橡胶塑料颗粒密度计

在制造注塑塑料产品时，正确干燥原材料（塑料颗粒）至关重要。这是借助温暖干燥的空气完成的。干燥过程中使用的空气比周围空气干燥，因此使用空气干燥机将其回收到工艺过程中是相当经济实惠的。对干燥工艺过程和再生吸附式干燥机中使用的空气进行加热需要耗费大量能源。露点测量是优化能耗和干燥质量的关键。Eino Korhonen Oy (EKOY) 生产多种塑料产品，如固定件、接头和管套。该公司使用维萨拉 DRYCAP 露点变送器 DMT143 改进塑料颗粒干燥时的干燥空气质量监测。得益于露点测量，该公司已经取得了更好的整体盈利能力、产品质量和客户满意度。在生产过程中，首先需要将塑料颗粒在高温下熔化成热塑性熔体，然后注入模具。如果塑料颗粒太潮湿，很容易出现外观和机械质量问题。在高温情况下，过多的水分会引起化学反应，从而降低产品的机械性能。因此，密切和持续地监测干燥工艺过程是非常重要的。 为了达到合适的干燥程度，塑料颗粒被放置在料斗中，暴露在干燥和温暖的送风中。回风在再生过程中进行冷却和干燥。为确保空气在加热和重新送入干燥工艺过程之前适当干燥，露点测量在这一阶段必不可少。确保塑料颗粒正确干燥的最佳露点是 -35 °C (-31 °F)。‍DMT143 微型露点变送器维萨拉紧凑型 DMT143 变送器可精确测量小型压缩空气干燥机、塑料干燥机、添加剂生产和其他 OEM 应用中的露点。它采用维萨拉 DRYCAP技术，具有自动校准功能，并且易于集成，可与维萨拉 DRYCAP 手持式露点仪 DM70 配合使用。要优点之一是紧凑小巧，例如可应用于小型工业干燥机。DMT143 稳定测量可实现较长的校准间隔和较低的维护成本，它还具有模拟输出选项，易于维护且支持数据传输。 维萨拉 DMT143 响应快速，其露点测量范围为 -70...+60 °C (-94 ...+140 °F)，准确度为 ±2 °C (±3.6 °F)连续且可靠的监测EKOY 吸附式干燥机的再生过程已预先设定，并通过定时开关定期执行此过程。这种方法既不考虑生产浮动性，也不考虑吸附式干燥机的状况，这意味着干燥机的性能持续存在不确定性。“我们经验丰富的技术人员发现热塑性熔体过于潮湿，”技术经理 Antti Heikkilä 表示。 EKOY 团队已经能熟练使用维萨拉 DMT143，因为它内置在 EKOY 的干燥机中，且此干燥机的再生过程已经通过露点测量进行了优化。他们决定借用维萨拉的设备进行测试，旨在测量其定时控制的旧式塑料干燥机的性能。“测试证实了我们的怀疑，也就是说我们旧式干燥机的性能甚至未能接近我们的目标值。根据测试结果，我们决定为所有干燥机购置维萨拉设备。目前，维萨拉 DMT143 变送器能够持续进行监测并能够提供可靠的数据，”Heikkilä 解释道。以前，我们每年都会使用从干燥机制造商那里借用的设备来监测干燥机的性能，如此看来，该设备一直都未能提供可靠的数据。干燥机中的 DMT143 变送器与 EKOY 的楼宇自动化系统相关联，所有测量数据都存储在一个位置，便于跟踪。这是向前迈出的重要一步，因为以前关于干燥机性能的数据非常有限。历史数据和趋势曲线提供了有关设备性能和任何维修需求的宝贵信息。变送器连接到 Modbus 通道，且在 MaWi 自动化和维萨拉技术支持的帮助下，使用起来相当容易。 