Makanan-Bahan Mentah Plastik Gred: Bahan Dara, Kitar Semula dan Ditebus Semula

Pengenalpastian Bahan Mentah Plastik Gred-Makanan: 3 Kaedah Pembezaan Teras untuk Bahan Dara, Kitar Semula dan Ditebus Semula. Dalam kawalan kualitigred makanan-.Bahan mentah plastik PP, membezakan dengan tepat antara bahan dara, kitar semula dan bahan tebus guna merupakan langkah penting dalam memastikan keselamatan produk dan kestabilan kualiti. Walaupun ketiga-tiga jenis bahan ini adalah serupa dari segi rupa, mereka mempunyai perbezaan yang ketara dalam struktur molekul, komposisi kimia dan sifat fizikal. Berdasarkan piawaian kebangsaan dan amalan industri terkini, berikut akan memperincikan tiga kaedah pengenalan teras dan prosedur operasinya.

1.1 Definisi dan Perbezaan Bahan Dara, Kitar Semula dan Tebus Semula

Bahan dara merujuk kepada bahan PP yang dipolimerkan secara langsung daripada bahan mentah petrokimia, dicirikan oleh struktur molekul biasa dan ketulenan yang tinggi. Bahan jenis ini tidak pernah digunakan, mempunyai rantai molekul yang lengkap, komposisi kimia tunggal, dan semua penunjuk prestasi memenuhigred makanan-.piawaian. Virgin PP mempunyai struktur isotaktik yang sangat teratur, dengan semua kumpulan sisi metil terletak pada sisi rantai utama yang sama, membentuk bentuk heliks, dengan kehabluran 50% -80% dan julat takat lebur 160-176 darjah .

Bahan kitar semula merujuk kepada sisa PP yang hanya dihancurkan dan dibersihkan selepas digunakan, terutamanya daripada sisa, produk rosak atau-produk plastik pengguna daripada proses pengeluaran. Walaupun jenis bahan ini mengekalkan struktur asas PP, ia mungkin mengandungi sisa bahan tambahan, pigmen, kekotoran, dan produk degradasi yang dihasilkan semasa penggunaan. Rantaian molekul bahan kitar semula mungkin terputus sebahagiannya, dan taburan berat molekul lebih luas, membawa kepada perubahan dalam parameter prestasi.

1.2 Analisis Perbandingan Parameter Prestasi

Dari segi sifat fizikal, terdapat perbezaan yang ketara antara ketiga-tiga jenis bahan tersebut. Ketumpatan ialah penunjuk pembezaan yang paling intuitif. Ketumpatan PP dara biasanya dalam julat 0.90-0.915 g/cm³, manakala ketumpatan PP kitar semula biasanya dalam julat 0.9-0.91 g/cm³. Perbezaan antara kedua-duanya adalah kecil tetapi masih boleh dibezakan menggunakan instrumen ketepatan. Kekuatan tegangan adalah satu lagi parameter penting. Kekuatan tegangan PP dara boleh mencapai 30-40 MPa, manakala kekuatan tegangan bahan kitar semula hanya 20-30 MPa, 20-30% lebih rendah daripada bahan dara.

Dari segi sifat terma, PP dara mempamerkan puncak lebur tunggal, bersih dan licin dalam lengkung leburnya, dengan suhu puncak antara 165-169 darjah . Keluk lebur bahan kitar semula biasanya menunjukkan beberapa puncak lebur, sekitar 132 darjah dan 165 darjah, disebabkan oleh takat lebur PP yang berbeza daripada sumber yang berbeza. Di samping itu, disebabkan oleh pelbagai langkah pemprosesan, kadar aliran cair (MFR) bahan kitar semula meningkat dengan ketara, yang merupakan hasil daripada pemecahan rantai molekul yang membawa kepada penurunan berat molekul.

Perbezaan dalam komposisi kimia adalah lebih kompleks. Komposisi kimia PP dara agak mudah, terutamanya mengandungi polimer PP dan sejumlah kecil bahan tambahan seperti antioksidan. Bahan kitar semula dan tebus guna mungkin mengandungi pelbagai bahan pencemar, termasuk logam berat (kandungannya mungkin lebih daripada dua urutan magnitud lebih tinggi daripada bahan dara), sisa racun perosak, agen pengeras, pelekat, bakteria, virus dan bahan berbahaya yang lain. Kehadiran bahan pencemar ini bukan sahaja menjejaskan prestasi bahan tetapi, yang lebih penting, boleh menimbulkan potensi ancaman kepada keselamatan makanan.

