Page 58 - 《橡塑技术与装备》2024年1期
P. 58
橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
味评价的电子鼻测试法提供参考。 的响应电阻值，G 0 代表空气响应电阻值 ；传感器响应
值（G/G 0 ）随着数据采集时间先快速增加而后趋向于
1 实验部分 平衡，略有降低，这是因为各个传感器对气体的响应
1.1 材料和仪器 强度与传感器的吸附速率正相关，当气体在传感器表
再生塑料 ：市售。电热恒温干燥箱 ： BGZ-146， 面大量富集，传感器的吸附速率＞挥发速率，传感器
上海博迅。电子鼻 ： PEN3.5，德国 AIRSENSE 公司， 对气体的响应强度就不断增大，反之既然 ； 120 s 的数
见图 1。 据采集时间可以获得各个传感器对气味的响应强度最
高值 ； 10 根传感器对气味的响应强度差异较大，其中
电子鼻传感器 W5S、W1W、W2S、W1S 对该种再生
塑料气味的响应强度值最显著，即电子鼻传感器对再
生塑料气味中氮氧化物、硫化物、醇类、醛酮类、甲
基类最为敏感。
图 1 电子鼻（PEN3.5）示意图
本工作所采用的电子鼻，主要由 10 根传感器组
成，分别为 W1C（对芳香成分，苯类灵敏）、W5S（对
氮氧化合物灵敏）、W3C（对芳香成分，氨类灵敏）、
W6S（对氢化物灵敏）、W5C（对短链烷烃芳香成分
敏感）、 W1S（对甲基类灵敏）、 W1W（对硫化物灵敏）、
W2S（对醇类、醛酮类灵敏）、W2W（对有机硫化物
灵敏）、W3S（对长链烷烃灵敏）。 图 2 再生塑料的响应强度曲线示意图
1.2 再生塑料气味测试 2.2 指纹图分析
1.2.1 样品前处理 图 3 为再生 PP、PE 塑料的指纹图。将再生 PP、
参照 GB/T 40006.1—2021，称（20±0.1）g 样品 PE 再生塑料按照 1.2 进行测试，挑选出每种样品的每
装于事先已经洗净无味的广口玻璃瓶中，塞紧盖子， 个传感器的响应最高值，然后绘制成气味指纹图（也
将广口玻璃瓶放入（80±2）℃电热恒温干燥箱中（120± 称雷达图），建立指纹分析模型，利用指纹分析模型
10）min，再冷却至（60±2）℃后进行电子鼻气味测试。 可以实现对气味进行直观分析的目的。由图 3 可知，
1.2.2 电子鼻气味测试 W2S、W1W、W1S、W5S 四个传感器对再生 PP、PE
设置电子鼻测试参数，传感器清洗时间为 80 s、 塑料气味的响应值都是三级再生料＞二级再生料＞一
调零时间为 5 s、数据采集时间为 120 s、进样流量为 级料，其他传感器的最大响应值保持相对一致 ；电子
400 mL/min。 鼻传感器对再生 PP、PE 塑料气味中醇类、醛酮类、
氮氧化物、甲基类、硫化物最为敏感。这是因为 PP、
2 结果与讨论 PE 容易受到强剪切、高温、氧气等因素的影响而被氧
2.1 传感器响应分析 化，聚合物链段发生断裂，生成羰基化合物和甲基类
图 2 为再生塑料的响应强度曲线示意图。由图 2 化合物，被电子鼻的 W2S、W1S 传感器识别 ；再生
可知，电子鼻数据采集软件以数据采集时间为横坐标， 塑料在加工改性过程中加入各种助剂，如爽滑剂、抗
传感器响应值为纵坐标，绘制传感器对气味的响应强 氧剂、光稳定剂等，其中常用的抗氧剂有胺类抗氧剂、
度曲线 ；传感器响应值是一个比值，G 代表待测气体 硫化物等，这些助剂会由于本身的气味或者加工过程
1
·12· 第 50 卷 第 期