当塑料颗粒的含水量保持在其目标值时，原料质量较高，且 EKOY 可以充分利用其全部生产能力。优化能耗从生产过程中收集有效和准确的数据也给 EKOY 提供了提高其能源效率的机会。 “我们希望成为一家节能的工业企业。举例来说，我们希望在未来能够告诉我们的客户，在制造每种塑料产品时消耗了多少能源，”Antti Heikkilä 表示。 得益于准确的数据，EKOY 团队可以调整旧式塑料干燥机的再生周期，以尽可能实现节能。尽管仍需要手动调整，但在持续测量过程中允许优化调整设置。在未来，通过将使用定时开关进行再生的塑料干燥机转换为露点控制，将有可能进一步优化该过程。 与维萨拉的合作中，另一个在环境方面和产品生命周期相关的考虑：“我们持有相同的价值观念。对我们来说，维萨拉能够保证未来许多年的备件供应，这一点非常重要。比起丢弃和更换，我们更愿意进行维修和调整，”Heikkilä 说道。 Eino Korhonen OyEKOY 专门从事电工、塑料和金属产品的代工生产。其产品销往全球。EKOY 与 Nordic Aluminum/Lival、Ensto Produal 和 KONE 等公司均有合作。这家家族企业成立于 1978 年，在芬兰波尔沃和爱沙尼亚的哈尔尤县等地都有业务。DM70 手持式露点仪 用于抽检应用和现场校准的 Vaisala DRYCAP 手持式露点仪 DM70 能为工业露点应用提供准确快速的测量结果，例如在压缩空气、金属处理、添加剂生产以及食品和塑料干燥等应用方面。DM70 可提供宽量程范围内的准确露点温度测量。该探头可以直接插入带压工艺过程中，并且能在外界环境转换到工艺环境的条件下快速调整。DM70 也可用作对固定的维萨拉露点变送器进行输出读取的工具。DM70 通过其传感器净化功能进一步加快了响应时间，从而可确保快速准确的数据。该传感器抗冷凝，并且弄湿后可以完全恢复。其操作界面易于使用，并且具有清晰的 LCD显示屏和数据记录功能。❖ 微型露点变送器 DMT143 和 DMT143L（长型）（针对 OEM 应用）当您想要准确地测量小型压缩空气干燥机、塑料干燥机、添加剂生产和其他 OEM 应用场合内的露点时，微尺寸露点变送器 DMT143 和 DMT143L 是您的理想选择。它们很容易集成，并可以应用于手持式维萨拉 DM70 中。长型设备已取代 DMT242。特点：可进行自动校准的维萨拉 DRYCAP 技术快速响应时间露点测量范围为 -70 ... +60 °C (-94 ... +140 °F)准确度为 ±2 ºC (±3.6 ºF)防冷凝与维萨拉 DRYCAP 手持式露点仪 DM70 兼容可溯源的校准（包括证书）超过露点水平时触发 LED 报警

微塑料，作为一种新兴污染物，泛指直径小于5 mm的塑料颗粒，充斥于从海洋到陆地的所有环境里。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。如硅橡胶，作为一种重要的合成橡胶，因其优良的耐热性，常用于高温、高湿环境中使用（例如消毒、蒸煮）的产品，例如婴儿奶嘴、烘焙模具和密封圈等。但这些产品在反复高温水热作用下的老化情况以及微塑料颗粒的释放情况，目前尚未能引起充分的重视。目前微塑料的常规检测是光谱分析法对样本的种类和组成进行鉴定，由于它们具有无破坏性、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。