độ này phụ
thuộc vào bản chất polymer và các phụ gia đưa vào như chất hóa dẻo, chất đóng rắn
cũng như mật độ liên kết ngang hình thành trong q trình đóng rắn. Các polymer sử
dụng làm chất tạo màng trong các sơn khác nhau có thể khác nhau về bản chất và/hoặc

các thành phần khác như chất hóa dẻo, chất đóng rắn. Vì vậy về ngun tắc có thể sử
dụng DSC để xác định sự tương đồng của các lớp sơn.
1.4.7. Phương pháp đo màu
Màu sắc thuộc về sự cảm nhận nên sẽ mang tính tương đối rất cao khi quan sát
trực tiếp bằng mắt thường. Do việc lượng hóa màu sắc là cần thiết trong việc đánh giá
màu. Màu sắc của màng sơn được tạo nên từ sự phối hợp của các thành phần màu cơ
bản. Máy đo màu có thể phân tách màu của màng sơn thành các thông số màu cơ bản.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


10

Trong khơng gian màu CIELab thì một màu sẽ được xác định bởi 3 thông số: L, a và b
như Hình 1.5. Sự khác nhau của 2 màu có thể không phân biệt được bằng mắt thường
nhưng lại phân biệt được khi sử dụng máy đo màu.

Hình 1.5. Tọa độ màu của không gian màu CIELab (Colorimetric Brochure, xuất bản
năm 2014 bởi Datacolor)
1.5. NGUYÊN TẮC CỤ THỂ CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
1.5.1. Phương pháp Sắc ký khí, khối phổ
1.5.1.1. Sắc ký khí, khối phổ
Sắc ký khí là một quá trình tách các chất trong một hỗn hợp mẫu ở trạng thái khí.
Trong kỹ thuật sắc ký khí, pha tĩnh là chất nhồi cột và pha động được gọi là khí mang.
Chất khí mang hay pha động để chạy sắc ký là một chất khí hay hỗn hợp hai chất khí
được trộn với nhau trong tỷ lệ thích hợp, cịn chất mẫu có thể là ở trạng thái khí hay
trạng thái lỏng hoặc rắn.
Theo nguyên tắc chung, một hệ thống máy GC phải có các bộ phận (Hình 1.6):

1) Buồng lị cột tách có khống chế nhiệt độ theo chương trình tách.
2) Cột tách sắc ký có chứa pha tĩnh, để tách sắc ký các chất.
3) Bộ phận nạp mẫu vào cột sắc ký.
4) Nguồn cấp khí mang (MP) để chạy sắc ký.
5) Bộ chương trình nhiệt độ và điều khiển GC làm việc.
6) Bộ phận phát hiện chất phân tích (Detector).
7) Bộ ghi sắc đồ tách của các chất.
8) Hệ máy tính và phần mềm điều khiển quá trình chạy sắc ký và xử lý dữ liệu.
Nguyên tắc hoạt động của sắc ký khí: Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân
bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai pha: pha tĩnh đứng n, có khả năng hấp thu
chất phân tích, pha động di chuyển qua pha tĩnh; do các cấu tử chất phân tích có ái lực
khác nhau với pha tĩnh, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


11

Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống sắc ký khí ( Hệ thống sắc ký khí, xuất bản 2004 bởi Cơng ty
TNHH Bách Việt Đồng Nai
Khi chất phân tích được bơm vào buồng mẫu (inlet) thì bị hóa hơi và đi vào cột
tách, chúng sẽ bị dịng khí mang qt theo và sẽ đi qua cột tách với tốc độ khác nhau và
cuối cùng tới bộ phận phát hiện tín hiệu. Ở bộ phận dị tìm, các tín hiệu của chất được
xử lý dưới dạng sắc ký đồ, thể hiện bằng các peak. Diện tích hoặc chiều cao peak tỷ lệ
thuận với lượng chất được tách.
Trong sắc ký khí – khối phổ, hệ thống sắc ký khí được đấu ghép với bộ phận phối
phổ (Hình 1.7). Theo đó, mẫu phân tích được đưa vào hệ thống GC, các cấu tử riêng lẽ
trong mẫu được tách khi ra khỏi cột sắc ký sẽ lần lượt được đưa vào buồng ion của thiết

bị khối phổ. Tại đây chúng được phân mảnh, tách khối đi vào detector ion để chuyển
thành tín hiệu điện và cho một sắc ký đồ. Tỉ số khối lượng và điện tích (m/z) có ảnh
hưởng rất lớn đối với chuyển động này của ion. Nếu biết được điện tích của ion thì ta
dễ dàng xác định được khối lượng của ion đó.

Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống sắc ký khí, khối phổ

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


12

1.5.1.2. Sử dụng phương pháp Sắc ký khí khối phổ trong phân tích mẫu sơn
Các mẫu sơn có bản chất là các chất hữu cơ. Thành phần các chất hữu cơ có trong
mẫu sơn có khả năng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ. Một số chất có khả năng hóa
hơi ở nhiệt độ cao. Do đó, về nguyên tắc, có thể xử lý các mẫu sơn bằng các dung mơi
hữu cơ để thu các dung dịch có chứa các thành phần của mẫu, sau đó sử dụng thiết bị
sắc ký khí ghép khối phổ để tách, phân tích, xác định một số chất có trong mẫu sơn.
Theo phương pháp này, mẫu sơn sau khi thu phải được xử lý bằng các dung mơi
hữu cơ thích hợp bằng cách nghiền mịn và ngâm trong loại dung môi hữu cơ có khả
năng hịa tan tốt các thành phần có trong mẫu sơn. Sau đó, tiến hành lọc lấy dung dịch
trong để phân tích.
Kết quả thu được thể hiện dưới dạng phổ sắc ký và phổ khối. Trong đó, phổ sắc
ký thể hiện sự có mặt của các chất trong mẫu ứng với các peak, mỗi chất có một thời
gian lưu (tR). Phổ khối được thể hiện bằng tỷ lệ khối lượng và điện tích (m/z). Bằng việc
sử dụng thiết bị sắc ký khí ghép nối detetor khối phổ có thể cho phép xác định hàm
lượng hoặc nồng độ của các chất hịa tan trong mẫu và có thể nhận diện, định tính được
các chất có mặt trong mẫu.

Ngồi ra, khi sử dụng phương pháp phân tích này, có thể xác định khả năng hòa
tan của các loại sơn trong các loại dung mơi khác nhau. Qua đó, đánh giá, lựa chọn loại
dung mơi phù hợp, hịa tan tốt nhất mẫu sơn để sử dụng làm dung mơi phân tích.
1.5.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng tia X
1.5.2.1. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét tán xạ tia X
Kính hiển vi điện tử quét tán xạ năng lượng tia X (SEM, SEM-EDXS hay SEMEDS) là một cơng cụ rất hữu ích để nghiên cứu hình thái học bề mặt của vật liệu và phân
tích nguyên tố.
SEM-EDXS là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải
cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp
quét trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận
và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp SEM là sử dụng chùm tia điện tử để tạo
ảnh và phân tích thành phần nguyên tố mẫu nghiên cứu.
Khi một chùm tia điện tử hẹp có bước sóng khoảng vài A0 đập vào mẫu sẽ phát
ra các chùm tia điện từ phản xạ và truyền qua. Các điện tử phản xạ và truyền qua này
được đi qua các hệ khuếch đại và điều biến để thành một tín hiệu ánh sáng. Mỗi điểm
trên mẫu cho một điểm tương ứng trên màn ảnh. Độ sáng tối trên màn ảnh phụ thuộc
vào lượng điện tử thứ cấp tới bộ thu và bề mặt nghiên cứu.
Thiết bị SEM gồm các bộ phận chính sau: nguồn electron (electron gun); thấu
kính điện từ (accelerating anode); cuộn dây quét (scanning coils); đầu dò electron tán xạ
(backscattered electron) và đầu dò electron thứ cấp (secondary electron detector);

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


13

khoang chứa mẫu (samplestage) - (Hình 1.8).

- Nguồn electron: Để có nguồn electron , người ta sử dụng kỹ thuật từ nguồn
phát xạ nhiệt điện tử hoặc nguồn phát xạ điện trường