2.1 Kaedah Pengujian Prestasi Fizikal

Ujian prestasi fizikal ialah kaedah pengenalan yang paling asas dan biasa digunakan, terutamanya termasuk pengukuran ketumpatan, ujian indeks aliran cair dan analisis terma.
Pengukuran ketumpatan adalah langkah pertama dalam mengenal pasti bahan PP. Mengikut piawaian kebangsaan GB/T 1033.1-2008 dan ISO 1183-1:2019, keperluan ketumpatan untuk-gred PP makanan ialah 0.90-0.91 g/cm³. Kaedah khusus termasuk kaedah rendaman, kaedah piknometer cecair, dan kaedah lajur kecerunan ketumpatan. Antara kaedah ini, kaedah lajur kecerunan ketumpatan adalah yang paling tepat. Ia melibatkan meletakkan sampel dalam larutan kecerunan n-heptana-etanol yang disediakan dengan tepat dan menentukan nilai ketumpatan berdasarkan kedudukan ampaiannya. Ujian mesti dijalankan dalam persekitaran suhu malar 23±0.5 darjah untuk menghapuskan ralat pengembangan haba. Makmal moden secara meluas menggunakan densimeter automatik, yang menggabungkan prinsip Archimedes dengan teknologi pengukuran frekuensi getaran, meningkatkan ketepatan ujian kepada ±0.0001 g/cm³.

Dalam amalan, ketumpatan PP dara biasanya stabil dalam julat 0.905-0.910 g/cm³, manakala bahan kitar semula mungkin menunjukkan sisihan yang lebih besar disebabkan oleh kemungkinan kemasukan plastik atau kekotoran lain. Variasi ketumpatan bahan kitar semula adalah lebih kompleks, bergantung pada sumber dan teknologi pemprosesannya. Perlu diingatkan bahawa ujian ketumpatan sahaja tidak dapat membezakan sepenuhnya antara tiga jenis bahan; kaedah lain mesti digabungkan untuk pertimbangan yang menyeluruh.

Ujian kadar aliran cair (MFR) ialah penunjuk teras untuk menilai kecairan pemprosesan bahan. Menurut standard GB/T 3682, pengindeks aliran cair digunakan untuk mengukur jumlah bahan yang tersemperit melalui acuan standard dalam 10 minit pada suhu tertentu (biasanya 230 darjah ) dan beban (2.16 kg), dengan unitnya ialah g/10min. Kadar aliran leburan PP gred makanan-umumnya dikawal dalam julat 2-10 g/10min, manakala julat untuk PP tujuan am ialah 0.5-30 g/10min.

Ujian kadar alir cair amat berkesan dalam membezakan antara bahan dara dan bahan kitar semula. Kajian telah menunjukkan bahawa selepas beberapa kitaran pemprosesan, PP mengalami pemotongan rantai disebabkan oleh daya ricih, yang membawa kepada penurunan berat molekul dan peningkatan ketara dalam nilai MFR. Nilai MFR PP dara agak stabil, manakala nilai MFR bahan kitar semula mungkin beberapa kali lebih tinggi daripada bahan dara. Contohnya, sekumpulan PP dara mungkin mempunyai MFR 5 g/10min, manakala bahan kitar semula yang diproses 5 kali mungkin mempunyai MFR 15-20 g/10min. Perlu diingat bahawa corak perubahan PE-LD adalah sebaliknya; MFRnya berkurangan dengan peningkatan kitaran pemprosesan, kerana PE-LD terutamanya mengalami tindak balas silang silang dan bukannya tindak balas pemotongan rantai. Analisis terma, termasuk kalorimetri pengimbasan pembezaan (DSC) dan analisis termogravimetrik (TGA), adalah salah satu kaedah paling berkesan untuk mengenal pasti bahan PP. DSC dengan tepat menentukan takat lebur, suhu penghabluran, kehabluran dan masa aruhan pengoksidaan (OIT) bahan dengan mengukur perbezaan aliran haba antara sampel dan rujukan. TGA menganalisis kestabilan terma dan tingkah laku penguraian bahan dengan mengukur perubahan jisim sampel dengan suhu atau masa.