如傅里叶红外显微红外(μFTIR)或显微拉曼光谱(μRM)，在实际操作中，需要进行复杂的样本处理，如浮选，多过滤等，而且因其自身的技术限制，如μFTIR分辨率取决于红外波长，仅为10−20 μm，μRM易受荧光干扰，分辨率低为1 μm，无法表征亚微米尺度下塑料表面的化学变化，也不能识别单个纳米塑料（1 μm）颗粒，使得全面检测和鉴定微塑料的种类和成分结构信息变得十分困难。图1. 根据O-PTIR红外显微成像技术估算硅橡胶奶嘴蒸汽消毒过程中两种微纳塑料颗粒的生成、婴儿暴露及环境排放量O-PTIR光热红外显微成像技术，其原理是利用短波长可见激光探测样品IR吸收区域的光热效应，即可见激光与脉冲式中红外激光共轴照在样品表面，IR吸收区域的温度上升、折射率改变,并据此获得样品特定区域的IR光谱。它突破了传统傅里叶红外光谱技术的局限，空间分辨率提高了几十倍，达到500 nm，并且测量更简单，更快速，无需复杂的样品制备过程，结合液体检测模式和同步拉曼技术，可直观判断亚微米尺度下（微）塑料表面是否发生降解，并可识别和统计出小尺寸微米塑料（1−10 μm）和纳米塑料（400−1000 nm）的粒径分布和数量。南京大学环境学院季荣教授和苏宇副研究员团队与美国麻省大学邢宝山教授等合作，利用先进的Photothermal Spectroscopy Corp 公司生产的mIRage O-PTIR显微光谱仪，建立了一种新型的（微）塑料表面亚微米尺度化学变化表征方法。研究团队通过对比分析四个国际主流品牌奶嘴产品在蒸汽消毒前后表面形貌及分子结构的变化，先证实了蒸汽消毒引起硅橡胶老化具有普遍性。研究发现，硅橡胶婴儿奶嘴的主要成分为聚二基硅氧烷（PDMS）及树脂添加剂聚酰胺（PA）(图2b和2c)，在经过蒸汽消毒（100 °C）时表面发生降解并释放出微纳塑料颗粒(图2a)。另外借助O-PTIR特有的单一波长大范围成像技术，作者统计了奶嘴消毒过程中PDMS降解产生的1.5 μm以上塑料颗粒数量，并估算出正常奶瓶喂养一年进入婴儿体内的该类微塑料总量约为66万颗，比此前文献报道的儿童从空气、水和食物中摄入的热塑性微塑料数量之和高出一个数量；假如这些微塑料全部被排入环境，全球平均排放量可能高达5.2万亿个/年。上述结果表明硅橡胶奶嘴消毒产生的颗粒物可能是儿童体内和环境中微纳塑料的重要来源。图2. 使用水热分解法对硅橡胶试样表面进行蒸汽腐蚀；(a) 实验装置及O-PTIR工作原理示意图 (b)样品蒸煮60 × 10 min表面前后的光学图像 (c) 图(b)中位置1-16的归一化O-PTIR光谱如图3所示，作者通过对代表性产品蒸汽处理不同时间后(图3a)，采集其表面的光学显微图像(图3a和3b)、红外吸收光谱(图3c)和单一特定波长下的大范围的红外成像(图3d)，实现了硅橡胶表面同一微区两类聚合物（PDMS和PA）降解过程可视化。在消毒开始后10 h内，蒸汽从硅橡胶表面缺陷位置渗入，使得表层PDMS聚合物膨胀鼓出（高度5 μm）形成侵蚀面；伴随PDMS分子水解、氧化，侵蚀面开裂、凹陷（深度5 μm），部分脱落；同时，伴随PA分子断裂、氧化，树脂颗粒发生迁移、脱落和缩小。图3. 