Bwyd-Deunyddiau Crai Plastig Gradd: Virgin, wedi'u Hailgylchu a Deunyddiau wedi'u Hadennill

Adnabod Bwyd-Deunyddiau Crai Plastig Graddfa: Y 3 Dull Gwahaniaethu Craidd ar gyfer Deunyddiau Forwyn, Wedi'u Hailgylchu a'u Hadennill. Yn y rheolaeth ansawdd o-gradd bwydMae deunyddiau crai plastig PP, gan wahaniaethu'n gywir rhwng deunyddiau crai, wedi'u hailgylchu, a deunyddiau wedi'u hadennill yn gam hanfodol wrth sicrhau diogelwch cynnyrch a sefydlogrwydd ansawdd. Er bod y tri math hyn o ddeunyddiau yn debyg o ran ymddangosiad, mae ganddynt wahaniaethau sylweddol mewn strwythur moleciwlaidd, cyfansoddiad cemegol, a phriodweddau ffisegol. Yn seiliedig ar y safonau cenedlaethol diweddaraf ac arferion diwydiant, bydd y canlynol yn manylu ar dri dull adnabod craidd a'u gweithdrefnau gweithredu.

1.1 Diffiniadau a Gwahaniaethau o Ddeunyddiau Wyryf, Wedi'u Hailgylchu a Deunyddiau wedi'u Hadennill

Mae deunydd Virgin yn cyfeirio at ddeunydd PP wedi'i bolymeru'n uniongyrchol o ddeunyddiau crai petrocemegol, a nodweddir gan strwythur moleciwlaidd rheolaidd a phurdeb uchel. Ni ddefnyddiwyd y math hwn o ddeunydd erioed, mae ganddo gadwyn moleciwlaidd gyflawn, un cyfansoddiad cemegol, ac mae'r holl ddangosyddion perfformiad yn cwrdd-gradd bwydsafonau. Mae gan Virgin PP strwythur isotactig hynod drefnus, gyda'r holl grwpiau ochr methyl wedi'u lleoli ar yr un ochr i'r brif gadwyn, gan ffurfio siâp helical, gyda chrisialedd o 50% -80% ac ystod pwynt toddi o 160-176 gradd.

Mae deunydd wedi'i ailgylchu yn cyfeirio at wastraff PP sydd wedi'i falu a'i lanhau'n syml ar ôl ei ddefnyddio, yn bennaf o sgrapiau, cynhyrchion diffygiol, neu gynhyrchion plastig defnyddwyr postio o'r broses gynhyrchu. Er bod y math hwn o ddeunydd yn cadw strwythur sylfaenol PP, gall gynnwys ychwanegion gweddilliol, pigmentau, amhureddau, a chynhyrchion diraddio a gynhyrchir wrth eu defnyddio. Efallai y bydd cadwyni moleciwlaidd deunyddiau wedi'u hailgylchu yn cael eu torri'n rhannol, ac mae'r dosbarthiad pwysau moleciwlaidd yn ehangach, gan arwain at newidiadau mewn paramedrau perfformiad.

1.2 Dadansoddiad Cymharol Paramedr Perfformiad

O ran priodweddau ffisegol, mae gwahaniaethau sylweddol rhwng y tri math o ddeunyddiau. Dwysedd yw'r dangosydd gwahaniaethol mwyaf greddfol. Mae dwysedd PP crai fel arfer yn yr ystod o 0.90-0.915 g / cm³, tra bod dwysedd PP wedi'i ailgylchu yn gyffredinol yn yr ystod o 0.9-0.91 g / cm³. Mae'r gwahaniaeth rhwng y ddau yn fach ond gellir ei wahaniaethu o hyd gan ddefnyddio offerynnau manwl. Mae cryfder tynnol yn baramedr pwysig arall. Gall cryfder tynnol PP crai gyrraedd 30-40 MPa, tra bod cryfder tynnol deunydd wedi'i ailgylchu yn ddim ond 20-30 MPa, 20-30% yn is na deunydd crai.

O ran priodweddau thermol, mae PP crai yn arddangos brig toddi sengl, glân a llyfn yn ei gromlin doddi, gyda thymheredd brig rhwng 165-169 gradd. Mae cromlin toddi deunydd wedi'i ailgylchu fel arfer yn dangos copaon toddi lluosog, tua 132 gradd a 165 gradd, oherwydd gwahanol bwyntiau toddi PP o wahanol ffynonellau. Yn ogystal, oherwydd camau prosesu lluosog, mae cyfradd llif toddi (MFR) deunydd wedi'i ailgylchu yn cynyddu'n sylweddol, sy'n ganlyniad i doriad cadwyn moleciwlaidd sy'n arwain at ostyngiad mewn pwysau moleciwlaidd.