Dalam ujian DSC, PP dara biasanya mempamerkan puncak lebur tunggal yang tajam dengan suhu puncak antara 165-169 darjah dan kehabluran tinggi. PP kitar semula, disebabkan pemotongan rantai molekul dan taburan berat molekul yang lebih luas, menunjukkan puncak lebur yang lebih luas dalam lengkung DSCnya, dan mungkin mempamerkan berbilang puncak lebur. Sebagai contoh, PP kitar semula mungkin menunjukkan puncak kecil sekitar 132 darjah (mungkin disebabkan oleh komponen berat molekul rendah atau plastik lain) dan puncak utama sekitar 165 darjah . Tambahan pula, kehabluran PP kitar semula biasanya lebih rendah daripada PP dara, disebabkan oleh kerosakan struktur rantai molekul yang disebabkan oleh pelbagai kitaran pemprosesan.

Analisis TGA boleh mendedahkan perbezaan dalam kestabilan haba bahan. Virgin PP biasanya mempunyai suhu penguraian terma melebihi 300 darjah, dan proses penguraian agak mudah. PP kitar semula, disebabkan kehadiran pelbagai bahan tambahan dan kekotoran, mempamerkan tingkah laku penguraian terma yang lebih kompleks, berpotensi mula terurai pada suhu yang lebih rendah dan menunjukkan beberapa peringkat penurunan berat badan semasa penguraian. Perlu diperhatikan bahawa jisim sisa PP kitar semula sangat berbeza, antara 0.2% hingga 66%, manakala jisim sisa PP dara biasanya antara 0.2% dan 0.5%.

2.2 Kaedah Analisis Komposisi Kimia

Analisis komposisi kimia ialah kaedah paling tepat untuk mengenal pasti bahan PP, terutamanya termasuk teknik seperti spektroskopi inframerah, analisis unsur dan kromatografi.
Spektroskopi inframerah (FTIR) adalah kaedah analisis kimia yang paling biasa digunakan. FTIR boleh menganalisis dengan tepat kumpulan berfungsi dan ciri struktur molekul bahan, dan mengenal pasti dengan cepat jenis bahan asas PP (homopolimer/kopolimer) dan jenis bahan tambahan dengan membandingkan puncak penyerapan ciri. Spektrum inframerah biasa PP menunjukkan empat puncak tajam pada 2960-2800 cm⁻¹, sepadan dengan getaran regangan C-H CH, CH₂ dan CH₃; puncak pada 1460 cm⁻¹ dan 1376 cm⁻¹ sepadan dengan getaran lentur C-H; puncak pada 1165 cm⁻¹ mewakili-getaran lentur goyang luar satah kumpulan metil; dan jalur 998 cm⁻¹ berkaitan dengan 11-13 unit berulang dan boleh digunakan sebagai jalur kristal untuk mengira kehabluran.

Dalam membezakan antara bahan dara dan bahan kitar semula, kunci kepada FTIR ialah memerhatikan puncak penyerapan C=O di rantau 1600-1750 cm⁻¹. Kajian telah menunjukkan bahawa sampel PP semuanya mempamerkan puncak penyerapan C{3}}O yang lemah di rantau ini, yang mungkin disebabkan oleh pengoksidaan bahan kitar semula atau kehadiran bahan tambahan yang mengandungi kumpulan berfungsi karbonil. Keamatan puncak C=O PP dara adalah lemah dan stabil, manakala keamatan puncak C=O bahan kitar semula adalah lebih kuat dengan ketara disebabkan oleh proses pengoksidaan. Selain itu, ATR-FTIR juga boleh mengesan PE-LD kitar semula. Bahan kitar semula yang diproses 6 kali menunjukkan puncak ciri metil baharu (2950.7 cm⁻¹), tetapi puncak ciri metil tidak jelas dalam bahan kitar semula yang diproses sekali sahaja, menunjukkan had tertentu kaedah ini.