试样表面蚀刻演变的可视化研究. (a，b) 1号样品表面在蒸煮10、60和600分钟前后的光学图像；（c）b中位置1-13的归一化O-PTIR光谱 （d）b中S1-S4区域的部分区域的可见光图像以及在C=O (1655 cm−1)和Si−CH3 (1263 cm−1)的O- PTIR红外成像) 除此之外，作者根据消毒后奶嘴清洗液中单个颗粒物的显微图像和红外吸收光谱，作者揭示了硅橡胶表面聚合物（PDMS和PA）降解生成两类微纳塑料的结构特征，并在单颗粒水平上表征了微塑料的降解转化动态过程。PDMS和PA水热降解后分别生成了薄片状、含聚硅氧烷的塑料颗粒（0.6−332 μm；其中10 μm的颗粒物约占80%）及油状、含聚酰亚胺的塑料颗粒（0.7−10 μm）。其中，PDMS衍生的微塑料经蒸汽处理后，其表面聚硅氧烷含量和分布发生明显变化，意味着该类微塑料可能受热降解生成更小的颗粒。综上所述，该团队成功应用O-PTIR显微光谱技术揭示了硅橡胶奶嘴在蒸汽消毒过程中生成含有环状/支化聚硅氧烷或聚酰亚胺微纳塑料的过程及机制，发现了一个曾被忽视但重要的人体及环境中微纳塑料的来源。该工作对未来研究有三点重要的启示：①与婴儿奶嘴类似，其他硅橡胶基消费品（如烘焙模具、可折叠电热壶、杯子和电饭煲中的密封圈等）在加热条件下（≥100 °C）也会产生老化，应注意这些产品使用过程中微纳塑料的释放；②硅橡胶产品因水热降解释放出的微纳塑料表面性质异于原始聚合物材料（PDMS和PA），考虑到光谱法检测微塑料时需与标准原始聚合物谱图进行比对，这种差异会对环境样品中该类塑料颗粒的识别产生影响，进而可能低估其真实污染水平；③原始聚合物材料（PDMS和PA）的毒性不能真实反映其衍生微纳塑料的毒性，需要进一步研究含有环状/支化聚硅氧烷或聚酰亚胺、活性表面的微纳塑料对环境和人类健康的影响。该工作发表在近期的Nature Nanotechnology上（https://doi.org/10.1038/s41565-021-00998-x），感兴趣欢迎阅读原文参与学习和讨论。 【文末小故事】 本文作者苏宇副研究员在2019年便有了此实验想法，但受限于常规FTIR分析手段无法测量。在几经周折后，了解到Quantum Design中国的mIRage O-PTIR显微光谱仪具有亚微米分辨、无需复杂的样品制备过程，结合液体检测模式和同步拉曼技术，可直观判断亚微米尺度下（微）塑料表面是否发生降解等技术优势，可完全解决现有的测试难题，终在QD中国（北京）样机实验室，利用mIRage O-PTIR显微光谱仪顺利完成了样品的红外测试部分。 Quantum Design中国能够为中国科学研究和科技发展贡献自己的一份力量是QD中国一直以来的信念和企业文化，也是我们的荣幸，期待mIRage O-PTIR显微光谱仪及我们的其他先进技术设备能够助力相关科研工作者取得更好的成绩！ 【参考文献】[1]. Su, Y., Hu, X., Tang, H. et al. Steam disinfection releases micro(nano)plastics from silicone-rubber baby teats as examined by optical photothermal infrared microspectroscopy. Nat. Nanotechnol. (2021).

