数显塑料密度仪

密度测定三步曲（压轴曲）| 塑料成品检测还可以这样操作？奥豪斯AX分析天平一步到位！ 一、你真的了解塑料吗？塑料——这毁誉参半的新型高分子材料，在我们的生活中无处不见。看看你手边的物品，塑料制品已经占据半壁江山。1. 可口可乐瓶2. 各种规格的食品包装袋3. 印制了精美图案的手机外壳4. 会变色的太阳镜片 在我们不常接触的高科技领域，塑料也无处不在。如人造卫星上使用的多层绝缘材料中，就含有厚度约6微米的聚酰亚胺或聚酯膜。二、塑料的命运密码——密度同样都是塑料，怎么命运如此不同？原来，这里面学问可大着呢！ 塑料有很多不同品种，不同品种的塑料在耐疲劳性、耐热性、抗冲击性、耐腐蚀性等特性上各有优劣势。 塑料的品种不同，密度也因之不同。 例如，可以制造汽车灯罩等的PS是一种无色透明的塑料，密度为1.03～1.07 g/cm3；而具有自阻燃的特性、常用于防火应用的PVC，密度为1.35~1.45g/cm3。 塑料的密度不仅取决于其加工工艺，还与其成分有关。 调整塑料的成分比例，就可以改变其性能，以适应不同应用要求。 例如，ABS塑料由丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三组分构成，密度为1.04~1.06 g/cm3。当三组分以不同比例混合时，其密度也随之改变，同时性能也发生变化，由普通ABS变为高抗ABS、耐热ABS、高光泽ABS等。 因此，相比于用热解实验和燃烧试验来鉴别塑料品种，或鉴别塑料厂生产的产品是否达标，利用密度测定的方法真的非常省时省力！ 三、塑料的密度，不难测啦！某知名生产塑料制品厂商的QC部门，需要对生产的产品进行抽样检测，以鉴别其产品批次是否达标。 该检测试验共有五批塑料成品的样品，均为密度小于1g/cm3 的某种塑料，其在颜色、大小、形状上都极其相似，凭经验很难判别哪个样品是合格产品。（因此我们先给样品做了编号标记以加区分） 经过严格的检测实验及评估，最终该企业选用了奥豪斯带有密度直读功能的Adventurer AX 系列分析天平，进行塑料密度测定。只用两步，就能得到塑料的密度啦！ 实验器材：奥豪斯 Adventurer AX 124 密度组件测定步骤：塑料的密度测定方法与上期玻璃密度的测试方法类似。首先分别在空气中和水中称量样品，得出重量，再由天平内部计算公式得出密度结果，直接在显示屏上读取即可。在空气中称重在水中称重（-0.3906g）密度结果直读显示用AX天平测试密度，非常简单，但是也有很多小细节要注意，才能确保结果完美哦！ 注意：1. 用于测试密度小于水的样品，我们需选用漂浮固体挂篮。篮网向上凸起，可以覆盖住浮起的样品。如样品未完全浸没，可使用外加砝码帮助样品保持完全浸没于水中的状态。 2. 在水中称量塑料时，我们需要用镊子轻压塑料，小心将其挪至漂浮固体挂篮下方的中心位置。 四、小奥解惑时间：测试结果不理想，到底是什么原因？有用户反应，完全按照以上步骤进行测量，但测试结果并不理想，结果的重复性很差： 无论是在空气中的重量还是在液体中的重量，每次的称重读数都不相同。明明是浮于水的样品，密度结果却大1g/cm3。这到底是什么原因呢？让小奥帮你揭开谜底！ 看，是气泡在作怪！不信，你凑近仔细观察观察。原来浸入水中的挂篮上还有塑料样品上都附着肉眼难以察觉的气泡——个子小小，力气很大。要知道，直径1mm气泡会产生0.5mg的气泡，而直径2mm气泡产生的浮力可以高达4mg！每次称量时，塑料样品上附着的气泡的数量和大小也时有变化，影响称量结果，重复性自然不佳。 那怎么解决这个问题呢？其实很简单。 你只需拿细毛刷扫一扫，再轻轻抖动挂篮，即可去除影响称量效果的小小气泡们。去除气泡后，再看密度结果——可靠又稳定！塑料的密度测定之旅，就完成啦。 快拿着测量结果去看看哪款塑料才是合格产品吧！ 参考文献：本文章中摘录文献出自百度百科——塑料（高分子聚合物）百度百科——ABS塑料 如果您想了解更多奥豪斯的电子天平及实验室称量产品，请访问奥豪斯官方网站，我们的专业工程师将竭诚为您服务！

