化工检测

再生聚合物作为循环经济的关键组成，在包装、建材等领域应用广泛，但再生过程中引入的杂质（如残留单体、金属颗粒、交联聚合物等）会严重影响产品性能与安全合规性。因此，精准控制杂质含量并建立高效检测技术，是保障再生聚合物质量的核心环节。

再生聚合物中杂质的主要类型及来源

再生聚合物的杂质来源分为三类：原料带入的杂质包括原生塑料残留单体（如聚乙烯中的乙烯）、回收料中的异物（如PET瓶标签的纤维素纤维）；加工引入的杂质有机械破碎产生的金属颗粒、高温降解的低分子挥发物（如聚苯乙烯降解的苯乙烯）；存储污染则来自环境粉尘、水分及微生物（如露天堆放吸附的灰尘）。

按化学性质分类，杂质可分为有机（残留单体、添加剂）、无机（金属、玻璃）及高分子（交联聚合物、异种塑料碎片）三类。其中高分子杂质因与基体相容性差，易形成应力集中点，对力学性能影响最显著。

例如，回收PP中常混有PE碎片，两者熔点不同会导致注塑制品出现“鱼眼”缺陷；再生PVC中的邻苯二甲酸酯增塑剂迁移，可能引发食品接触安全风险。

杂质对再生聚合物性能的影响机制

有机杂质中的残留单体（如氯乙烯）具有毒性，会导致产品不符合食品接触标准；增塑剂迁移会降低材料硬度与耐老化性。无机杂质中的金属颗粒（如铁、铜）会加速聚合物降解——铁离子可促进聚乙烯氧化变脆，铜离子会引发聚酯水解，降低PET透明度。

高分子杂质的影响体现在结构均匀性上：再生PET中的交联凝胶颗粒会堵塞挤出滤网，导致压力波动；再生PP中的纤维杂质会在拉伸时形成裂纹，显著降低断裂伸长率。

杂质粒径也会影响性能：纳米级炭黑颗粒会降低绝缘性，大粒径纤维会引发力学性能下降，微米级金属颗粒则会损伤加工设备。

原料预处理阶段的杂质控制方法

原料预处理通过“分离+净化”控制杂质：物理分离法利用密度差（如PET水浮选分离纸张）、磁性（磁选去除铁）、涡流（分选铝铜）去除异物；清洗工艺用碱洗（NaOH分解PET标签胶）、超声（剥离粉尘）去除表面污染物；干燥处理（热风、真空）确保水分含量低于0.05%，避免PET水解。

例如，某再生塑料厂用“磁选+涡流分选”组合设备，金属去除率达98%；再生HDPE桶通过60℃NaOH浸泡+超声清洗，油污去除率95%。

再生加工工艺中的杂质实时调控

加工过程的实时调控关键在于温度、滤网、压力与混炼优化：螺杆挤出温度需匹配原料（如PP180-220℃、PET260-280℃），避免过降解；三层复合滤网（40+80+120目）拦截微小杂质，每2小时更换一次；熔体压力传感器监测压力波动，超过15MPa自动切换滤网。

混炼时加入相容剂（如EVA改善PP与PE相容），或动态硫化将交联橡胶转化为分散颗粒，提升韧性——再生PVC中的丁腈橡胶杂质经动态硫化后，拉伸强度提升15%。

基于光谱技术的杂质定性检测

光谱技术实现快速定性：红外光谱（FT-IR）通过特征峰识别杂质——PET的1715cm⁻¹（酯羰基）与PP的2950cm⁻¹（甲基C-H）可快速鉴别PET中的PP杂质；近红外光谱（NIR）在线监测水分（1940nm特征峰），调整干燥时间；拉曼光谱检测无机杂质（如铁的218cm⁻¹、二氧化硅的465cm⁻¹），还能成像观察分布。

色谱技术在杂质定量分析中的应用

色谱技术精准定量：气相色谱（GC）配合顶空进样检测挥发性杂质（如PVC中的氯乙烯，检测限0.1mg/kg）；高效液相色谱（HPLC）分析非挥发性增塑剂（如PET中的邻苯二甲酸酯，定量限0.5mg/kg）；凝胶渗透色谱（GPC）检测高分子杂质（如PP中的交联聚合物，通过分子量分布峰计算含量）；离子色谱（IC）测无机离子（如PE中的氯离子，检测限0.01mg/kg）。

物理法检测在杂质形态分析中的作用

物理法分析杂质形态：光学显微镜（OM）观察外观（纤维长条形、金属不规则形）；扫描电镜（SEM）+能谱（EDS）同步分析形貌与成分（如金属颗粒的磨损痕迹与Fe、Cu元素，判断来源）；激光粒度仪（LPSA）测粒径分布（如PVC中碳酸钙的D50、D90，指导原料筛选）；密度梯度离心（DGC）分离不同密度杂质（如PET与PP），重量法计算含量。

例如，再生PP中的金属颗粒通过SEM观察到磨损痕迹，EDS检测到Fe元素，可判断来自螺杆磨损，进而调整刀具更换频率。