Mae'r gwahaniaethau mewn cyfansoddiad cemegol yn fwy cymhleth. Mae cyfansoddiad cemegol PP virgin yn gymharol syml, yn bennaf yn cynnwys polymer PP a swm bach o ychwanegion megis gwrthocsidyddion. Gall deunyddiau wedi'u hailgylchu a'u hadfer gynnwys llygryddion amrywiol, gan gynnwys metelau trwm (y gall eu cynnwys fod yn fwy na dau orchymyn maint yn uwch na deunydd crai), gweddillion plaladdwyr, cyfryngau caledu, gludyddion, bacteria, firysau a sylweddau niweidiol eraill. Mae presenoldeb y llygryddion hyn nid yn unig yn effeithio ar berfformiad y deunydd ond, yn bwysicach fyth, gallant fod yn fygythiad posibl i ddiogelwch bwyd.

2.1 Dull Profi Perfformiad Corfforol

Profi perfformiad corfforol yw'r dull adnabod mwyaf sylfaenol a ddefnyddir yn gyffredin, yn bennaf gan gynnwys mesur dwysedd, profion mynegai llif toddi, a dadansoddiad thermol.
Mesur dwysedd yw'r cam cyntaf wrth nodi deunyddiau PP. Yn ôl safonau cenedlaethol GB/T 1033.1-2008 ac ISO 1183-1:2019, y gofyniad dwysedd ar gyfer bwyd-gradd PP yw 0.90-0.91 g/cm³. Mae dulliau penodol yn cynnwys y dull trochi, y dull pycnometer hylif, a'r dull colofn graddiant dwysedd. Ymhlith y dulliau hyn, y dull colofn graddiant dwysedd yw'r mwyaf cywir. Mae'n golygu gosod y sampl mewn hydoddiant graddiant n-heptane-ethanol sydd wedi'i baratoi'n fanwl gywir a phennu'r gwerth dwysedd yn seiliedig ar ei leoliad ataliad. Rhaid cynnal y prawf mewn amgylchedd tymheredd cyson o 23 ± 0.5 gradd i ddileu gwallau ehangu thermol. Mae labordai modern yn defnyddio densimedrau awtomatig yn eang, sy'n cyfuno egwyddor Archimedes â thechnoleg mesur amledd dirgryniad, gan wella cywirdeb profi i ± 0.0001 g / cm³.

Yn ymarferol, mae dwysedd PP crai fel arfer yn sefydlog o fewn yr ystod o 0.905-0.910 g / cm³, tra gall deunyddiau wedi'u hailgylchu ddangos gwyriadau mwy oherwydd y posibilrwydd o gynnwys plastigau neu amhureddau eraill. Mae amrywiad dwysedd deunyddiau wedi'u hailgylchu yn fwy cymhleth, yn dibynnu ar eu ffynhonnell a thechnoleg prosesu. Dylid nodi na all profion dwysedd yn unig wahaniaethu'n llwyr rhwng y tri math o ddeunyddiau; rhaid cyfuno dulliau eraill ar gyfer barn gynhwysfawr.

Mae'r prawf cyfradd llif toddi (MFR) yn ddangosydd craidd ar gyfer gwerthuso hylifedd prosesu deunyddiau. Yn ôl safon GB/T 3682, defnyddir mynegeiwr llif toddi i fesur faint o ddeunydd sy'n cael ei allwthio trwy farw safonol mewn 10 munud ar dymheredd penodol (230 gradd fel arfer) a llwyth (2.16 kg), gyda'r uned yn g/10min. Mae cyfradd llif toddi bwyd-gradd PP yn cael ei reoli'n gyffredinol o fewn yr ystod o 2-10 g/10 munud, tra bod yr ystod ar gyfer PP pwrpas cyffredinol yn 0.5-30 g/10 munud.

Mae'r prawf cyfradd llif toddi yn arbennig o effeithiol wrth wahaniaethu rhwng deunyddiau crai a deunyddiau wedi'u hailgylchu. Mae astudiaethau wedi dangos, ar ôl cylchoedd prosesu lluosog, bod PP yn cael ei dorri'n sisial cadwyn oherwydd grymoedd cneifio, gan arwain at ostyngiad mewn pwysau moleciwlaidd a chynnydd sylweddol mewn gwerth MFR. Mae gwerth MFR PP crai yn gymharol sefydlog, tra gall gwerth MFR deunydd wedi'i ailgylchu fod sawl gwaith yn uwch na gwerth deunydd crai. Er enghraifft, efallai y bydd gan swp o PP crai MFR o 5 g/10 munud, tra gall deunydd wedi'i ailgylchu a brosesir 5 gwaith fod â MFR o 15-20 g/10 munud. Dylid nodi bod patrwm newid PE-LD i'r gwrthwyneb; mae ei MFR yn lleihau gyda chylchoedd prosesu cynyddol, oherwydd mae PE-LD yn cael adweithiau trawsgysylltu yn bennaf yn hytrach nag adweithiau sisial cadwyn. Mae dadansoddiad thermol, gan gynnwys calorimetreg sganio gwahaniaethol (DSC) a dadansoddiad thermogravimetrig (TGA), yn un o'r dulliau mwyaf effeithiol ar gyfer adnabod deunyddiau PP. Mae DSC yn pennu pwynt toddi, tymheredd crisialu, crisialu, ac amser sefydlu ocsidiad (OIT) deunydd yn gywir trwy fesur y gwahaniaeth llif gwres rhwng y sampl a chyfeirnod. Mae TGA yn dadansoddi sefydlogrwydd thermol ac ymddygiad dadelfennu deunydd trwy fesur y newid mewn màs sampl gyda thymheredd neu amser.