近年来，塑料污染在水环境(海洋和淡水)中的问题日益严重，得到广泛报道和关注。据《Science》杂志研究报告，2010 年全球192 个沿海和地区共制造2.75 亿吨塑料垃圾，其中约有800 万吨排入海洋，并且塑料垃圾数量不断增多，到2015 年已有超过900 万吨塑料垃圾排入海洋。如果不加以控制，科学家预计到2050年海洋中的塑料垃圾排放量将会是2010年的两倍。这些污染物正在持续威胁海洋生物和人类自身的安全与健康。近期，科学家再次发现塑料会在机械作用、生物降解、光降解、光氧化降解等过程的共同作用下逐渐被分解成碎片，形成微塑料，被海洋生物吞食，在生物体内不断积累，随着生物链，造成更广泛的危害。这一发现引起科学家的广泛关注，同时，也引起了各国政府的高度重视。近期，生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》也着重强调应加强海洋微塑料监测，加快形成相关领域监测支撑能力，为国际履约谈判和全球新兴环境问题治理提供支撑。在微塑料监测中，由于微塑料的物理特性（大小、形状、密度、颜色）以及化学组分等差异，不同类型微塑料在不同环境中流动过程（输入、输出和存留）的时间均不相同，使微塑料监测变成一大难题。目前，对微塑料的分析方法主要有目视分析法、光谱法 （如傅立叶变换红外光谱法和拉曼光谱法）、热分析法以及其他分析方法等 （如质谱法以及扫描电子显微镜-能谱仪联用法）。其中，红外光谱及Raman光谱分析，由于具有无破坏性、低样品量测试、高通量筛选以及所获取的结构信息互补等特点，成为检测和鉴别微塑料的主要分析技术；而在实际操作中上述技术仅可对几微米颗粒物进行检测（FT-IR为10～20μm、Raman 低仅为1 μm），使微塑料的研究仍处于起步阶段。作为先进仪器平台，Quantum Design中国时刻关注重大科研发展方向，并致力于引进先进表征技术及设备，为我国科研搭建先进科技平台。聚焦于微塑料监测难题，Quantum Design中国表面光谱部门认为需要考虑三个关键因素：尺寸、微观形貌以及聚合物类型。理论上可用于测量两者的方法均适用于微塑料分析，但是由于疑似微塑料样品的干扰，使得仅用一种分析方法难以准确的识别微塑料，为了提高准确度以及检测效率，需要采用多组合分析测试方法对其进行监测。目前，我司主要有Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪（nano-FTIR）、IRsweep微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪和PSC非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage三款先进光谱表征设备。其中，非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage采用的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限，实现了500 nm的空间分辨率。不仅如此，该设备将显微成像、红外及Raman测试集成于一体，多测试方法同步测量有效提高检测效率及准确度。同时，它具有更简单，更快速的测量模式，无需复杂的样品制备过程等优势，让更快、更准确地进行微塑料追踪、监测和研究成为可能，正成为下一代标准的方法。为更好的服务国内科研用户，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage，为国内科研用户开放，以期为微塑料监测技术的发展做出一定的贡献。 Quantum Design中国非接触亚微米红外光谱系统mIRage样机操作过程示意 精选案例：目前，mIRage在塑料领域的研究中大放异彩，助力美国特拉华大学Isao Noda教授课题组对PLA和PHA的复合薄片塑料结合方式及内在机理的研究，向我们展示了mIRage在微塑料领域研究中的潜力。该工作中，作者先对PHA和PLA的结合面进行了固定波数下的红外成像（图1）。通过对比发现，在约330 nm的范围内（空气/PHA界面）1725 cm-1处的红外信号出现了急剧的下降，而在PHA/PLA界面处几微米范围内1760 cm-1处的变化较为平缓，且无清晰的边界，表明PHA和PLA可能有某种程度的分子混合。由于使用光学光热红外技术，不存在困扰传统红外成像设备的米氏散射效应，因此能够确定这一模糊的边界是来自于两种材料间的相互渗透而非光学伪影。图1. PLA和PHA在固定波数下的红外成像。（A）红外成像图（红色1725 cm-1为PHA；绿色1760 cm-1 为PLA）；（B）A图中黑色线性区域PHA/PLA红外吸收强度分布对比 为了进一步研究PHA/PLA界面处的化学成分变化，作者对这大概2 μm左右交界面的红外图谱进行了间隔200 nm的线性红外扫描分析（图2）。从羰基（C=O）伸缩振动区和指纹区（图2 A和B）的线性扫描红外谱图可以清晰的区分PHA（1720和1740 cm-1）和PLA分子（1750-1760 cm-1）。