Prosedur operasi untuk analisis FTIR adalah agak mudah. Mula-mula, sampel dipotong mengikut saiz yang sesuai dan diletakkan pada aksesori ATR (Attenuated Total Reflectance) spektrometer inframerah transformasi Fourier. Julat imbasan ditetapkan kepada 4000-400 cm⁻¹, peleraian ialah 4 cm⁻¹ dan bilangan imbasan biasanya 32. Dengan membandingkan dengan perpustakaan spektrum standard, komposisi asas bahan boleh ditentukan dengan cepat. Untuk sampel kompleks, spektroskopi inframerah dua dimensi juga boleh digunakan untuk mengenal pasti komponen yang berbeza dengan menganalisis perubahan dalam spektrum.

Analisis unsur digunakan terutamanya untuk mengesan logam berat dan unsur berbahaya lain dalam bahan. PP gred-makanan mempunyai keperluan ketat untuk kandungan logam berat, dengan kandungan kadmium Kurang daripada atau sama dengan 0.005 mg/kg, kandungan merkuri Kurang daripada atau sama dengan 0.01 mg/kg dan kandungan plumbum Kurang daripada atau sama dengan 0.01 mg/kg. Kaedah pengesanan biasanya menggunakan spektrometri jisim plasma berganding induktif (ICP-MS), dengan had pengesanan 0.001 mg/kg atau spektrometri penyerapan atom (AAS).

Analisis unsur adalah kaedah penting untuk membezakan antara bahan dara dan kitar semula. Kajian telah menunjukkan bahawa kandungan logam berat dalam bahan PP dara adalah sangat serupa, dengan sisihan relatif tidak lebih daripada 57%, manakala kandungan logam berat dalam bahan kitar semula selalunya lebih daripada dua urutan magnitud lebih tinggi daripada bahan dara. Ini kerana bahan kitar semula mungkin bersentuhan dengan pelbagai sumber pencemaran semasa proses kitar semula, termasuk sisa industri dan sisa isi rumah, yang membawa kepada pengumpulan logam berat. Dalam ujian sebenar, jika kandungan logam berat sampel didapati tinggi secara luar biasa, ia secara amnya boleh ditentukan sebagai bahan kitar semula atau campuran yang mengandungi bahan kitar semula.

Analisis kromatografi termasuk kromatografi gas-spektrometri jisim (GC-MS) dan-kromatografi cecair berprestasi tinggi (HPLC), terutamanya digunakan untuk mengesan sebatian organik meruap, monomer sisa dan bahan tambahan dalam bahan. GC-MS boleh digunakan untuk menganalisis sebatian organik meruap dan monomer sisa, manakala HPLC digunakan untuk analisis penghijrahan aditif tidak{5}}tidak menentu. Khususnya, teknologi kromatografi gas ruang kepala-spektrometri jisim (HS-GC-MS) telah disertakan dalam standard kebangsaan GB/T 46019.2-2025, khusus untuk pengenalpastian polipropilena kitar semula.

Kaedah HS-GC-MS melibatkan prosedur berikut: Timbang 1.5 g sampel (tepat hingga 0.1 mg) dan letakkan dalam vial ruang kepala 20 mL. Tambahkan 20 μL larutan kerja D8-naftalena (0.3 ug/mL) sebagai standard dalaman. Selepas mengimbangi pada 150 darjah selama 30 minit, lakukan analisis. Indeks pengekalan setiap komponen meruap dikira dengan mengekstrak masa pengekalan n-alkana, dan kawasan puncak relatif dikira dengan normalisasi piawai dalaman kawasan puncak. Penyelidik menganalisis 170 sampel PP dara dan 119 sampel PP kitar semula, menapis 25 komponen yang tidak menentu ciri, dan menubuhkan model pengenalan berdasarkan algoritma hutan rawak, dengan ketepatan lebih 95%.

2.3 Kaedah Pemerhatian Struktur Mikro dan Morfologi

Pemerhatian struktur mikro dan morfologi ialah kaedah untuk mengenal pasti bahan PP dari peringkat molekul dan perspektif morfologi mikroskopik, terutamanya termasuk kalorimetri pengimbasan pembezaan, mikroskop cahaya terpolarisasi dan mikroskop elektron pengimbasan.

