塑料成分分析前言

?隨著我國人民生活水平的提高和食品出口貿(mào)易的增多，相關(guān)食品安全的問題也越來越受到人們的更多關(guān)注。其中食品用塑料包裝材料的安全性問題十分突出，塑料成分分析就變得尤為重要，通過“”技術(shù)對塑料的成分進(jìn)行分析有助于保證其合格性?！熬勐纫蚁?PVC)保鮮膜中的增塑劑”、“回收塑料飲用水桶和奶瓶”等事件時(shí)常發(fā)生。我國《食品用塑料制品及原材料衛(wèi)生管理辦法》已經(jīng)明確規(guī)定:凡加工食品包裝用的塑料，其原料不得使用回收塑料;《食品容器、包裝材料用助劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9685.2003)規(guī)定了20類65種可以使用的加工助劑。

分析常用于，配方分析，工業(yè)診斷，元素/離子分析，純度分析等方面。

塑料產(chǎn)品因其方便、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于食品包裝，有統(tǒng)計(jì)顯示，在食品包裝中塑料包裝的比例占到了一半以上。用于食品包裝的塑料制品主要由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚酰胺(P八)等幾種單一材質(zhì)和復(fù)合材質(zhì)組成。

雖然相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布，但市場上仍然存在使用有害添加劑和劣質(zhì)回收料的食品用塑料包裝制品。因此，開展鑒別食品用塑料包裝材料的成分的研究工作勢在必行。本工作利用ATR.FT瓜方法著重對大量市售的食品包裝用塑料制品進(jìn)行成分定性鑒定。

衰減全反射(A1限)技術(shù)是通過紅外輻射在樣品表面上的穿透、反射、與樣品發(fā)生相互作用而產(chǎn)生的具有特征吸收譜圖的一種非破壞性的分析方法。對于塑料膜袋類樣品幾乎不用進(jìn)行任何處理和制備就可以直接測試，操作方。

1.1儀器與試劑

Spectrum 100型傅立葉變換紅外光譜儀(美國PE公司)，RE.2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);KQl00E型超聲波清洗器(昆山市超聲廠)四氫呋喃(分析純)，無水乙醇(分析純)均為北京化工廠生產(chǎn)。

1.2儀器條件

ATR材料為金剛石，分辨率為2 cm掃描次數(shù)為16次，紅外光譜范圍是4 000 cm_1~650 cm_1。

1.3實(shí)驗(yàn)用材料準(zhǔn)備

本實(shí)驗(yàn)所用材料均購自于超市、農(nóng)貿(mào)市場及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)。

1.4 PvC保鮮膜中PVC與增塑劑的分離

PVC保鮮膜中PVc與增塑劑的分離采用溶解.沉淀法。稱取實(shí)驗(yàn)用PVc保鮮膜1.0 g，置于具塞試管2008年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨甘肅省學(xué)術(shù)年會(huì)文集中，加入20 lTlL四氫呋喃，放入超聲波水浴中溶解。所得溶液緩慢滴入50 mL乙醇中，邊滴邊攪拌。沉淀物過濾后干燥待測，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉溶劑后待測。

2結(jié)果與討論

2.1飲料瓶的成分分析

將抽樣收集的飲料瓶裁下l cm×l cm的小塊，平放在金剛石樣品臺上，施以一定的壓力，進(jìn)行紅外掃描。實(shí)驗(yàn)中共采集了27個(gè)飲料瓶樣品和3個(gè)用于制造飲料瓶的瓶坯的紅外譜圖，經(jīng)分析并與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對，結(jié)果表明所有30個(gè)樣品均為PET材質(zhì)，與標(biāo)準(zhǔn)PET譜對比相似度較高，并且成型品與瓶坯之間的紅外譜圖幾乎不存在差異。圖lA給出了PET瓶的代表紅外譜圖。

2.2飲水桶的成分分析

按照相同的條件對飲水桶樣品進(jìn)行ATR-Fr瓜分析，與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對發(fā)現(xiàn)50個(gè)飲水桶樣品均為Pc材質(zhì)組成。圖lB給出了PC桶的紅外譜圖。

2.3復(fù)合食品包裝材料的特點(diǎn)及其紅外譜圖特征

從42種帶有圖案的不同包裝膜袋的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，帶有圖案的復(fù)合食品包裝膜袋一般為兩層或三層，與食品直接接觸的最內(nèi)層材質(zhì)有80%以上為PE材質(zhì)，也有少量為PP材質(zhì)。這主要是由于PE的分子是由碳?xì)錁?gòu)成的，材料本身無毒，并且其在生產(chǎn)過程中加入的添加劑用量極少，所以PE是目前使用較廣、衛(wèi)生性較好的塑料品種之一。同時(shí)由于PE的透氣性較差，要長期保存某種食品就需要復(fù)合其他氣體阻隔性好的材質(zhì)。

因此復(fù)合包裝袋的中間一層一般為鋁箔，它的作用一般是阻隔氧、氮等非極性氣體透過，并阻濕防潮、阻隔紫外線12J;復(fù)合包裝的最外層通常采用PA、PP和PET等材質(zhì)。圖1C、D和E分別給出了代表PE、PA和PP材質(zhì)的紅外譜圖。結(jié)果表明所有42個(gè)樣品單層膜均為單一材質(zhì)組成。

2.4口香糖塑料罐樣品的紅外法分析

本部分實(shí)驗(yàn)了5個(gè)口香糖罐樣品，結(jié)果顯示其中4個(gè)樣品為單一PP或PE材質(zhì)。但是其中一個(gè)標(biāo)示為PE材質(zhì)的樣品，其紅外譜圖上顯示為PE和PP的共混或共聚物(圖2)。也就是說，該口香糖罐并非由單一組分制成。

2.5保鮮膜樣品的紅外法分析

實(shí)驗(yàn)了10個(gè)保鮮膜樣品，其中7個(gè)家庭用保鮮膜和1個(gè)標(biāo)示了材質(zhì)的酒店用保鮮膜樣品為PE材質(zhì)。另兩個(gè)分別為購自超市用于蔬菜保鮮包裝的保鮮膜樣品和未標(biāo)示材質(zhì)的保鮮膜，均為PVC材質(zhì);同時(shí)發(fā)現(xiàn)其紅外譜圖在l 730 cm.1處有強(qiáng)烈吸收，這是含酯基增塑劑的特征吸收峰(圖3A)。由此推斷現(xiàn)在市售的PVC保鮮膜中可能含有大量帶酯基增塑劑。

通過ATR.Fr瓜法考察了幾種食品用塑料包裝材料的成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn):飲料瓶的成分為單一PET材質(zhì);飲水桶為單一PC材質(zhì);帶有圖案的包裝袋內(nèi)層為PE單一材質(zhì)，中間層為鋁箔，外層為PA或PP單一材質(zhì);口香糖罐為PP或PE材質(zhì);保鮮膜大部分為PE材質(zhì)，但仍有少部分為含有大量增塑劑DEHA的PvC材質(zhì)。

通過“分析”技術(shù)的塑料成分分析可以快速判定食品用塑料包裝材料的成分，并判斷材質(zhì)中是否添加了有害化學(xué)成分。該方法快速、安全、簡便。

1、樹脂成分分析，確定主體樹脂原料類型;

2、確定產(chǎn)品中的基體樹脂，了解成分，指導(dǎo)研發(fā)或產(chǎn)品改進(jìn);

3、確定塑料合金類產(chǎn)品中一種或多種主體樹脂的種類和配比;

4、通過分析大分子樹脂來反向判定樹脂的原料單體的種類和配比關(guān)系，即樹脂配方。