Hình 1.8. Sơ đồ mơ tả thiết bị SEM [2]
- Thấu kính điện từ: Thấu kính điện từ là thiết bị dùng để hội tụ hoặc làm lệch
chùm hạt mang điện tích (điện tử, ion...) dưới tác dụng của lực từ do từ trường trong
thấu kính tác dụng lên chùm hạt. Thấu kính điện từ gồm một hệ các cuộn dây cuốn
quanh lõi làm bằng vật liệu từ mềm. Khả năng hội tụ hoặc làm lệch chùm hạt có thể thay
đổi nhờ thay đổi từ trường trong thấu kính. Do lực Lorent trong thấu kính điện từ khơng
bằng nhau dọc theo trục nên khi eletron đi qua sẽ bị lực tác dụng làm cho quỹ đạo của
nó có dạng xoắn ốc.
- Vật kính mẫu: Tương tác của chùm điện tử với mẫu có hai kiểu tán xạ của điện
tử trên vật liệu: Đàn hồi (elastic) tạo ra điện tử tán xạ ngược (backscattered electrons,
BSE) và không đàn hồi (inelastic) tạo ra điện tử thứ cấp (secondary electrons).
Số điện từ thứ cấp không phụ thuộc vào thành phần nguyên tố bề mặt, chỉ phụ
thuộc vào hình thái bề mắt, cho hình ảnh hai chiều của bề mặt mẫu, dị tìm điện tử thứ
cấp, dùng ống nhân quang nhấp nháy.
- Hệ bơm chân khơng: Khơng khí tán xạ, chân khơng, khơng tán xạ. Thông
thường áp suất trong hệ thông máy SEM vào khoảng 2,5.10 Pa.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


14

- Một số kỹ thuật đo sử dụng trong phương pháp SEM:
Các kỹ thuật đo sau đây được sử dụng trong phương pháp SEM: Huỳnh quang
catot (Cathodoluminescence); vi phân tích tia X (X-ray microanalysis), với phổ tán xạ

năng lượng tia X (EDXS, energy dispersive X-ray spectroscopy) và phổ tán xạ sóng tia
X (WDXS, wavelength dispersive X-elenray spectroscopy); phổ điện tử Auger (AES,
Auger Electron Spectroscopy); phổ vi điện tử quét phân cực (SEMPA, scanning electron
microscopy with polarisationtion analysis).
- Ưu điểm của kỹ thuật đo SEM:
+ Có thể phân tích mà khơng cần phá hủy mẫu vật.
+ Có thể hoạt động ở chân không thấp.
+ Thao tác điều khiển đơn giản, dễ sử dụng hơn.
+ Giá thành thấp.
- Nhược điểm của kỹ thuật đo SEM:
+ Độ phân giải thấp hơn TEM (transmission electron microscope).
+ Chỉ cho hình ảnh của các bề mặt dẫn điện. Nếu bề mặt khơng dẫn điện thì phải
phủ lên bề mặt một lớp dẫn điện (C, Au, Cr, Pd).
Chuẩn bị mẫu phân tích: Làm sạch nước, dung mơi hoặc các vật liệu khác có thể
bay hơi khi đặt trong chân không. Các mẫu vật phải lắp thật vững chắc. Những mẫu
bằng kim loại có thể đặt trực tiếp vào đo trong SEM. Những mẫu không phải là kim loại
cần phải được phủ lên bề mặt một lớp dẫn điện.
1.5.2.2. Sử dụng phương pháp kính hiển vi điện tử qt trong phân tích sơn
Nhờ khả năng phóng đại và tạo ảnh mẫu rất rõ nét và chi tiết, kính hiển vi điện
tử quét SEM có thể sử dụng để phân tích sơn thơng qua việc cho biết các thơng tin sau:
- Cho biết thông tin bề mặt mẫu. Những nét đặc trưng của bề mặt một vật, bố cục
của nó. Quan hệ trực tiếp giữa những nét đặc trưng này và những tính chất của vật liệu.
Từ đặc tính này, SEM có thể phân tích và cho biết về hình dạng lớp trong mẫu sơn, thứ
tự và kích thước các lớp của mẫu sơn.
- Cho biết thành phần vật liệu. Các nguyên tố và hợp chất mà vật có và quan hệ
giữa số lượng của chúng; mối quan hệ trực tiếp giữa thành phần và tính chất của vật liệu.
Qua đó, SEM có thể cho thơng tin về thành phần các nguyên tố có trong mẫu sơn.
Như vậy, về nguyên tắc, ở mức độ phóng đại cao của SEM có thể phát hiện, so
sánh để phân biệt sự giống nhau, khác nhau và sự đặc trưng của các mẫu sơn khác nhau
từ đó đưa ra thơng tin phục vụ cho việc kết luận về sự cùng loại hay khác loại của các

mẫu sơn.
1.5.3. Phương pháp quang phổ hồng ngoại
1.5.3.1. Phương pháp quang phổ hồng ngoại [4]
- Nguyên lý hoạt động của quang phổ hồng ngoại
Bức xạ hồng ngoại có tần số khoảng 430 THz – 300 GHz, là vùng bức xạ nằm
giữa vùng ánh sáng nhìn thấy và tử ngoại. Khi chiếu bức xạ hồng ngoại qua mẫu phân

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