Kalorimetri pengimbasan pembezaan (DSC) bukan sahaja boleh mengukur parameter prestasi haba bahan tetapi juga mengenal pasti jenis bahan dengan menganalisis kelakuan lebur dan penghablurannya. DSC boleh menyediakan parameter prestasi haba ciri bahan, seperti suhu peralihan kaca, takat lebur dan kehabluran. Parameter ini sangat penting untuk membezakan antara bahan dara dan kitar semula. Dalam amalan, 5-10 mg sampel ditimbang dan diletakkan dalam kuali sampel aluminium, dan suhu dinaikkan dari suhu bilik kepada 20 darjah di atas takat lebur pada kadar pemanasan 10 darjah / min, dan lengkung DSC direkodkan.

Lengkung DSC PP dara biasanya menunjukkan puncak lebur tunggal yang tajam dengan bentuk simetri, dan suhu lebur adalah antara 165-169 darjah . Lengkung DSC bahan kitar semula, walau bagaimanapun, menunjukkan ciri yang berbeza dengan ketara: puncak lebur melebar, puncak lebur berbilang mungkin muncul (cth, pada 132 darjah dan 165 darjah ), bentuk puncak tidak simetri, dan suhu lebur berkurangan. Sebagai contoh, dalam satu kajian, takat lebur sampel dari #4 hingga #1 menurun secara berurutan, dan semuanya berada di bawah 170 darjah, dan kehabluran juga menurun secara berurutan. Sampel #5 juga menunjukkan puncak penghabluran sejuk semasa proses pemanasan, menunjukkan bahawa mobiliti rantai molekul meningkat dengan peningkatan suhu, dan segmen rantai disusun semula untuk membentuk kristal.

Pengiraan kehabluran juga penting untuk pengenalpastian. Menurut formula Xc=ΔHm/ΔH0 × 100% (dengan ΔHm ialah entalpi lebur sampel, dan ΔH0 ialah entalpi lebur 100% PP berhablur, 240.5 J/g), kehabluran bahan boleh dikira. Kehabluran PP dara biasanya antara 60-80%, manakala kehabluran bahan kitar semula mungkin berkurangan kepada 40-60% disebabkan oleh kemusnahan struktur rantai molekul. Dengan membandingkan perubahan dalam kehabluran, adalah mungkin untuk menentukan sama ada bahan telah menjalani beberapa langkah pemprosesan. Mikroskopi polarisasi membolehkan pemerhatian langsung morfologi sferulit dan saiz PP, sekali gus menentukan ciri penghabluran bahan. Virgin PP, kerana keteraturan rantai molekulnya yang tinggi, membentuk sferulit seragam dengan morfologi lengkap. PP kitar semula, bagaimanapun, mempunyai taburan berat molekul yang lebih luas, menghasilkan sferulit dengan saiz yang berbeza-beza dan bentuk yang tidak teratur. Terutama apabila memerhatikan fenomena birefringence spherulites, PP dara mempamerkan corak kepupusan silang Malta yang jelas, manakala corak kepupusan PP kitar semula mungkin kabur atau tidak lengkap.

Mengimbas analisis mikroskop elektron (SEM) boleh memerhati morfologi permukaan dan-struktur keratan rentas bahan. Bahagian-rentas PP dara menunjukkan ciri patah mulur seragam, permukaan licin dan tiada kecacatan yang jelas. Bahagian-rentas PP kitar semula mungkin menunjukkan ciri patah rapuh, permukaan yang kasar dan pelbagai kecacatan seperti lompang, retak dan kekotoran. SEM juga boleh digunakan untuk analisis spektroskopi penyebaran tenaga (EDS) untuk mengesan komposisi unsur bahan, yang amat berkesan untuk mengenal pasti bahan cemar.

Penyelidik menggunakan gabungan mikroskopi elektron pengimbasan pelepasan medan (SEM) dan spektroskopi penyebaran tenaga (EDS) untuk menganalisis morfologi dan komposisi unsur sampel, memberikan analisis yang tepat bagi komposisi mikroskopik dan morfologi sampel. Kaedah ini boleh mendedahkan perbezaan halus yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar, seperti zarah kekotoran kecil, lapisan oksida permukaan dan tanda pemprosesan. Khususnya untuk sampel yang mengandungi sejumlah kecil bahan kitar semula, kaedah makroskopik mungkin tidak dapat mengenal pastinya, tetapi analisis SEM-EDS boleh mendedahkan taburan unsur yang tidak normal.

