Page 57 - 《橡塑技术与装备》2024年1期

理论与研究 陈志锋 等·电子鼻技术在再生塑料气味分析中的应用研究

电子鼻技术在再生塑料气味分析中的

应用研究

陈志锋 1,2 ，余巧玲 1,2* ，王万卷 1,2 ，李晓增 1,2 ，梁森涛 1,2
(1. 国家高分子工程材料及制品质量检验检测中心（广东），广东 广州 511447 ；
2. 广州质量监督检测研究院，广东 广州 511447)

摘要 ： 以再生聚丙烯（PP）、聚乙烯 (PE)、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物 (ABS)、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为研究对象，
参照 GB/T 40006.1—2021 进行样品前处理后用电子鼻技术进行气味测试，通过电子鼻上的统计分析软件对再生塑料的气味大小
进行分析研究，建立指纹分析模型和主成分分析（PCA）模型。结果表明 ：设置的电子鼻测试参数 ：传感器清洗时间为 80 s、调
零时间为 5 s、数据采集时间为 120 s、进样流量为 400 mL/min ，可以获得各个传感器对气味的响应强度最高值 ；挑选出每种样
品的每个传感器的响应最高值，可建立指纹分析模型，实现对气味进行直观分析的目的，通过模型可得到 W2S（对醇类、醛酮类
灵敏）、W1W（对硫化物灵敏）、W1S（对甲基类灵敏）、W5S（对氮氧化合物灵敏）四个传感器对再生 PP、PE 塑料气味的响应
值都是三级再生料＞二级再生料＞一级料，其他传感器的最大响应值保持相对一致 ；通过建立的再生塑料气味分析 PCA 模型，可
将不同再生塑料气味的差异区分开，实现气味大小的辨别。
关键词 ： 电子鼻技术 ；再生塑料 ；气味测试 ；分析模型 ；气味响应值 ；气味大小
中图分类号 ： TQ320.773 文章编号 ： 1009-797X(2024)01-0011-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.01.003

我们生活的世界里，充斥着各种各样的气味，气 行有效区分，使用聚类分析（PLS）模型把传感器数
味主要是挥发性物质对鼻腔内的嗅觉细胞进行刺激引 据与感官评价数据进行关联，可以用于预测气味评价
发人体的一种感觉（即嗅觉）。嗅觉系统的工作原理是 等级。将电子鼻技术应用于再生塑料的气味分析的文
空气中的物质分子刺激嗅觉细胞的纤毛时，神经冲动 献还较少。
传向嗅球，再传向大脑的嗅觉中枢，进而引发嗅觉。 再生塑料在回收再加工的过程中为了增强性能，
电子鼻技术就是按照人类嗅觉系统的工作原理来设计， 会在废旧塑料原料中加入各种助剂进行改性，使得有
其中气味传感器阵列相当于嗅觉细胞，信号处理单元 些再生粒料在储存过程中就不断释放出令人不适的气
相当于嗅球，模式识别系统相当于大脑的嗅觉中枢 [1] 。 味，这些挥发性气味成分影响着人体及环境，用于生
电子鼻技术在气味分析方面，通过仿生嗅觉阵列传感 产产品时，更会造成危害。通过再生塑料的气味成分
器检测技术可实现对气味整体信息的客观量化表达， 分析，控制再生塑料的品质，具有重要的现实意义 [8~9] 。
具有简单快捷、准确无损等特点，有其无可比拟的优 本工作以再生聚丙烯（PP）、聚乙烯 (PE)、丙烯
势，被广泛应用于气味辨别，具有巨大的发展潜力 [2~4] 。 腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物 (ABS)、高抗冲聚苯乙烯
电子鼻在高分子材料气味识别上已得到部分应 （HIPS）为研究对象，参照 GB/T 40006.1—2021 [10]
用。康鹏 [5] 等利用电子鼻技术研究了不同聚丙烯（PP） 进行样品前处理，而后用电子鼻进行气味测试，通过
树脂气味差异，运用主成分分析模型可对 PP 树脂样 电子鼻上的统计分析软件对再生塑料的气味大小进行
品气味进行有效识别。魏峰 [6] 等用 FOX4000 型电子 分析研究，并剖析气味形成原因，为建立再生塑料气
鼻研究了不同助剂配方对透明塑料母粒气味的影响，
结果表明，在 PP 中添加进口成核剂对气味的影响最小， 作者简介 ：陈志锋，男，学士，助理工程师，主要从事高
分子材料及制品的检测和表征方法研究。
高含量国产成核剂对气味的影响最大。Torri [7] 等使用
广州市科技计划项目（2023B04J0407）
PEN 2 便携式电子鼻分析了 25 种聚乙烯和 5 种聚丙烯 * 通讯作者
食品包装专用料的气味，结果表明电子鼻可对样品进 收稿日期 ：2023-06-28

年
2024 第 50 卷 ·11·