两种木塑复合材料的识别及主要组分的定量分析

论文摘要

不同塑料基体木塑复合材料(WPC)的识别及主要组分的定量分析对于废弃WPC产品的分类回收、高效再利用,以及产品生产过程中的质量控制、产品销售和使用过程中规范市场秩序和维护消费者合法权益,具有重要意义。建立不同塑料基体WPC的主要组分的通用定量分析模型,有助于降低检测成本,扩大模型的适用范围。然而。目前国内外关于不同塑料基体的WPC定性识别研究,尚未与WPC主要组分的定量分析相联系,未能构建完整的技术体系。WPC主要组分定量分析研究尚局限在单一塑料基体WPC的定量分析模型。针对此种情况,分别以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为增强体,杉木为生物质填料,加入一定量的添加剂后,采用挤出成型法分别制备了20个不同杉木/PE配比和20个不同杉木/PP配比的WPC样品。采用溴化钾压片法获取了40个WPC样品的红外光谱,利用多变量统计软件对光谱数据先进行一阶导数处理,再进行变量标准化。利用主成分分析法(PCA)对杉木/PE和杉木/PP两种复合材料进行了分类,由于PP和PE化学结构的差异明显,两种复合材料在二维主成分空间中呈带状分布,每种WPC样品处于相对独立空间,分类正确率达100%。利用偏最小二乘法(PLS)建立了两种复合材料通用定量分析模型,木粉和塑料的校正模型的决定系数R~2分别为0.984和0.985,校正标准偏差SEC分别为1.034%和1.206%;木粉和塑料的预测模型的R~2均为0.956,交互验证标准偏差SECV分别为1.779%和1.792%; RPD值分别为4.83和4.85。为更客观准确地检验模型的预测能力,随机选取10个样品对所建通用定量分析模型进行外部验证。结果显示,模型预测准确性高,木粉含量的预测相对偏差在±8%以内,塑料含量的预测相对偏差在±7%以内。建立了一套PE基和PP基WPC快速准确的识别方法和通用定量分析模型,为红外光谱法应用于WPC生产、质检及回收再利用过程中的定性识别和定量分析奠定了技术基础。

论文目录

• 引 言
• 1 实验部分
•   1.1 原料与设备
•   1.2 WPC的制备
•   1.3 红外光谱分析
•   1.4 光谱数据处理
• 2 结果与讨论
•   2.1 两种WPC的定性识别
•   2.2 两种WPC的定量分析
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 劳万里,李改云,陈怡,向琴,王超,黄安民

关键词: 聚乙烯,聚丙烯,木塑复合材料,红外光谱,主成分分析法,偏最小二乘法

来源: 光谱学与光谱分析 2019年09期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 中国林业科学研究院木材工业研究所

基金: 国家自然科学基金面上项目(31670564)资助

分类号: TB332

页码: 2807-2811

总页数: 5

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