Mewn profion DSC, mae PP gwyryf fel arfer yn arddangos un brig toddi sydyn gyda thymheredd brig rhwng 165-169 gradd a grisialu uchel. Mae PP wedi'i ailgylchu, oherwydd sisial cadwyn moleciwlaidd a dosbarthiad pwysau moleciwlaidd ehangach, yn dangos brig toddi ehangach yn ei gromlin DSC, a gall arddangos copaon toddi lluosog. Er enghraifft, efallai y bydd PP wedi'i ailgylchu yn dangos brig bach tua 132 gradd (o bosibl oherwydd cydrannau pwysau moleciwlaidd isel neu blastigau eraill) a phrif uchafbwynt tua 165 gradd. Ar ben hynny, mae crisialu PP wedi'i ailgylchu fel arfer yn is na PP crai, oherwydd difrod strwythur cadwyn moleciwlaidd a achosir gan gylchoedd prosesu lluosog.

Gall dadansoddiad TGA ddatgelu gwahaniaethau yn sefydlogrwydd thermol y deunyddiau. Yn nodweddiadol mae gan Virgin PP dymheredd dadelfennu thermol uwchlaw 300 gradd, ac mae'r broses ddadelfennu yn gymharol syml. Mae PP wedi'i ailgylchu, oherwydd presenoldeb amrywiol ychwanegion ac amhureddau, yn arddangos ymddygiad dadelfennu thermol mwy cymhleth, o bosibl yn dechrau dadelfennu ar dymheredd is ac yn dangos sawl cam colli pwysau yn ystod dadelfennu. Mae'n arbennig o nodedig bod màs gweddilliol PP wedi'i ailgylchu yn amrywio'n fawr, yn amrywio o 0.2% i 66%, tra bod màs gweddilliol PP crai fel arfer rhwng 0.2% a 0.5%.

2.2 Dulliau Dadansoddi Cyfansoddiad Cemegol

Dadansoddiad cyfansoddiad cemegol yw'r dull mwyaf cywir ar gyfer adnabod deunyddiau PP, yn bennaf gan gynnwys technegau fel sbectrosgopeg isgoch, dadansoddiad elfennol, a chromatograffeg.
Sbectrosgopeg isgoch (FTIR) yw'r dull dadansoddi cemegol a ddefnyddir amlaf. Gall FTIR ddadansoddi'n fanwl gywir y grwpiau swyddogaethol a nodweddion strwythur moleciwlaidd deunydd, a nodi'n gyflym y math o ddeunydd sylfaen PP (homopolymer / copolymer) a'r math o ychwanegion trwy gymharu brigau amsugno nodweddiadol. Mae sbectrwm isgoch nodweddiadol PP yn dangos pedwar copa sydyn ar 2960-2800 cm⁻¹, sy'n cyfateb i ddirgryniadau ymestyn C-H CH, CH₂, a CH₃; mae brigau ar 1460 cm⁻¹ a 1376 cm⁻¹ yn cyfateb i ddirgryniadau plygu C-H; mae'r brig ar 1165 cm⁻¹ yn cynrychioli dirgryniad plygu siglo allan-o awyren y grŵp methyl; ac mae'r band 998 cm⁻¹ yn gysylltiedig ag 11-13 o unedau ailadrodd a gellir ei ddefnyddio fel band crisialog i gyfrifo crisialu.

Wrth wahaniaethu rhwng deunyddiau crai a deunyddiau wedi'u hailgylchu, yr allwedd i FTIR yw arsylwi uchafbwynt amsugno C=O yn rhanbarth 1600-1750 cm⁻¹. Mae astudiaethau wedi dangos bod samplau PP i gyd yn arddangos brigau amsugno C=O gwan yn y rhanbarth hwn, a allai fod oherwydd ocsidiad deunyddiau wedi'u hailgylchu neu bresenoldeb ychwanegion sy'n cynnwys grwpiau swyddogaethol carbonyl. Mae dwysedd brig C=O PP crai yn wan ac yn sefydlog, tra bod dwysedd brig C=O deunydd wedi'i ailgylchu gryn dipyn yn gryfach oherwydd y broses ocsideiddio. Yn ogystal, gall ATR-FTIR hefyd ganfod PE-LD wedi'i ailgylchu. Mae deunydd wedi'i ailgylchu a broseswyd 6 gwaith yn dangos uchafbwynt nodweddiadol methyl newydd (2950.7 cm⁻¹), ond nid yw'r brig nodweddiadol methyl yn amlwg mewn deunydd wedi'i ailgylchu a brosesir unwaith yn unig, sy'n nodi rhai cyfyngiadau ar y dull hwn.

