塑胶微粒原料已渗透到人类衣食住行的方方面面, 并广泛应用于能源、 工业、 农业、 交通乃至航空航天和海洋开发等各重要领域不可或缺的材料。 在利益的诱惑下, 废旧塑胶的走私现象屡禁不止。 我国作为塑胶原料进口大国, 现有检测方法耗时长, 难以实现现场检测, 因此, 开发一种用于现场的废旧塑胶微粒判别方法, 对快速通关和海关缉私有重要意义。 拉曼光谱技术具有快速、 无损、 样品用量小、 无需前处理且适应性强等优点, 已在现场快速鉴别领域得到广泛应用。 在研究塑胶废旧机理的基础上, 将拉曼光谱技术结合化学判别方法, 应用于废旧塑胶原料识别。 选取两类成分相似的实际通关塑胶原料样品, 包含标准品及废旧品各160份, 并对样品的拉曼光谱信息进行了采集。 对比分析了两种塑胶原料的原始拉曼光谱, 并对样品的拉曼光谱特征峰进行了归属分析。 选取1 603 cm-1作为归一化参照峰位, 进一步探究废旧塑胶的成分变化, 对比统计了废旧塑胶原料及标准塑胶原料的相对峰强变化, 结果表明废旧塑胶原料发生了化学老化。 基于主成分分析法(PCA)对原始拉曼光谱及预处理拉曼光谱进行降维处理, 结果表面预处理拉曼光谱的前2主成分空间分离度较好, 通过对原始拉曼光谱数据进行背景扣除及平滑预处理, 可减少荧光背景及噪声对鉴别的影响, 提高鉴别的准确度。 将样品一半划分为校正集用于模型建立, 另一半划分为预测集用于模型验证, 基于偏最小二乘判别分析(PLS-DA), 建废旧塑胶原料鉴别模型, 该模型对建模训练集鉴别正确率为100%, 模型验证集鉴别正确率为99.06%。 研究表明, 基于拉曼光谱技术, 结合测试数据预处理及偏最小二乘判别分析方法, 可以有效地实现塑胶原料的现场、 快速、 准确鉴别, 为开发现场检测装备及方法提供理论参考。
拉曼光谱 ABS塑胶 主成分分析 偏最小二乘判别法 Raman spectroscopy ABS plastic PCA PLS-DA
1 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 深圳海关工业品检测技术中心, 广东 深圳 518000
3 国家纸制品质量监督检验中心, 广东 东莞 523080
在现行GB/T 27741-2018的“纸和纸板可迁移性荧光增白剂的测定”对纸制品进行萃取时, 其中的残余木素会部分析出, 对可迁移性荧光增白剂含量的光谱检测造成了干扰。 据此, 提出了一种旨在消除未知光谱干扰影响的、 基于紫外光谱等吸收偏离校正的三波长法检测纸制品中荧光增白剂的新方法。 因为未知干扰在321～374 nm处光谱近似为一条相似斜率的曲线, 导致荧光增白剂最大吸收峰以及所对应的两个等吸收点的吸光度发生偏差。 因此可通过三波长法和数学计算扣除未知干扰在最大吸收波长处对荧光增白剂吸光度检测的干扰, 从而得到可迁移性荧光增白剂在最大吸收波长处的准确吸光度, 以实现对可迁移性荧光增白剂的准确定量检测。 结果表明: 该方法的重复性检测的相对标准偏差为3.7%; 定量检测限为19 mg·kg-1; 回收率在99.1%~107%之间。 与现行可迁移性荧光增白剂检测方法相比, 由于该方法具有分析简便、 仪器易操作等优点, 因此更适合于对各种纸制品(尤其是印刷品)中的可迁移荧光增白剂含量的快速、 准确检测, 并可以为纸制品质量安全的生产控制和市场监督提供保证。
等吸收波长 三波长紫外光谱 可迁移性荧光增白剂 纸制品 Isosbestic point Tri-wavelength UV spectroscopy Migratable fluorescent whitening agent Paper products 光谱学与光谱分析
2020, 40(6): 1758
