含不同配比回收料PE管的鉴定

含不同配比回收料PE管的鉴定
作者：吴市顾昊
来源：《中国科技博览》2016年第20期
[摘要]利用红外光谱仪和差示扫描量热仪对含不同配比回收料PE管进行鉴定。

结果表明，70%回收料PE管中含有3.9%的碳酸钙，全回收料PE管中含有6.1%的碳酸钙。

[关键词]聚乙烯管回收料鉴定
中图分类号：TE366 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0029-02
随着国家对基础建设投资的不断加大，给水管道的建设也不断加快，管材的品种和规格不断丰富，在众多管材中，PE管（即聚乙烯管）以其独特的优越性异军突起[1]，迅速扩占市场。

为了有效地利用原材料与能源，降低成本，且对环境造成更少的污染[2]，在PE管的生产过程中常常使用一定配比的回收料。

本文利用红外光谱仪和差示扫描量热仪对含不同配比回收料PE管进行鉴定。

1 实验部分
1.1 材料及仪器
PE管，江阴华塑科技有限公司；傅立叶变换红外光谱仪：型号：Nicolet iS10，美国Nicolet公司生产；差示扫描量热仪：型号：DSC 200 F3，德国耐驰公司生产
1.2 实验及测试方法
1.2.1 红外分析
将样品制成小块，于仪器工作条件下测定其红外吸收
1.2.2 热分析
熔融测试：取5-10mg的样品，氮气流速50mL/min，升温速率为20℃/min，二次升温
2 结果与讨论
从图1为全新料PE管的FTIR曲线，：在约2910、1470和720/730cm-1处都有三个很强的吸收峰[3]，它们分别归属于C-H的伸缩、弯曲和摇摆振动。

这些峰为PE的特征吸收峰。

70%回收料PE管的FTIR曲线和全回收料PE管的FTIR曲线类似，如图2所示，可以看到在
875cm-1附近也出现了一个很明显的特征峰，而图1全新料PE管的FTIR曲线中并不出现该峰，据文献报道，碳酸钙的特征吸收峰在876，713cm-1附近，分别对应碳酸钙中CO32-面外变形振动和O-C-O的面内变形振动[4]，其中713cm-1处O-C-O的面内变形振动与718cm-1处C-H的摇摆振动几乎重叠在一起。

因此可以推断70%回收料PE管和全回收料PE管中也可能含有碳酸钙等杂质。

从图3，图4，图5全新料PE管，70%回收料PE管，全回收料PE管的二次升温DSC熔点测试曲线可以看到，在130℃附近都出现了一个吸收峰，该峰与高密度聚乙烯的熔点相符合[5]。

同时，全新料PE管的二次升温吸收峰出现在137℃附近，70%回收料PE管的二次升温吸收峰出现在135℃附近，全回收料PE管的二次升温吸收峰出现在133℃附近，随着回收料比例的增加，PE管的二次升温吸收峰依次下降了2℃左右，这可能是因为回收料PE管采用的主要原料为回收料PE粒子，它可能经过多次高温使用，部分分子结构已发生分解，随着回收料PE 粒子比例的增加，PE管中分子结构发生分解的比例也逐渐增加。

分别取5g左右全新料PE管、70%回收料PE管、全回收料PE管，剪碎，参照GB/T 5009.58-2003《食品包装用聚乙烯树脂卫生标准的分析方法》对全新料PE管、70%回收料PE 管、全回收料PE管进行灼烧残渣实验。

可以很明显地看到，全回收料PE管灼烧残渣量高于70%回收料PE管灼烧残渣，全回收料PE管和70%回收料PE管灼烧残渣量都远远高于全新料PE管灼烧残渣。

通过计算可以得出，全回收料PE管灼烧残渣为6.1%，70%回收料PE管灼烧残渣为3.9%，而全新料PE管灼烧残渣仅为0.1%。

灼烧残渣的原理是将试样经800℃灼烧后的残渣，表示无机物污染情况。

因此，我们推断全回收料PE管含有的无机填料比重为6.1%左右，70%回收料PE管含有的无机填料比重为3.9%左右。

我们将全回收料PE管和70%回收料PE管的灼烧残渣再次进行红外光谱分析，通过谱库检索，我们可以知道该灼烧残渣物为碳酸钙，在1410cm-1附近有很明显的C-O反对称伸缩振动，在876cm-1附近有很明显的CO32-面外变形振动[6]。

综上所述，我们可以推断全回收料PE管中含有6.1%的碳酸钙，70%回收料PE管中含有3.9%的碳酸钙。

3 结论
70%回收料PE管中含有3.9%的碳酸钙，全回收料PE管中含有6.1%的碳酸钙。

参考文献
[1] 刘舜安.PE管管材性能探讨[J].国外建材科技，2006，27（2）：20～21.
[2] 王美华，丛林凤.食品包装用聚乙烯树脂再生料鉴别技术研究[J].包装工程，2009，30（4）：27～30.
[3] 孙占英，李大纲，葛锦，丁建生.用FT-IR和DSC联合分析技术分析塑木复合材的塑料组分[J].机电信息，2005，（6）：33～35.
[4] 郝海燕，沙爱龙，吴婧等.3种制备碳酸钙粉体方法的红外比较研究[J].河南师范大学学报，2011，39（1）：131～133.
[5] 杨守生，马铭磊.几种常见塑料热解研究[J].消防技术与产品信息，2002，（1）：38～42.
[6] 王昉，姚杰.包装材料中聚苯乙烯与碳酸钙含量的热重分析研究[J].盐湖研究，2008，16（1）：27～31.
作者简介：
吴市（1983-）女，理学硕士，工程师，从事材料检验、化学分析技术工作。