Mae'r weithdrefn weithredu ar gyfer dadansoddiad FTIR yn gymharol syml. Yn gyntaf, caiff y sampl ei dorri i faint priodol a'i roi ar affeithiwr ATR (Attenuated Total Reflectance) y sbectromedr isgoch trawsnewid Fourier. Mae'r ystod sganio wedi'i osod i 4000-400 cm⁻¹, y cydraniad yw 4 cm⁻¹, a nifer y sganiau fel arfer yw 32. Trwy gymharu â llyfrgell sbectrol safonol, gellir pennu cyfansoddiad sylfaenol y deunydd yn gyflym. Ar gyfer samplau cymhleth, gellir defnyddio sbectrosgopeg isgoch dau-ddimensiwn hefyd i nodi gwahanol gydrannau trwy ddadansoddi newidiadau yn y sbectrwm.

Defnyddir dadansoddiad elfennol yn bennaf i ganfod metelau trwm ac elfennau niweidiol eraill mewn deunyddiau. Mae gan fwyd -gradd PP ofynion llym ar gyfer cynnwys metel trwm, gyda chynnwys cadmiwm Llai na neu'n hafal i 0.005 mg/kg, cynnwys mercwri Llai na neu'n hafal i 0.01 mg/kg, a chynnwys plwm Llai na neu'n hafal i 0.01 mg/kg. Mae dulliau canfod fel arfer yn defnyddio sbectrometreg màs plasma wedi'i gyplysu'n anwythol (ICP-MS), gyda therfyn canfod o 0.001 mg/kg, neu sbectrometreg amsugno atomig (AAS).

Mae dadansoddiad elfennol yn ddull pwysig o wahaniaethu rhwng deunyddiau crai a deunyddiau wedi'u hailgylchu. Mae astudiaethau wedi dangos bod y cynnwys metel trwm mewn deunyddiau PP crai yn debyg iawn, gyda gwyriad cymharol o ddim mwy na 57%, tra bod y cynnwys metel trwm mewn deunyddiau wedi'u hailgylchu yn aml yn fwy na dau orchymyn maint yn uwch na deunyddiau crai. Mae hyn oherwydd y gall deunyddiau wedi'u hailgylchu ddod i gysylltiad â ffynonellau llygredd amrywiol yn ystod y broses ailgylchu, gan gynnwys gwastraff diwydiannol a gwastraff cartref, gan arwain at grynhoad metel trwm. Mewn profion gwirioneddol, os canfyddir bod cynnwys metel trwm sampl yn annormal o uchel, yn gyffredinol gellir penderfynu ei fod yn ddeunydd wedi'i ailgylchu neu'n gymysgedd sy'n cynnwys deunydd wedi'i ailgylchu.

Mae dadansoddiad cromatograffig yn cynnwys cromatograffaeth nwy-sbectrometreg màs (GC-MS) a chromatograffeg hylif perfformiad uchel (HPLC), a ddefnyddir yn bennaf i ganfod cyfansoddion organig anweddol, monomerau gweddilliol, ac ychwanegion mewn deunyddiau. Gellir defnyddio GC-MS i ddadansoddi cyfansoddion organig anweddol a monomerau gweddilliol, tra bod HPLC yn cael ei ddefnyddio i ddadansoddi mudo ychwanegion anweddol. Yn benodol, mae technoleg cromatograffaeth nwy gofod pen-sbectrometreg màs (HS-GC-MS) wedi’i chynnwys yn y safon genedlaethol GB/T 46019.2-2025, yn benodol ar gyfer adnabod polypropylen wedi’i ailgylchu.

Mae'r dull HS{0}GC-MS yn cynnwys y weithdrefn ganlynol: Pwyswch 1.5 go sampl (cywir i 0.1 mg) a'i roi mewn ffiol gofod pen 20 ml. Ychwanegu 20 μL o D8-hydoddiant gweithio naphthalene (0.3 ug/mL) fel safon fewnol. Ar ôl ecwilibrating ar 150 gradd am 30 munud, perfformio y dadansoddiad. Cyfrifir mynegai cadw pob cydran anweddol trwy echdynnu amser cadw n-alcanau, a chyfrifir yr ardal brig cymharol trwy normaleiddio safonol mewnol yr ardal brig. Dadansoddodd ymchwilwyr 170 o samplau PP gwyryf a 119 o samplau PP wedi'u hailgylchu, sgrinio 25 o gydrannau anweddol nodweddiadol, a sefydlu model adnabod yn seiliedig ar yr algorithm coedwig ar hap, gyda chywirdeb o dros 95%.