每人每周吃下5g微塑料相当于一张银行卡 微塑料（Microplastic），是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒，在塑料制品使用过程中释放，特别是食物用途的塑料制品。纳米塑料（Nanoplastics）则是目前已知最小的微塑料，尺寸在1μm以下，体积小到可以穿过细胞膜。虽然不会有人直接吃塑料，但食物的包装——塑料袋、塑料瓶、塑料盒等，则会将大量的微塑料直接送入人们的口中。微塑料对人的影响往往是温水煮青蛙式的，容易被忽视，但对健康的危害却是积年累月的。 去年4月20日，来自美国国家标准与技术研究院（NIST）的化学家Christopher Zangmeister团队开展的一项新研究，以食品级尼龙袋和低密度聚乙烯（LDPE）成分的产品作为样本，探究微塑料的来源及释放情况。事实上，以这两种成分为主的塑料用品在日常生活中很普遍，比如烘焙衬垫和一次性外带咖啡杯的内衬塑料薄膜。 结果显示，在普通的外带咖啡杯中放一杯100℃的水，静置20min后，研究者在每升水中能检测到万亿个塑料纳米颗粒。也就是说，当你享用喝一杯500ml的热咖啡或热奶茶时，将有5千亿个塑料纳米颗粒进入你的身体内！ DOI: 10.1021/acs.est.1c06768 不仅如此，其实早在婴儿时期，人们就已经开始摄入微塑料。据Nature Food上刊登的研究Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation估计，在使用聚丙烯塑料瓶制备的每升婴儿配方奶粉中，婴儿可能摄入多达1600万个微塑料颗粒。 该研究中，研究人员按照世界卫生组织制备婴儿配方奶粉的标准，将聚丙烯婴儿奶瓶消毒、风干，然后倒入加热到70℃的水。在摇晃瓶子一分钟后，他们过滤了液体并在显微镜下进行分析，发现了数以百万计的微塑料颗粒。仅装瓶1分钟就能检测到，证实了微塑料产生的即时性。 此外，研究者还发现，冲奶粉使用的水温会极大地影响释放的污染颗粒的数量。当水温从25℃上升到95℃，每升释放的微塑料颗粒从60万增加到5500万个。也就是说，水温越高，释放的量就会越多。 https://doi.org/10.1038/s43016-020-00171-y 由于人们不断地吃外卖、喝咖啡、吨瓶装饮料，微塑料自然也不停地被摄入进人体内。 加拿大的Kieran D. Cox教授和他的团队以美国人饮食为基础，根据食物消费种类以及不同种类食物所含有的微塑料数量，估算出每人每年会吃掉5万个微塑料颗粒，如果算上漂浮在空气中、被呼吸吸入的微塑料，那么每人每年吃掉的微塑料颗粒数量在7.4万-12.1万之间。按照重量计算的话，每人每周大约吃掉5g微塑料，相当于一张银行卡的重量。 还真是活到老，吃塑料到老呢。以每周5g塑料颗粒计算，人这一辈子估计要吃下一个乐高玩具，想想还有点小刺激（bushi）。 人类血液中首次发现微塑料的存在！ 2019年，《Annals of Internal Medicine》在线发表的一项研究显示，健康志愿者的粪便样本中检测到了微塑料。研究人员发现，所有粪便样本都检测出微塑料呈阳性，每10克人类粪便中平均有20个微塑料颗粒。 如果光是“吃下去，拉出来”的简单关系，微塑料倒不值得担心。然而，实际并非如此。随着大量研究的开展，科学家们陆续在人类切除的结肠标本，甚至胎盘组织中发现微塑料的存在。 更令人担忧的是，来自荷兰阿姆斯特丹自由大学的科学家首次在人类血液中发现了微塑料的存在。这表明微塑料可能随着血液流经全身，对各器官造成影响！ DOI: 10.1016/j.envint.2022.107199 研究者在22名健康志愿者的静脉血中检测到了5种最常见的塑料成分，分别是PET、PS、PE、PMMA和PP。 