3.1 Reka Bentuk Proses Pengenalpastian Sistematik

Berdasarkan tiga kaedah teras yang diterangkan di atas, kita boleh mereka bentuk proses pengenalan yang sistematik untuk memastikan pembezaan yang tepat antara bahan dara, kitar semula dan bahan tebus guna. Proses ini menggunakan sistem pengenalan tiga-peringkat: "penyaringan awal - dalam-analisis mendalam - penentuan komprehensif".

Tahap pertama: Saringan awal. Pertama, lakukan pemeriksaan visual dan ujian ketumpatan. Bahan dara-berkualiti tinggi hendaklah mempunyai tekstur matte yang seragam, warna tulen (kebanyakannya putih-putih atau lut sinar), tiada kekotoran, bintik hitam atau rasa berbutir dan tiada bau pedas. Ujian ketumpatan menggunakan kaedah lajur kecerunan ketumpatan atau meter ketumpatan automatik untuk membandingkan ketumpatan sampel dengan nilai standard (0.90-0.91 g/cm³). Jika nilai ketumpatan menyimpang daripada julat piawai lebih daripada ±0.005 g/cm³, ia secara amnya boleh ditentukan sebagai bahan bukan dara.

Pada masa yang sama, ujian kadar aliran cair (MFR) dilakukan. Nilai MFR PP dara harus berada dalam julat standard dan agak stabil. Jika nilai MFR luar biasa tinggi (lebih daripada dua kali nilai standard), ia mungkin bahan kitar semula.

Tahap kedua: -Analisis mendalam. Analisis yang lebih terperinci dilakukan ke atas sampel selepas pemeriksaan awal. Mula-mula, analisis FTIR dijalankan, memfokuskan pada keamatan puncak serapan C=O di rantau 1600-1750 cm⁻¹. Jika puncak C=O dipertingkatkan dengan ketara, ini menunjukkan bahawa bahan itu mungkin telah mengalami pengoksidaan dan berkemungkinan bahan kitar semula. Kemudian, analisis DSC dilakukan untuk memerhatikan bentuk, nombor, dan suhu puncak lebur. Jika berbilang puncak lebur muncul atau suhu lebur jauh lebih rendah, digabungkan dengan perubahan dalam kehabluran, ia boleh mengesahkan lagi sama ada ia adalah bahan kitar semula.

Tahap ketiga: Penghakiman menyeluruh. Untuk sampel yang masih tidak dapat ditentukan, kaedah HS-GC-MS digunakan untuk pengesahan akhir. Menurut standard kebangsaan GB/T 46019.2-2025, penghakiman dibuat dengan menganalisis 25 ciri komponen yang tidak menentu digabungkan dengan model algoritma hutan rawak. Kaedah ini mempunyai ketepatan lebih 95% dan berkesan boleh membezakan antara PP dara dan PP kitar semula. Pada masa yang sama, analisis unsur dilakukan untuk mengesan kandungan logam berat. Jika kandungan logam berat lebih daripada dua urutan magnitud lebih tinggi daripada julat normal, ia boleh ditentukan sebagai bahan kitar semula.
Dalam operasi praktikal, adalah disyorkan untuk menggunakan pelbagai kaedah untuk pengesahan bersama. Contohnya, mula-mula gunakan indeks ketumpatan dan aliran cair untuk saringan awal, kemudian gunakan FTIR dan DSC untuk pengesahan, dan akhirnya gunakan HS-GC-MS untuk timbang tara. Gabungan kaedah ini boleh mengelakkan pengehadan satu kaedah dan meningkatkan ketepatan pengenalan.

3.2 Sistem Piawaian Penghakiman Keputusan

Mewujudkan piawaian pertimbangan keputusan saintifik adalah kunci untuk memastikan ketepatan pengenalpastian. Berdasarkan piawaian kebangsaan dan amalan industri, kita boleh mewujudkan sistem piawaian penghakiman berikut.