2.3 Microstrwythur a Dulliau Arsylwi Morffoleg

Mae arsylwi microstrwythur a morffoleg yn ddull ar gyfer nodi deunyddiau PP o safbwynt morffoleg lefel moleciwlaidd a microsgopig, yn bennaf gan gynnwys calorimetreg sganio gwahaniaethol, microsgopeg golau polariaidd, a microsgopeg electron sganio.

Gall calorimetreg sganio gwahaniaethol (DSC) nid yn unig fesur paramedrau perfformiad thermol y deunydd ond hefyd nodi'r math o ddeunydd trwy ddadansoddi ei ymddygiad toddi a chrisialu. Gall DSC ddarparu paramedrau perfformiad thermol nodweddiadol y deunydd, megis tymheredd trawsnewid gwydr, pwynt toddi, a grisialu. Mae'r paramedrau hyn yn arwyddocaol iawn ar gyfer gwahaniaethu rhwng deunyddiau crai a deunyddiau wedi'u hailgylchu. Yn ymarferol, mae 5-10 mg o'r sampl yn cael ei bwyso a'i roi mewn padell sampl alwminiwm, a chynyddir y tymheredd o dymheredd yr ystafell i 20 gradd yn uwch na'r pwynt toddi ar gyfradd wresogi o 10 gradd / min, a chofnodir y gromlin DSC.

Mae cromlin DSC PP gwyryf fel arfer yn dangos brig toddi sengl, sydyn gyda siâp cymesur, ac mae'r tymheredd toddi rhwng 165-169 gradd. Mae cromlin DSC o ddeunydd wedi'i ailgylchu, fodd bynnag, yn dangos nodweddion sylweddol wahanol: mae'r brig toddi yn ehangu, gall copaon toddi lluosog ymddangos (ee, ar 132 gradd a 165 gradd), mae'r siâp brig yn anghymesur, ac mae'r tymheredd toddi yn gostwng. Er enghraifft, mewn un astudiaeth, gostyngodd ymdoddbwyntiau samplau o #4 i #1 yn ddilyniannol, ac roedd pob un yn is na 170 gradd, ac roedd y crisialu hefyd yn gostwng yn olynol. Roedd sampl #5 hefyd yn dangos uchafbwynt crisialu oer yn ystod y broses wresogi, gan ddangos bod symudedd y cadwyni moleciwlaidd yn cynyddu gyda thymheredd cynyddol, a segmentau cadwyn wedi'u haildrefnu i ffurfio crisialau.

Mae cyfrifo crisialu hefyd yn bwysig ar gyfer adnabod. Yn ôl y fformiwla Xc=ΔHm/ΔH0 × 100% (lle ΔHm yw enthalpi toddi y sampl, a ΔH0 yw enthalpi toddi 100% crisialog PP, 240.5 J/g), gellir cyfrifo crisialogedd y deunydd. Mae crisialogedd PP crai fel arfer rhwng 60-80%, tra gall crisialu deunydd wedi'i ailgylchu ostwng i 40-60% oherwydd dinistrio strwythur y gadwyn moleciwlaidd. Trwy gymharu'r newidiadau mewn crisialu, mae'n bosibl penderfynu a yw'r deunydd wedi mynd trwy gamau prosesu lluosog. Mae microsgopeg polariaidd yn caniatáu arsylwi morffoleg spherulite a maint PP yn uniongyrchol, gan bennu nodweddion crisialu'r deunydd. Mae Virgin PP, oherwydd ei reoleidd-dra cadwyn moleciwlaidd uchel, yn ffurfio spherulites unffurf gyda morffoleg gyflawn. Fodd bynnag, mae gan PP wedi'i ailgylchu ddosbarthiad pwysau moleciwlaidd ehangach, gan arwain at spherulites o wahanol feintiau a siapiau afreolaidd. Yn enwedig wrth arsylwi ffenomen birfringence spherulites, mae PP gwyryf yn arddangos patrwm traws-ddifodiant Malta clir, tra gall patrwm difodiant PP wedi'i ailgylchu fod yn aneglur neu'n anghyflawn.

Gall dadansoddiad sganio microsgopeg electron (SEM) arsylwi morffoleg arwyneb a strwythur trawsdoriadol y deunydd. Mae trawstoriad PP gwyryf yn dangos nodweddion torasgwrn hydwyth unffurf, arwyneb llyfn, a dim diffygion amlwg. Gall y trawstoriad o PP wedi'i ailgylchu arddangos nodweddion torri esgyrn brau, arwyneb garw, a diffygion amrywiol megis gwagleoedd, craciau ac amhureddau. Gellir defnyddio SEM hefyd ar gyfer dadansoddiad sbectrosgopeg gwasgaredig ynni (EDS) i ganfod cyfansoddiad elfennol y deunydd, sy'n arbennig o effeithiol ar gyfer nodi halogion.

