序言

近年來，高密度聚乙烯（HDPE）消費后再回收使用的數(shù)量正穩(wěn)步增長。例如，消費后塑料再回收利用協(xié)會 一項報告指出，2011年大約有 974,000,000英鎊的HDPE被回收利用（1）。這樣，作為一種綠色的、低成本的、可變成未經利用的HDPE替代物，在許多以HDPE為基本成分的產品中，可回收利用的HDPE已經成為一種重要的原材料，比如薄板、管子、裝飾材料、電子護線管、瓶子等等。大多數(shù)回收利用的HDPE來源于瓶子，許多瓶子的蓋子和瓶口都是由聚丙烯（PP）制成的，PP和HDPE具有非常類似的物理特性。因此，在消費后再回收利用的HDPE樹脂中，PP是一種常見的污染物而且會不利地影響Z終產品的性能（例如，產品比較易碎且受到壓力容易開裂）。為了維護產品的高質量，加工處理程序的監(jiān)控以及控制回收 利用樹脂中PP的含量是非常必要的。為了達到這個目的，一個可信賴的工具是傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR），PerkinElmer公司生產的Spectrum Two紅外光譜儀易于使用，為測量可回收利用HDPE樹脂中PP的含量提供了一種非常準確的方法。這篇應用報告為使用PerkinElmer Spectrum Two這臺儀器的操作者提供了這種分析方法。

實驗部分 

標準樣品是由Advanced Blending Technologies公司提供 （見表1）。未經使用的HDPE小球樣品首先與未經使用的 均聚物PP小球按照表1所示的比例進行干混（比例覆蓋范圍，3-12%，典型地回收利用HDPE樹脂中PP的混入標準）， 然后通過一個3/4英寸的單螺旋實驗室擠壓機熱熔復合。為了確保混合的均勻性，樣品要重新干混然后額外被擠壓兩次保證混合樣品總數(shù)三次通過擠壓機。

表1. 四種不同混合比例的PE和PP的標準樣品

PerkinElmer公司的Spectrum Two配置金剛石單次反射ATR被用來收集標準樣品的譜圖，光譜分辨率4cm-1，累計次數(shù)4次。只需將PP/HDPE樹脂小球放置在金剛石晶體上，然后直接測試不需要任何進一步的樣品處理。使用不同的小球，每種標準樣品測試5-6次。使用PerkinElmer Spectrum Quant軟件，利用標準樣品的數(shù)據(jù)建立一個校準方法。（Spectrum Quant是一個非常強大的軟件包，包括基于比爾定量的線性回歸，允許使用峰面積、峰高、Z大峰高或者帶有基線的峰比例。這個軟件也可以進行二次和三次曲線擬合，但是不適合這個應用的分析。） 對于這個分析應用，將位于719cm^-1（歸于亞甲基的搖擺振動）的PE吸收峰（黑色）與位于1376cm^-1（歸于甲基的對稱彎曲振動）的PP吸收峰（綠色）進行比例計算。具有代表性的光譜（疊加地）如圖1所示，峰值比例用來建立校準曲線，如圖2所示。

圖1. 高密度基乙烯與聚丙烯的譜圖對比

實驗結果 

如圖2所示，根據(jù)峰值比例計算PP的含量獲得了很好的線性擬合曲線和指定值，回歸相關系數(shù)接近0.999。標準預 測偏差（SEP）非常低，大約只有0.19%，表明這個計算模型非常穩(wěn)健。對于任何一種定量分析，Z重要的一步就是模型的驗證。在Spectrum Quant軟件中可進行獨立模型驗證，表2給出了PP含量計算的驗證結果。與校準曲線具有很好的線性擬合一樣，驗證結果中的殘差值普遍比較低。

表2. PP含量計算的驗證結果

圖2. PP含量計算的校準模型

結論

PerkinElmer公司的Spectrum Two配備單次反射ATR附件 能夠在數(shù)秒內收集到高質量的譜圖，而且歸功于先進的 設計和內置的算法，不需要進行樣品前處理，非常方便操作使用。這些結果在數(shù)分鐘內便可以快速的獲得；整個分析過程中，Z耗時的部分是帶有污染物的樹脂標準樣品的制備?？傊是€表現(xiàn)出良好的線性和穩(wěn)健性表明，對于可回收利用HDPE中PP含量的測試，Spectrum Two是 一個極好的快速篩選分析工具。值得注意的是，對于可回 收利用HPDE樹脂中高濃度的PP含量測試，可能會需要二次校準。

參考文獻 

1.American Chemistry Council, “2012 United States National Post-Consumer Plastics Bottle Recycling Report”, 2013, 14 P.