5种最常见的塑料成分及其来源 在严格控制了采样、样品准备及分析过程中的可能存在的塑料污染后，研究者在近8成志愿者的血液里检测到了微塑料的存在（77%，17/22），平均下来，每个志愿者每毫升血样里有1.6ug的微塑料。 测出比例最高的为PET，在50%的志愿者血液中都检测到这种物质的存在，血液浓度最高为2.4ug/ml，提示大部分人体内都含有瓶装水释放的微塑料。 其次为：PS（36%）、PE（23%），最高血液浓度分别为4.8ug/ml及7.1ug/ml，这两类塑料主要应用在保鲜膜、一次性泡沫饭盒、塑料杯等，表明来自食物包装的微塑料也会进入人体血液循环中，并且进入的量不容小觑。 最后是PMMA，仅在5%的志愿者血液中发现，在所有志愿者血液中均未检测到PP的存在。 这项研究首次在人体血液中发现微塑料的存在，考虑到血液循环在体内四通八达，为各器官供给氧气和营养物质，带走代谢废物，不难想象微塑料也随着血流流经全身。“在血液样本中发现微塑料存在”的事实，也说明了人体清除微塑料的速度是低于从外界摄入的速度。 进入血液的微塑料可能通过肾脏过滤或胆汁排泄的方式排出体外，也可能通过有孔的毛细血管沉积在肝脏、脾脏等器官。换句话说，微塑料早已无孔不入，甚至遍布全身。 肠道疾病患者粪便中含有的微塑料颗粒是健康的1.5倍 微塑料究竟会对健康造成什么样的危害呢？这才是人们更为关心的话题。 此前，已有动物实验证明，微塑料可以扰乱内分泌系统，导致出生缺陷，减少精子的产生，引发胰岛素抵抗，并损害学习和记忆。此外，科学家们还观察到了由于微粒刺破和摩擦器官壁而引起的物理损伤迹象，例如炎症。 DOI: 10.1098/rstb.2008.0281 为了进一步探究微塑料对人类的影响，来自美国哈佛大学和罗格斯大学的科学家们还构建了模拟消化道的体外系统，探究微塑料颗粒是否会干扰营养物质的消化和吸收。 结果显示，微塑料的存在会对脂肪吸收带来健康上的负面影响，即当脂肪与微塑料颗粒一起摄入时，脂肪的生物利用度会随之增加，导致更多的脂肪进入血液（这可能就是外卖越吃越胖的原因之一）。此外，该研究中还显示微塑料会影响微量营养素吸收、增加小肠渗透性，以及促进某些细菌繁殖等。 现阶段，有关微塑料对人体健康影响的试验有限，但已初见端倪。2021年12月，发表在《Environmental Science & Technology Letters》期刊上的一项学术研究显示，炎症性肠病（IBD）（包括克罗恩病和溃疡性结肠炎）患者的粪便中的微塑料比健康对照组多，表明这些微塑料可能与疾病的发展过程存在相关性。 研究团队从不同地区的50名健康人和52名IBD患者中获取了粪便样本。分析结果表明，IBD 患者的粪便中含有的微塑料颗粒是健康受试者粪便的1.5倍。患者体内的微塑料含量越高，疾病相关的腹泻、直肠出血和腹部绞痛症状就越明显。 具体结果为： ①IBD患者和健康人粪便中微塑料的浓度分别为41.8和28.0个/g dm，IBD患者的粪便中每克的微塑料颗粒比健康人的多1.5倍左右。 ②该研究共检测到15种微塑料，以PET（用于瓶子和食品容器）和PA（聚酰胺；用于食品包装和纺织品）为主，主要形态分别为片状和纤维状。 ③通过问卷调查，研究人员发现，喝瓶装水、吃外卖食品、并且经常暴露在灰尘中的患者，其粪便中含有更多的微塑料。 该研究首次表明 IBD 患者粪便中微塑料（MPs）的浓度与健康人存在显著差异，且IBD患者粪便中微塑料水平显著高于健康人。这一结果提醒人们，微塑料对人体健康的损害可能不容小觑。 然而，“微塑料”是否对人类健康构成重大风险仍存在巨大未知，亟需更多相关学术领域的探究，以应对其未知风险。 众所周知，塑料降解速度很慢，通常会持续数百年甚至数千年，这也增加了微塑料被摄入并累积在许多生物体和组织中的可能性。为了避免人类的五脏六腑变成“塑料制品”，最简单的办法就是——尽量在生活中减少塑料制品的使用并及时治理塑料污染，别让地球被塑料“攻陷”之后再追悔莫及。