Defnyddiodd ymchwilwyr gyfuniad o ficrosgopeg electron sganio allyriadau maes (SEM) a sbectrosgopeg gwasgaredig egni (EDS) i ddadansoddi morffoleg a chyfansoddiad elfennol y samplau, gan ddarparu dadansoddiad manwl gywir o gyfansoddiad microsgopig a morffoleg y samplau. Gall y dull hwn ddatgelu gwahaniaethau cynnil sy'n anweledig i'r llygad noeth, megis gronynnau amhuredd bach, haenau ocsid arwyneb, a marciau prosesu. Yn enwedig ar gyfer samplau sy'n cynnwys ychydig bach o ddeunydd wedi'i ailgylchu, efallai na fydd dulliau macrosgopig yn gallu eu hadnabod, ond gall dadansoddiad SEM-EDS ddatgelu dosbarthiad elfennol annormal.

3.1 Dyluniad Proses Adnabod Systematig

Yn seiliedig ar y tri dull craidd a ddisgrifir uchod, gallwn ddylunio proses adnabod systematig i sicrhau gwahaniaethu cywir rhwng deunyddiau crai, wedi'u hailgylchu ac wedi'u hadfer. Mae'r broses hon yn defnyddio system adnabod tair lefel: "sgrinio rhagarweiniol - mewn-dadansoddiad manwl - penderfyniad cynhwysfawr".

Lefel gyntaf: Sgrinio rhagarweiniol. Yn gyntaf, perfformiwch archwiliad gweledol a phrofi dwysedd. Dylai fod gan ddeunydd crai o ansawdd uchel wead matte unffurf, lliw pur (yn bennaf i ffwrdd -yn wyn neu'n dryloyw), dim amhureddau, smotiau du, na naws gronynnog, a dim arogl llym. Mae profion dwysedd yn defnyddio'r dull colofn graddiant dwysedd neu fesurydd dwysedd awtomatig i gymharu dwysedd y sampl â'r gwerth safonol (0.90-0.91 g/cm³). Os yw'r gwerth dwysedd yn gwyro o'r ystod safonol o fwy na ± 0.005 g / cm³, yn gyffredinol gellir ei bennu fel deunydd nad yw'n wyryf.

Ar yr un pryd, cynhelir prawf cyfradd llif toddi (MFR). Dylai gwerth MFR PP crai fod o fewn yr ystod safonol ac yn gymharol sefydlog. Os yw'r gwerth MFR yn annormal o uchel (mwy na dwywaith y gwerth safonol), gall fod yn ddeunydd wedi'i ailgylchu.

Ail lefel:-dadansoddiad manwl. Gwneir dadansoddiad manylach ar y samplau ar ôl sgrinio rhagarweiniol. Yn gyntaf, cynhelir dadansoddiad FTIR, gan ganolbwyntio ar ddwysedd yr uchafbwynt amsugno C=O yn y rhanbarth 1600-1750 cm⁻¹. Os yw brig C=O yn cael ei wella'n sylweddol, mae'n dangos y gallai'r deunydd fod wedi cael ei ocsideiddio a'i fod yn debygol o fod yn ddeunydd wedi'i ailgylchu. Yna, cynhelir dadansoddiad DSC i arsylwi siâp, nifer a thymheredd y brigau toddi. Os bydd copaon toddi lluosog yn ymddangos neu os yw'r tymheredd toddi yn sylweddol is, ynghyd â newidiadau mewn crisialu, gall gadarnhau ymhellach a yw'n ddeunydd wedi'i ailgylchu.

Trydydd lefel: Barn gynhwysfawr. Ar gyfer samplau na ellir eu pennu o hyd, defnyddir y dull HS-GC-MS ar gyfer cadarnhad terfynol. Yn ôl y safon genedlaethol GB/T 46019.2-2025, gwneir y dyfarniad trwy ddadansoddi 25 o gydrannau anweddol nodweddiadol ynghyd â model algorithm coedwig ar hap. Mae gan y dull hwn gywirdeb o dros 95% a gall wahaniaethu'n effeithiol rhwng PP crai a PP wedi'i ailgylchu. Ar yr un pryd, cynhelir dadansoddiad elfennol i ganfod cynnwys metel trwm. Os yw'r cynnwys metel trwm yn fwy na dau orchymyn maint yn uwch na'r ystod arferol, gellir ei bennu fel deunydd wedi'i ailgylchu.
Mewn gweithrediad ymarferol, argymhellir defnyddio dulliau lluosog ar gyfer cyd-wirio. Er enghraifft, yn gyntaf defnyddiwch ddwysedd a mynegai llif toddi ar gyfer sgrinio rhagarweiniol, yna defnyddiwch FTIR a DSC i'w cadarnhau, ac yn olaf defnyddiwch HS-GC-MS ar gyfer cyflafareddu. Gall y cyfuniad hwn o ddulliau osgoi cyfyngiadau un dull a gwella cywirdeb adnabod.

3.2 System Safonol Dyfarniad Canlyniad

Mae sefydlu safon dyfarniad canlyniad gwyddonol yn allweddol i sicrhau cywirdeb adnabod. Yn seiliedig ar safonau cenedlaethol ac arferion diwydiant, gallwn sefydlu'r system safon dyfarniad a ganlyn.

