CN117191734A - 一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，配置多组均聚聚丙烯和高密度聚乙烯的混合样品，采集多组混合样品的谱图并进行分析；透射法测试得到乙烯链段以及丙烯链段与高密度聚乙烯含量相关的特征吸收峰区间；对所述特征吸收峰区间进行积分并编制线性回归方程得到函数关系式，方法简单，再现重复性好，能满足实际生产上需要，为再生料均聚聚丙烯中高密度聚乙烯含量的测定提供了保障，同时为下游均聚聚丙烯产品的制造企业提供可靠的技术参考数据。
Description
技术领域
本发明涉及塑料回收处理技术领域，特别是涉及一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法。
背景技术
塑料回收处理过程中，由于塑料产品种类繁多，而聚丙烯PP和聚乙烯PE在应用领域上高度重叠，比如瓶盖、家庭日杂(托盘、簸箕、筐、家具、玩具、啤酒/饮料筐等)，且密度比较相近，不能完全通过清水进行分离，因此在回收过程中，两者经常被混合回收，尤其是均聚聚丙烯PP-H中混有少量高密度聚乙烯HDPE的情况非常常见。
然而回收的均聚聚丙烯在某些类型的高值化应用中，需要限制HDPE的含量。
通常是用C-NMR(核磁共振)方法来进行分析，该方法定量精准，但对分析设备、人员技术能力、方法开发、数据积累和处理等都要求高，且处理流程相对较繁琐，因此就回收塑料这一场景，需要一种方法来快速分析PP-H中HDPE的含量。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，能够利用红外光谱法，快速测定PP-H中HDPE的含量。
为了达到上述目的，本发明提供了一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，包括：
配置多组均聚聚丙烯和高密度聚乙烯的混合样品，所述混合样品中所述高密度聚乙烯的质量分数不同；
采集所述多组混合样品的谱图并进行分析；
透射法测试得到乙烯链段以及丙烯链段与高密度聚乙烯含量相关的特征吸收峰区间；
对所述特征吸收峰区间进行积分并编制线性回归方程；
得到均聚聚丙烯与高密度聚乙烯含量的比值与所述特征吸收峰区间相关的标准曲线。
可选的，所述配置多组混合样品包括：所述多组混合样品中高密度聚乙烯质量分数小于10％。
可选的，所述多组混合样品中高密度聚乙烯质量分数间隔0.5％。
可选的，称取高密度聚乙烯粒料和均聚聚丙烯粒料，混合均匀，用双螺杆挤出机挤出混合物后进行熔融混合。
可选的，所述熔融温度为210～230℃。
可选的，采用傅里叶红外光谱测试采集所述多组混合样品的谱图。
可选的，所述采集多组混合样品的谱图包括对每组混合样品进行多次测定，取平均值。
可选的，所述透射法测试之前，还包括：所述多组混合样品加热到软化点以上或熔融后，压制成膜。
可选的，所述压制成的膜的厚度为1.9-2.1mm。
与现有技术相比，本发明提供的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，通过配置多组均聚聚丙烯和高密度聚乙烯的混合样品，采集多组混合样品的谱图并进行分析，透射法测试得到乙烯链段以及丙烯链段与高密度聚乙烯含量相关的特征吸收峰区间，对所述特征吸收峰区间进行积分并编制线性回归方程得到函数关系式，方法简单，再现重复性好，误差小，能满足实际生产上需要，为再生料均聚聚丙烯中高密度聚乙烯含量的测定提供了保障，同时为下游均聚聚丙烯产品的制造企业提供可靠的技术参考数据。
具体实施方式
下面将对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
本发明实施例中提供了一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，包括以下步骤：
S1、配置多组PP-H和HDPE的混合样品，所述混合样品中HDPE的质量分数不同；
S2、采集所述多组混合样品的谱图并进行分析；
S3、透射法测试得到乙烯链段以及丙烯链段与HDPE含量相关的特征吸收峰区间；
S4、对所述特征吸收峰区间进行积分并编制线性回归方程；
S5、得到PP-H与HDPE含量的比值与所述特征吸收峰区间相关的标准曲线。
需要说明的是，除乙烯外，常见的PE的共聚单体有C4(丁烯)、C6(己烯)和C8(辛烯)，而对于PP-H和HDPE的相对单纯体系，尤其是当HDPE的质量占比小于10％的熔融共混体系，红外定量的可信度会显著提升，因此本发明方案提供的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，特别是针对HDPE的质量占比小于10％的熔融共混体系，效果显著。
因此，在本实施例中，步骤S1中，多组PP-H和HDPE的混合样品中HDPE质量分数小于10％，每组混合样品中HDPE质量分数间隔0.5％，共设置21组混合样品。
在其他实施例中，可以调整各组混合样品中HDPE质量分数的间隔。
具体的，步骤S1中包括：