区别于理想的简单二元系统（不互溶或无分子相互作用），PHA/PLA薄片羰基伸缩振动红外叠加图谱（图2C）并不存在一个明显的等吸收点，反映了在界面区域存在着复杂的组分变化及两种以上不同物种的分布。图2. PHA/PLA界面区域每200 nm间隔的羰基伸缩振动区域（A）和指纹图谱区域 (B) 以及羰基区域伸缩振动的叠合图谱(C) 为获取更详细的界面处PHA/PLA组分的空间分布规律，采用同步和异步二维相关光谱(2D-COS，two-dimensional correlation spectroscopy)来分析羰基拉伸区域采集到的红外谱图（图3A和3B），并以等高线的图形式展现，详细的分析方法可以参考相关信息（Combined Use of KnowItAll and 2D-COS, https://www.youtube.com/watch?v=0UCcD3irVtE）。结果显示，在主要为PHA的混合界面区域同时观测到来源于PLA的1760 cm-1红峰外，表明部分PLA渗透到PHA层，且与PHA层的其余部分相比，界面附近的PHA结晶度明显降低。在对指纹图谱区域进行2D PHA/PLA相关光谱同步和异步对比时，也得到了同样的结果（可参照发表文章，在此不再显示）, 即PLA向PHA渗透，且PHA的晶型有所改变。另外，作者还通过非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统对该区域进行了同步红外和拉曼分析（图3C），两者选择性和灵敏度不同却可以很好的互补，进一步验证了这一发现的可靠性。结果证实，即使是表面上不混相的PHA和PLA聚合物对，也存在一定程度的分子混合，这种混合可能发生在界面只有几百纳米的空间水平上，很好的解释了这两种生物塑料之间的高度相容性。 图3. PHA/PLA羰基伸缩振动区域二维同步(A)和异步(B)相关光谱（2D-COS）分析以及交界区域红外和拉曼光谱分析（左为红外，右为拉曼）。 参考文献：[1] Two-dimensional correlation analysis of highly spatially resolved simultaneous IR and Raman spectral imaging of bioplastics composite using optical photothermal Infrared and Raman spectroscopy，Journal of Molecular Structure，DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128045.

细心的你可能已经注意到，超市的塑料袋变成了柔软的可降解塑料袋，外卖的吸管变成了厚实的纸吸管。这是由于塑料已经成为当今社会严重的污染问题。2020年1月，国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，各地都积极出台塑料污染治理方案。如今我国“限塑令”升级，上海、海南等地已经全面实施“禁塑”，监管监督齐发力，未来还将在全国范围内普及。塑料已经造成了环境的严重污染：不可降解的塑料袋，如焚烧会产生二噁英等持久性有机污染物，如填埋则会加速土壤板结，也会让其他垃圾的降解速度变慢。全球每年塑料总消费量为4亿吨，中国消费6000万吨以上。塑料垃圾中9%会被回收利用，12%被焚烧，剩下的79%将进入垃圾填埋场或自然环境中，需要200年到500年才会被分解。在积极寻找适合替代品减少塑料污染的同时，应该同步推广循环回收的理念，摒弃一次性消费文化。日本是世界上塑料循环利用最成功的国家之一，2010年，77%废塑料被回收利用，超过英国的两倍，美国目前达到20%。为了成功地循环再利用，需要准确的鉴定并分类塑料样品。PerkinElmer的Spectrum Two红外光谱仪、DSC 4000差示扫描量热仪与TGA 4000热重分析仪，可为塑料回收利用领域提供快速可靠的鉴定结果。表1 聚合物识别代码（PIC）配有金刚石ATR附件的Spectrum Two红外光谱仪不同PIC类型塑料的ATR红外光谱图DSC 4000差示扫描量热仪红外光谱基本相同的高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE），DSC 4000可测试出明显的差异TGA 4000热重分析仪TGA 4000可用于分析塑料内部填充物，如玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉等。了解更多详情，请扫描二维码下载完整技术资料。