Meini Prawf Dyfarniad Priodweddau Ffisegol:

• Dwysedd: Virgin PP yw 0.905-0.910 g / cm³, gall deunydd wedi'i ailgylchu amrywio o fewn yr ystod o 0.900-0.915 g / cm³, ac mae gan ddeunydd wedi'i ailgylchu amrywiad dwysedd mwy oherwydd ei gyfansoddiad cymhleth.
• Cyfradd Llif Toddwch (MFR): Dylai gwerth MFR PP crai fod o fewn y manylebau safonol (2-10 g / 10 munud fel arfer), gall gwerth MFR deunydd wedi'i ailgylchu fod ychydig yn uwch, a gall gwerth MFR deunydd wedi'i ailgylchu fod 2-5 gwaith yn uwch na deunydd crai.
• Pwynt toddi: Mae pwynt toddi PP crai yn 165-169 gradd, mae pwynt toddi deunydd wedi'i ailgylchu yn aros yn ddigyfnewid yn y bôn, a gall pwynt toddi deunydd wedi'i ailgylchu ostwng 5-10 gradd, a gall copaon toddi lluosog ymddangos.
• Crisialedd: Crisialedd PP gwyryf yw 60-80%, ac mae crisialu deunydd wedi'i ailgylchu yn 40-60%.

Meini Prawf Dyfarniad Cyfansoddiad Cemegol:

• Uchafbwyntiau Nodweddiadol FTIR: C=O dwysedd brig (1600-1750cm⁻¹), gwannach mewn deunydd crai, llawer cryfach mewn deunydd wedi'i ailgylchu; brig nodweddiadol methyl (2950cm⁻¹), yn ymddangos ar ôl camau prosesu lluosog.
• Cynnwys Metel Trwm: Mae cynnwys metel trwm deunydd crai yn hynod o isel (gwyriad cymharol < 57%), a gall cynnwys metel trwm deunydd wedi'i ailgylchu fod yn fwy na dau orchymyn maint yn uwch na deunydd crai.
• Cydrannau Anweddol: canfyddir 25 o gydrannau nodweddiadol gan HS-GC-MS, ac mae gwahaniaethau sylweddol yn y mathau o gydrannau a'u cynnwys rhwng deunyddiau crai a deunyddiau wedi'u hailgylchu.

Meini Prawf Dyfarniad Microstrwythur:

• Uchafbwynt Toddi DSC: Mae deunydd Virgin yn dangos un brig sydyn, tra bod deunydd wedi'i ailgylchu yn dangos siâp brig ehangach a gall fod â brigau lluosog.
• Morffoleg Spherulite: Mae gan ddeunydd Virgin faint spherulite unffurf a morffoleg gyflawn, tra bod gan ddeunydd wedi'i ailgylchu feintiau spherulite amrywiol a morffoleg afreolaidd.
• Morffoleg Arwyneb: Mae'r trawstoriad o ddeunydd crai yn llyfn ac yn unffurf, tra bod y trawstoriad o ddeunydd wedi'i ailgylchu yn arw a gall fod ganddo ddiffygion.

Mewn barn wirioneddol, mae angen ystyried dangosyddion lluosog yn gynhwysfawr. Er enghraifft, os yw sampl ar yr un pryd yn bodloni'r amodau canlynol: dwysedd o fewn yr ystod safonol, gwerth MFR arferol, brig toddi sengl yn DSC, brig gwan C=O yn FTIR, a chynnwys metel trwm isel, yna fe'i bernir fel deunydd crai. Os yw'r sampl yn dangos cynnydd sylweddol mewn gwerth MFR, brigau lluosog mewn DSC, brigau C=O uwch yn FTIR, a chynnwys metel trwm uchel, mae'n benderfynol o fod yn ddeunydd wedi'i ailgylchu. Ar gyfer samplau sy'n disgyn rhwng y ddau begwn hyn, mae angen dadansoddiad HS-GC-MS, wedi'i gyfuno â model coedwig ar hap ar gyfer penderfyniad terfynol.

3.3 Cyfyngiadau Dull a Phwyntiau Rheoli Ansawdd

Er bod gan y dulliau uchod gywirdeb uchel, mae gan bob dull ei gyfyngiadau, y mae angen eu hystyried mewn cymwysiadau ymarferol.

• Cyfyngiadau profi dwysedd:Er bod profion dwysedd yn syml ac yn gyflym, dim ond gwybodaeth gyfyngedig y mae'n ei darparu. Gall dwysedd gwahanol fathau o PP (fel homopolymer a copolymer) amrywio ychydig, a gall rhai ychwanegion (fel llenwyr) effeithio'n sylweddol ar y gwerth dwysedd. Felly, dim ond fel dull sgrinio rhagarweiniol y gellir defnyddio profion dwysedd ac ni ellir ei ddefnyddio fel y sail derfynol ar gyfer penderfynu.

