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在過去的幾十年中，塑料垃圾已成為危害環(huán)境的主要污染物。實施了12年的“限塑令”已于2020年12月底在部分城市升級為“禁塑令”，30多地 “禁塑令”槍響。
由于多數塑料粒子和塑料制品的成分從外觀上很難區(qū)分，但是在不少應用場景下快速識別塑料成分卻是個必須的過程，例如塑料制品回收、塑料粒子進料檢驗、進貨檢驗等。目前，對塑料的分析方法主要有目視分析法、光譜法 （如傅立葉變換紅外光譜法和拉曼光譜法）、熱分析法以及其他分析方法等 （如質譜法以及掃描電子顯微鏡-能譜儀聯用法）。其中，拉曼光譜分析，由于具有無破壞性、低樣品量測試、高通量篩選等特點，成為檢測和鑒別塑料的主要分析技術之一。
卓立漢光手持式拉曼光譜儀便攜，可以高效快速地對塑料制品進行分析，此外，儀器搭載的實用軟件和簡單的操作方式，使得用戶不需要擁有任何專業(yè)的分析化學知識，就可在現場應用中使用手持式拉曼設備，方便非光譜專業(yè)人員在現場進行快速鑒別。在本文中，將探索利用手持式拉曼光譜儀來鑒別塑料制品，以期為“禁塑令”通行，提供一定助力。
『實驗部分』
2.1實驗儀器及樣品
實驗儀器：Finder Edge 1064nm手持式拉曼光譜儀（北京卓立漢光分析儀器有限公司）、某實驗室搭建的科研拉曼光譜儀。
手持式拉曼實驗條件：1064nm激光器，激光功率300mW-350mW，光譜范圍200cm-1-2500cm-1，采集時間5s。
科研式拉曼實驗條件：1064nm激光器，激光功率200mW-250mW，光譜范圍200cm-1-2500cm-1，采集時間15s。
2.2實驗樣品
純材質塑料、不同配比的混合塑料樣品及市場上塑料制品，包括純PE、純PP、純PS、純PVC、純EVA、純PET等，不同配比的混合塑料樣品及市場上商品包裝袋（不同顏色購物袋、日用塑料袋、紙塑復合包裝袋）、不同顏色垃圾袋、一次性餐具（飯盒、碗、碟、盤子、飲料杯、不同顏色吸管等）等共計400余種，下面選取幾種典型的PE、PP、PS、PVC、EVA、PET六種常見塑料制品進行結果分析。
2.3實驗方法
將待測樣品放在樣品測試區(qū)（固定或粉末樣品采用固體測試頭， 樣品緊貼測試頭），實驗中對每一個樣品測定三次，取平均值。
『結果分析』
3.1根據純樣品拉曼光譜標準圖譜對設備進行可靠性驗證
首先將樣品聚丙烯（PP）的手持式和科研式拉曼光譜圖與其拉曼光譜標準圖譜（見圖1）[1]進行比對。
聚丙烯有2954cm-1、2923cm-1、2903cm-1、2885cm-1、2841cm-1、2723cm-1、1459cm-1、1438cm-1、1360cm-1、1330cm-1、1167cm-1、1167cm-1、1147cm-1、973cm-1、842cm-1、810cm-1、529cm-1、456cm-1、399cm-1的特征振動峰。3000-2600cm-1的譜峰多為CH3和CH2中C-H鍵的伸縮振動峰；1500-800cm-1的譜峰多為C-C鍵的伸縮振動和C-H的彎曲振動峰，550-300cm-1的譜峰多為聚丙烯碳鏈骨架的搖擺振動峰[2]。
圖2為樣品PP，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，譜圖基本一致。
圖2 純樣品PP的拉曼光譜圖譜
圖3 六種純樣品用手持拉曼測試的譜圖信息
同時測試了另外5種純樣品，經分析基本與標準譜圖一致，且手持式和科研式的匹配度≥90%。
3.2不同配比混合樣品拉曼光譜標準圖譜對設備進行可靠性驗證
任選上述六種材質的一種做不同配比的結果分析，以PS-PLA為例。
（1）圖4為PS:PLA=1:9混合樣品，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.93599。
手持式 科研式
圖4 PS:PLA=1:9混合樣品的拉曼光譜圖譜
（2）圖5為PS:PLA=5:5混合樣品，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.97962。
手持式 科研式
圖5 PS:PLA=5:5混合樣品的拉曼光譜圖譜
（3）圖6為PS:PLA=9:1混合樣品，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.97622。
手持式 科研式
圖6 PS:PLA=9:1混合樣品的拉曼光譜圖譜
3.3不同塑料制品的拉曼光譜圖譜對設備進行可靠性驗證
選取市面上用量很多且污染嚴重的各種塑料袋進行結果分析。
（1）圖7為黃色醫(yī)療廢棄物專用袋，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.97977。
手持式 科研式
圖7 黃色醫(yī)療廢棄物專用袋的拉曼光譜圖譜
（2）圖8為綠色塑料袋，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.9679。
手持式 科研式
圖8 綠色塑料袋的拉曼光譜圖譜
（3）圖9為白色塑料袋，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.92689。
手持式 科研式
圖9 白色塑料袋的拉曼光譜圖譜
（4）圖10為紅色塑料袋，利用手持式拉曼和實驗室科研拉曼進行對比，匹配度為0.95685。
手持式 科研式
圖10 紅色塑料袋的拉曼光譜圖譜
測試了典型的10余種樣品，經分析比對手持式拉曼與實驗科研型拉曼的匹配度均≥90%，因此手持拉曼光譜儀可以作為快速高效鑒別違禁塑料的檢測儀器。
『結束語』
基于拉曼光譜的塑料快速鑒別技術對塑料生產質量控制和回收時進行塑料分類具有重要作用。聚合物的拉曼峰明顯而尖銳，能夠將其作為該材料的特征信號，在工廠，實驗室或其他地方都能夠快速獲取該信號從而實現 該材料的無損鑒別。該方法簡便快速,結果準確可靠,且無損樣品。檢測方法簡單易操作，結果直觀明了，根據檢驗結果可以對塑料制品進行分類，為“禁塑令”的有效執(zhí)行提供幫助。
『參考文獻』
[1]陳和生,孫育斌.幾種塑料的傅里葉變換拉曼光譜分析[J].塑料科技,2012(6):69-72.
[2]楊遙,黃正粱,王靖岱,蔣斌波,等.利用拉曼光譜檢測丙烯共聚物的性質[J].光譜學與光譜分析,2012(12):3262-3266.
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