Kriteria Penghakiman Sifat Fizikal:

• Ketumpatan: Virgin PP ialah 0.905-0.910 g/cm³, bahan kitar semula mungkin turun naik dalam julat 0.900-0.915 g/cm³, dan bahan kitar semula mempunyai variasi ketumpatan yang lebih besar disebabkan komposisinya yang kompleks.
• Kadar Aliran Lebur (MFR): Nilai MFR PP dara hendaklah dalam spesifikasi standard (biasanya 2-10 g/10min), nilai MFR bahan kitar semula mungkin lebih tinggi sedikit, dan nilai MFR bahan kitar semula mungkin 2-5 kali lebih tinggi daripada bahan dara.
• Takat Lebur: Takat lebur PP dara ialah 165-169 darjah, takat lebur bahan kitar semula pada asasnya kekal tidak berubah, dan takat lebur bahan kitar semula mungkin berkurangan sebanyak 5-10 darjah, dan beberapa puncak lebur mungkin muncul.
• Kehabluran: Kehabluran PP dara ialah 60-80%, dan kehabluran bahan kitar semula ialah 40-60%.

Kriteria Penghakiman Komposisi Kimia:

• Puncak Ciri FTIR: Keamatan puncak C=O (1600-1750cm⁻¹), lebih lemah dalam bahan dara, jauh lebih kuat dalam bahan kitar semula; puncak ciri metil (2950cm⁻¹), muncul selepas beberapa langkah pemprosesan.
• Kandungan Logam Berat: Kandungan logam berat bahan dara adalah sangat rendah (sisihan relatif < 57%), dan kandungan logam berat bahan kitar semula mungkin lebih daripada dua urutan magnitud lebih tinggi daripada bahan dara.
• Komponen Meruap: 25 komponen ciri dikesan oleh HS-GC-MS, dan terdapat perbezaan ketara dalam jenis dan kandungan komponen antara bahan dara dan kitar semula.

Kriteria Penghakiman Struktur Mikro:

• Puncak Lebur DSC: Bahan dara menunjukkan satu puncak tajam, manakala bahan kitar semula menunjukkan bentuk puncak yang lebih luas dan mungkin mempunyai berbilang puncak.
• Morfologi Spherulit: Bahan dara mempunyai saiz spherulit yang seragam dan morfologi lengkap, manakala bahan kitar semula mempunyai saiz spherulit yang berbeza-beza dan morfologi yang tidak teratur.
• Morfologi Permukaan: Bahagian-rentas bahan dara adalah licin dan seragam, manakala-bahagian rentas bahan kitar semula adalah kasar dan mungkin mempunyai kecacatan.

Dalam pertimbangan sebenar, pelbagai petunjuk perlu dipertimbangkan secara menyeluruh. Contohnya, jika sampel secara serentak memenuhi syarat berikut: ketumpatan dalam julat standard, nilai MFR normal, puncak lebur tunggal dalam DSC, puncak C=O yang lemah dalam FTIR dan kandungan logam berat yang rendah, maka ia dinilai sebagai bahan dara. Jika sampel menunjukkan peningkatan ketara dalam nilai MFR, berbilang puncak dalam DSC, puncak C=O yang dipertingkatkan dalam FTIR dan kandungan logam berat yang tinggi, ia ditentukan untuk menjadi bahan kitar semula. Untuk sampel yang berada di antara dua ekstrem ini, analisis HS-GC-MS diperlukan, digabungkan dengan model hutan rawak untuk penentuan muktamad.

3.3 Had Kaedah dan Titik Kawalan Kualiti

Walaupun kaedah di atas mempunyai ketepatan yang tinggi, setiap kaedah mempunyai batasannya, yang perlu dipertimbangkan dalam aplikasi praktikal.

• Had ujian ketumpatan:Walaupun ujian ketumpatan adalah mudah dan pantas, ia hanya memberikan maklumat yang terhad. Ketumpatan pelbagai jenis PP (seperti homopolimer dan kopolimer) mungkin berbeza sedikit, dan beberapa bahan tambahan (seperti pengisi) boleh menjejaskan nilai ketumpatan dengan ketara. Oleh itu, ujian ketumpatan hanya boleh digunakan sebagai kaedah saringan awal dan tidak boleh digunakan sebagai asas terakhir untuk penentuan.