• Cyfyngiadau profi cyfradd llif toddi:Mae tymheredd a hanes cneifio yn effeithio'n fawr ar brofion MFR, a gall newidiadau bach mewn amodau prawf arwain at wyriadau yn y canlyniadau. Yn ogystal, bydd rhai addaswyr (fel plastigyddion) hefyd yn effeithio ar y gwerth MFR. Felly, wrth gynnal profion MFR, rhaid rheoli amodau'r prawf yn llym, a dylid cynnal profion cyfochrog lluosog.
• Cyfyngiadau dadansoddiad FTIR:Mae'r dull ATR{0}}FTIR yn gweithio'n dda ar gyfer adnabod deunyddiau wedi'u hailgylchu PE-LD, ond mae ganddo gyfyngiadau o ran nodi deunyddiau PP wedi'u hailgylchu, yn enwedig deunyddiau wedi'u hailgylchu sydd wedi mynd trwy un cylch prosesu, ac efallai nad ydynt yn dangos gwahaniaethau sylweddol. Yn ogystal, dim ond gwybodaeth grŵp swyddogaethol y gall FTIR ei darparu ac ni all bennu'r strwythur cemegol penodol.

Gofynion ar gyfer y dull HS{0}GC-MS:Er bod gan y dull hwn gywirdeb uchel, mae angen offer soffistigedig a gweithredwyr medrus iawn. Mae angen cromatograff nwy gofod pen-màs sbectromedr gyda ffynhonnell EI, samplwr gofod pen sy'n gweithredu ar dymheredd o 150 gradd o leiaf, a meddalwedd dadansoddol proffesiynol a -gweithredwyr sydd wedi'u hyfforddi'n dda.

 

Er mwyn sicrhau cywirdeb y canlyniadau adnabod, rhaid sefydlu system rheoli ansawdd gynhwysfawr:

Rheoli cynrychioldeb sampl:Glynu'n gaeth at safonau samplu (fel ISO 2859) i sicrhau bod y samplau a gymerir yn adlewyrchu'n gywir nodweddion y swp cyfan o ddeunydd. Ar gyfer deunyddiau gronynnog, dylid cymryd samplau o bwyntiau lluosog mewn gwahanol leoliadau, eu cymysgu'n gyfartal, ac yna eu profi.

Graddnodi a chynnal a chadw offer:Rhaid calibro'r holl offer profi yn rheolaidd. Mae balansau electronig, peiriannau profi cyffredinol, ac offer mesur arall yn gofyn am raddnodi blynyddol gan sefydliad mesureg a gydnabyddir yn gyfreithiol. Dylai profwyr cyfradd llif tawdd a phrofwyr tymheredd ystumio gwres gael eu graddnodi yn-tŷ neu gan drydydd parti bob chwe mis. Mae eitemau graddnodi yn cynnwys cywirdeb tymheredd, cywirdeb gwerth grym, a sefydlogrwydd cyfradd. Rhaid i adroddiadau graddnodi gael eu harchifo er mwyn cyfeirio atynt yn y dyfodol er mwyn sicrhau y gellir olrhain data profion.

Rheoli cyflwr amgylcheddol:Dylai'r amgylchedd profi fodloni gofynion safonol, oherwydd gall tymheredd, lleithder a glendid i gyd effeithio ar ganlyniadau profion. Er enghraifft, mae angen amgylchedd tymheredd cyson o 23 ± 0.5 gradd ar gyfer profi dwysedd; Dylid cynnal dadansoddiad FTIR mewn amgylchedd sych er mwyn osgoi ymyrraeth anwedd dŵr; ac mae angen cynnal profion microbiolegol mewn ystafell lân.

Cofnodi ac olrhain:Dylid cofnodi'r holl brosesau a chanlyniadau profi yn fanwl, gan gynnwys gwybodaeth sampl, amodau profi, data crai, proses gyfrifo, a chanlyniadau terfynol. Dylai cofnodion fod yn glir, yn gywir, yn olrheiniadwy, ac yn cael eu cadw am gyfnod penodol.

Trwy sefydlu system rheoli ansawdd gynhwysfawr, gellir manteisio i'r eithaf ar fanteision amrywiol ddulliau adnabod, gan sicrhau gwahaniaethu cywir rhwng deunyddiau crai plastig gradd PP PP a bwyd wedi'i ailgylchu, gan ddarparu cymorth technegol dibynadwy ar gyfer rheoli ansawdd cynnyrch. Mewn cymwysiadau ymarferol, dylid dewis cyfuniad priodol o ddulliau yn seiliedig ar amgylchiadau penodol, gan sicrhau cywirdeb ac ystyried costau ac effeithlonrwydd profi. Ar gyfer bwyd -gradd PP, deunydd â gofynion diogelwch uchel iawn, argymhellir defnyddio dulliau lluosog ar gyfer adnabod cynhwysfawr i sicrhau ansawdd cynnyrch a diogelwch bwyd.