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15611538392
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天津市空港経済区中環西路と西五道交差点匯盈産業園13号棟401-501
Tianjin Runze Instrument Co., Ltd
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天津市空港経済区中環西路と西五道交差点匯盈産業園13号棟401-501
ポリカーボネート(PC)プラスチックはカーボネート基を含む汎用エンジニアリングプラスチックであり、建材、自動車製造、医療機器など多くの業界に広く応用されており、我が国はPC生産と消費大国である。
PC製品のモデルチェンジに伴い、廃棄されたPCプラスチックの量は膨大であり、リサイクルは循環システムを構築する重要な措置であるが、再生PCは貯蔵中に揮発性のにおいを放出し、一部は人体と環境に危害を及ぼす。
本文は再生PCプラスチックのにおい分析を通じて、客観的なにおい評価方法を確立し、再生PCプラスチックの品質を制御する。
01
AIRSENSE電子鼻
AIRSENSE電子鼻は、センサアレイ、信号前処理回路、コンピュータモード識別システムから構成される、コンパクトで迅速、高効率な検出システムである。そのセンサアレイは複数の金属酸化ガスセンサを含み、芳香成分、水素酸素化合物、アンモニアガスなどの多種の揮発性物質を正確に検出することができる。再生ポリカーボネート(PC)プラスチック臭気分析研究において、そのセンサアレイ中のW 1 Sセンサはメチル系物質に敏感であり、W 1 Wセンサは硫化物、W 2 Sセンサはアルコール類とアルデヒドケトン系成分に対して顕著に応答し、複雑な臭気中の重要成分を正確に捕捉することができる。

02
試験案詳細
1
しけんざいりょう
市販再生PCプラスチック9種類、詳細は下表の通り

2
計器設備
ドイツのAirsense社の電子鼻は、10個の金属酸化物センサーを含み、異なる揮発物に対する感度が異なる。
3
試験手順
CB/T 40006.1-2021の要求に従って、(20±0.1)g試料を広口ガラス瓶の中に秤量し、蓋を締めた後(80±2)°C恒温箱に入れ、(120±10)minを保持し、更に(60±2)°Cまで冷却した後、電子鼻でにおい測定を行った。
センサ洗浄時間、ゼロ調整時間、データ収集時間、注入流量などのパラメータ設定により、電子鼻テストによるPCプラスチックのにおい再生の優れた試験条件を確定する。単一要素試験を通じて、確立された優れた試験条件はセンサー洗浄時間80 s、ゼロ調整時間5 s、データ収集時間120 s、注入流量400 mL/minである。
03
試験結果と分析
センサ応答解析

センサーの応答はまず増加してから低下し、におい成分は先にセンサー表面に濃縮され、後の吸着速度は揮発速度より小さい。
データ収集時間120 sは各センサの高応答値を得ることができ、W 1 S(メチル系に敏感)、W 1 W(硫化物に敏感)、W 2 S(アルコール系、アルデヒドケトン系に敏感)は再生PCのにおいに明らかに応答する。
フィンガープリント解析

1級、2級、3級再生PCプラスチックを選択し、におい指紋図を描画し、W 1 S、W 1 W、W 2 Sセンサの応答値は3級>2級>1級規則を呈し、その他のセンサの最大応答値は基本的に一致し、原因としては、硫黄含有難燃剤の分解による硫化物の生成、PCの分解によるアルデヒドケトン類の生成、イソプロピレン鎖の破壊によるメチル類の生成が挙げられ、再生回数が多いほど分解しやすい成分の応答値が大きい。
主成分分析(PCA)

3種類の再生PCプラスチック:センサー高応答所62、63、64、65 sを選択してモデルを構築し、主成分寄与率99.46%、第2主成分0.53%、総寄与率99.99%、3種類の試料の識別能力はすべて1で、PCA図で分けて、1級と3級の間隔が遠く、においの違いが大きく、人工嗅ぎと一致している。
9種類の再生PCプラスチックの主成分寄与率70.51%、第2主成分28.94%、総寄与率99.45%、9種類の試料の識別能力はすべて>0.99であり、においの違いを区別することができる、におい強度の順序は人工嗅ぎと一致し、かつ3級再生PCのにおいが強く、同類の2級再生PCのにおいは1級より大きく、PC/GFはガラス繊維の特性によりにおいが強い。
04
研究結論
AIRSENSE電子鼻データ収集時間を120 sとすると、各センサの再生PC臭に対する高い応答値を得ることができ、電子鼻はメチル類、硫化物、アルコール類、アルデヒドケトン類成分に最も敏感である。
各センサの高応答値により描画されたにおい指紋図を抽出し、再生PCプラスチックのにおいの違いを直感的に分析することができる。
センサ応答信号に基づいて構築されたPCAモデルは、異なる再生PCプラスチックのにおい応答値の差異を効果的に区別することができ、またにおいの大きさを識別することができ、人工嗅ぎ結果と一致する。