• Had ujian kadar aliran cair:Ujian MFR banyak dipengaruhi oleh suhu dan sejarah ricih, dan perubahan kecil dalam keadaan ujian boleh membawa kepada penyelewengan dalam keputusan. Di samping itu, beberapa pengubah suai (seperti pemplastik) juga akan menjejaskan nilai MFR. Oleh itu, semasa menjalankan ujian MFR, keadaan ujian mesti dikawal dengan ketat, dan pelbagai ujian selari harus dilakukan.
• Had analisis FTIR:Kaedah ATR-FTIR berfungsi dengan baik untuk mengenal pasti bahan kitar semula PE-LD, tetapi ia mempunyai had dalam mengenal pasti bahan kitar semula PP, terutamanya bahan kitar semula yang telah melalui satu kitaran pemprosesan, yang mungkin tidak menunjukkan perbezaan yang ketara. Selain itu, FTIR hanya boleh memberikan maklumat kumpulan berfungsi dan tidak boleh menentukan struktur kimia tertentu.

Keperluan untuk kaedah HS-GC-MS:Walaupun kaedah ini mempunyai ketepatan yang tinggi, ia memerlukan peralatan yang canggih dan pengendali yang berkemahiran tinggi. Ia memerlukan kromatografi gas ruang kepala-spektrometer jisim dengan sumber EI, pensampel ruang kepala yang beroperasi pada suhu sekurang-kurangnya 150 darjah dan perisian analitik profesional serta-pengendali yang terlatih.

 

Untuk memastikan ketepatan keputusan pengenalpastian, sistem kawalan kualiti yang komprehensif mesti diwujudkan:

Kawalan perwakilan sampel:Patuhi piawaian pensampelan dengan tegas (seperti ISO 2859) untuk memastikan sampel yang diambil mencerminkan dengan tepat ciri-ciri keseluruhan kumpulan bahan. Untuk bahan berbutir, sampel hendaklah diambil dari berbilang titik di lokasi yang berbeza, dicampur sama rata, dan kemudian diuji.

Penentukuran dan penyelenggaraan instrumen:Semua peralatan ujian mesti ditentukur dengan kerap. Baki elektronik, mesin ujian universal dan peralatan pengukur lain memerlukan penentukuran tahunan oleh institusi metrologi yang diiktiraf secara sah. Penguji kadar alir cair dan penguji suhu herotan haba hendaklah ditentukur secara-sendiri atau oleh pihak ketiga setiap enam bulan. Item penentukuran termasuk ketepatan suhu, ketepatan nilai daya dan kestabilan kadar. Laporan penentukuran mesti diarkibkan untuk rujukan masa hadapan bagi memastikan kebolehkesanan data ujian.

Kawalan keadaan persekitaran:Persekitaran ujian harus memenuhi keperluan standard, kerana suhu, kelembapan dan kebersihan semuanya boleh menjejaskan keputusan ujian. Sebagai contoh, ujian ketumpatan memerlukan persekitaran suhu malar 23±0.5 darjah; Analisis FTIR hendaklah dijalankan dalam persekitaran yang kering untuk mengelakkan gangguan wap air; dan ujian mikrobiologi perlu dilakukan di dalam bilik yang bersih.

Rakaman dan kebolehkesanan:Semua proses dan keputusan ujian hendaklah direkodkan secara terperinci, termasuk maklumat sampel, keadaan ujian, data mentah, proses pengiraan dan keputusan akhir. Rekod hendaklah jelas, tepat, boleh dikesan dan disimpan untuk tempoh tertentu.

Dengan mewujudkan sistem kawalan kualiti yang komprehensif, kelebihan pelbagai kaedah pengenalan boleh dimaksimumkan, memastikan pembezaan yang tepat bagi bahan mentah plastik PP gred dara, kitar semula dan tebus guna-makanan, menyediakan sokongan teknikal yang boleh dipercayai untuk kawalan kualiti produk. Dalam aplikasi praktikal, gabungan kaedah yang sesuai harus dipilih berdasarkan keadaan tertentu, memastikan ketepatan dan mempertimbangkan kos dan kecekapan ujian. Untuk PP gred-makanan, bahan yang mempunyai keperluan keselamatan yang sangat tinggi, adalah disyorkan untuk menggunakan berbilang kaedah untuk pengenalan menyeluruh bagi memastikan kualiti produk dan keselamatan makanan.