Nhựa polycarbonate (PC) là nhựa kỹ thuật chung có chứa nhóm cacbonat, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như vật liệu xây dựng, sản xuất ô tô, thiết bị y tế, v.v. Trung Quốc là nước sản xuất và tiêu thụ PC lớn.
Với việc đổi mới sản phẩm PC, số lượng lớn nhựa PC đã qua sử dụng, tái chế và tái sử dụng là một biện pháp quan trọng để xây dựng hệ thống tuần hoàn, nhưng PC tái chế trong lưu trữ sẽ giải phóng mùi dễ bay hơi, một phần gây hại cho cơ thể con người và môi trường.
Bài viết thông qua phân tích mùi nhựa PC tái chế, thiết lập phương pháp đánh giá mùi khách quan, kiểm soát chất lượng nhựa PC tái chế.
01
Mũi điện tử AIRSENSE
Mũi điện tử AIRSENSE là một hệ thống phát hiện nhỏ, nhanh chóng và hiệu quả, bao gồm mảng cảm biến, mạch tiền xử lý tín hiệu và hệ thống nhận dạng mẫu máy tính. Mảng cảm biến của nó chứa một số cảm biến khí oxy hóa kim loại, có thể phát hiện chính xác các thành phần thơm, hydroxide, amoniac và nhiều chất dễ bay hơi khác. Trong nghiên cứu phân tích mùi nhựa polycarbonate tái chế (PC), cảm biến W1S trong mảng cảm biến của nó nhạy cảm với methyl, cảm biến W1W chống lại sulfua, cảm biến W2S phản ứng đáng kể với các thành phần alkyl và aldosterone, có thể nắm bắt chính xác các thành phần quan trọng trong mùi phức tạp.

02
Chi tiết chương trình thử nghiệm
1
Vật liệu thử nghiệm
9 loại nhựa PC tái chế có sẵn trên thị trường, chi tiết trong bảng dưới đây

2
Thiết bị dụng cụ
Mũi điện tử của công ty Airsense của Đức có 10 cảm biến oxit kim loại có độ nhạy khác nhau đối với các chất dễ bay hơi khác nhau.
3
Bước thử nghiệm
Theo yêu cầu của CB/T4006.1-2021, nó được gọi là (20 ± 0,1) g mẫu thử trong chai thủy tinh miệng rộng, sau khi đóng nắp được đặt vào (80 ± 2) ° C hộp nhiệt độ không đổi, giữ (120 ± 10) phút, sau đó làm mát đến (60 ± 2) ° C bằng mũi điện tử để xác định mùi.
Thông qua thời gian làm sạch cảm biến, thời gian điều chỉnh bằng không, thời gian thu thập dữ liệu, lưu lượng mẫu và các cài đặt thông số khác để xác định điều kiện thử nghiệm tốt nhất để kiểm tra mũi điện tử để tái chế mùi nhựa PC. Thông qua thử nghiệm một yếu tố, điều kiện thử nghiệm tối ưu được thiết lập là thời gian làm sạch cảm biến 80s, thời gian làm 0 5s, thời gian thu thập dữ liệu 120s, lưu lượng mẫu 400mL/phút.
03
Kết quả kiểm tra và phân tích
Phân tích phản ứng cảm biến

Phản ứng của cảm biến tăng trước khi giảm, vì thành phần mùi đầu tiên được làm giàu trên bề mặt cảm biến, tốc độ hấp phụ sau nhỏ hơn tốc độ bay hơi.
Thời gian thu thập dữ liệu 120 giây có thể thu được giá trị đáp ứng cao của từng cảm biến, W1S (nhạy cảm với methyl), W1W (nhạy cảm với sunfua), W2S (nhạy cảm với rượu, aldosterone) phản ứng rõ ràng với mùi PC tái tạo.
Phân tích bản đồ vân tay

Chọn nhựa PC tái chế cấp 1, cấp 2, cấp 3, vẽ bản đồ dấu vân tay mùi, giá trị đáp ứng cảm biến W1S, W1W, W2S là cấp 3>cấp 2>cấp 1, các giá trị đáp ứng tối đa của cảm biến khác về cơ bản trùng khớp; Lý do bao gồm sự suy thoái của chất chống cháy lưu huỳnh để tạo ra sulfua, sự suy thoái của PC để tạo ra các sản phẩm aldosterone, sự phá vỡ chuỗi isopropyl để tạo ra các sản phẩm methyl, và số lần tái tạo càng nhiều, giá trị đáp ứng của các thành phần dễ bị suy thoái càng lớn.
Phân tích thành phần chính (PCA)

Đối với 3 loại nhựa PC tái chế: chọn 62, 63, 64, 65s của bộ cảm biến phản ứng cao để thiết lập mô hình, tỷ lệ đóng góp thành phần chính 99,46%, thành phần chính thứ hai 0,53%, tổng tỷ lệ đóng góp 99,99%, 3 loại khả năng nhận dạng mẫu là 1, tách biệt trong biểu đồ PCA, khoảng cách giữa giai đoạn đầu và giai đoạn ba, sự khác biệt lớn về mùi, phù hợp với khứu giác nhân tạo.
Đối với 9 thành phần chính của nhựa PC tái chế tỷ lệ đóng góp 70,51%, thành phần chính thứ hai 28,94%, tổng tỷ lệ đóng góp 99,45%, 9 loại khả năng nhận dạng mẫu đều>0,99, có thể phân biệt sự khác biệt về mùi; Thứ tự cường độ mùi phù hợp với khứu giác nhân tạo, và mùi PC tái tạo cấp ba mạnh mẽ, mùi PC tái tạo cấp hai tương tự lớn hơn cấp một, PC/GF mạnh hơn do mùi đặc trưng của sợi thủy tinh.
04
Kết luận nghiên cứu
Thời gian thu thập dữ liệu mũi điện tử AIRSENSE được đặt thành 120 giây để thu được giá trị phản ứng cao của từng cảm biến đối với mùi PC tái tạo và mũi điện tử nhạy cảm nhất với các thành phần methyl, sulfua, alkyl và aldosterone.
Trích xuất bản đồ dấu vân tay mùi được vẽ với giá trị đáp ứng cao của từng cảm biến, có thể phân tích trực quan sự khác biệt về mùi nhựa PC tái chế.
Dựa trên tín hiệu phản ứng cảm biến được thiết lập trên mô hình PCA, có thể phân biệt hiệu quả sự khác biệt về giá trị phản ứng mùi nhựa PC tái chế khác nhau, cũng có thể phân biệt kích thước mùi, phù hợp với kết quả phân biệt mùi nhân tạo.