S11、用精度为0.1mg的电子天平称取HDPE粒料和HDPE粒料，混合均匀，用双螺杆挤出机挤出混合物后进行熔融混合，所述熔融温度为210～230℃，优选的，熔融温度为220℃。
进一步的，步骤S2中，采用傅里叶红外光谱(FTIR)测试采集所述多组混合样品的谱图并进行分析。
定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯的质量占比通常可以选择的设备主要为XRD、SEM、FT-IR、DSC，其中FTIR和DSC对数据处理的难度是最低的(红外主要靠吸光度峰高和积分面积计算，DSC测混合物的熔融吸热值焓，分峰积分，积分面积比为两者含量比等)，而FT-IR的测试速度更快(IR的几十秒钟VS DSC的几十分钟)，如果测试数据可靠性OK，则FTIR更有前景。
在本实施例中，对每组混合样品进行多次测定，优选的，进行三次测定取平均值。
进一步的，步骤S3之前，还包括步骤：
将混合样品加热到软化点以上或熔融后，加压压制成膜，其中，膜的厚度为1.9-2.1mm。
进一步的，在步骤S3中，透射法测试得到乙烯链段在719cm-1和729cm-1的特征吸收峰强弱与PE的总体含量有关，含量越多，此处吸收峰的强度越强，丙烯链段的特征峰在972cm-1和998cm-1；因此乙烯链段和丙烯链段的区分度非常高，适于作为目标特征。
进一步的，再分别对区间700-740cm-1及960-1010cm-1进行积分并编制线性回归方程，所制标准曲线的相关系数为0.99，具有较高的线性相关性，可用于实际PP-H中HDPE定量检测。
进一步的，得到的标准曲线的函数式为：
y＝1.553x
其中，y＝A700-740/A960-1010，x为HDPE/PP-H含量比。
进一步的，根据上述函数式，检测再生料PP-H中HDPE的含量时，可以通过红外光谱测定求出未知配比的PP-H与HDPE共混物中HDPE的含量。
方法准确度和精度验证如下：
分别配制PE质量分数为0.2％-10％的21组PP-PE共混样品，经FTIR分析测试后，用上述标准曲线测定共混物中PE的含量，测定结果见表1。
如表1数据可知，本发明提供的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，特别是针对HDPE的质量占比小于10％的熔融共混体系，误差小，准确性高。
综上所述，本发明提供的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，特别是针对HDPE的质量占比小于10％的熔融共混体系，再现重复性好，误差小，能满足实际生产上需要，为再生料PP中PE含量的测定提供了准确的保障，同时为下游PP产品制造企业提供可靠的技术参考数据。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，包括：
配置多组均聚聚丙烯和高密度聚乙烯的混合样品，所述混合样品中所述高密度聚乙烯的质量分数不同；
采集所述多组混合样品的谱图并进行分析；
透射法测试得到乙烯链段以及丙烯链段与高密度聚乙烯含量相关的特征吸收峰区间；
对所述特征吸收峰区间进行积分并编制线性回归方程；
得到均聚聚丙烯与高密度聚乙烯含量的比值与所述特征吸收峰区间相关的标准曲线。
2.如权利要求1所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述配置多组混合样品包括：所述多组混合样品中高密度聚乙烯质量分数小于10％。
3.如权利要求2所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述多组混合样品中高密度聚乙烯质量分数间隔0.5％。
4.如权利要求3所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，称取高密度聚乙烯粒料和均聚聚丙烯粒料，混合均匀，用双螺杆挤出机挤出混合物后进行熔融混合。
5.如权利要求4所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述熔融温度为210～230℃。
6.如权利要求1所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，采用傅里叶红外光谱测试采集所述多组混合样品的谱图。
7.如权利要求6所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述采集多组混合样品的谱图包括对每组混合样品进行多次测定，取平均值。
8.如权利要求1所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述透射法测试之前，还包括：所述多组混合样品加热到软化点以上或熔融后，压制成膜。
9.如权利要求8所述的半定量均聚聚丙烯中高密度聚乙烯质量占比的方法，其特征在于，所述压制成的膜的厚度为1.9-2.1mm。
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