[發(fā)明專利]基于光譜法、熱分析法和數(shù)據(jù)融合策略結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別回收塑料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210513295.7
• 申請(qǐng)日: 2022-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN114923869A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇啟枝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 知里科技（廣東）有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31;G01N25/20;G06K9/62
• 代理公司: 廣州君策達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44749
• 代理人: 楊燕瑞

本發(fā)明屬于高分子材料及食品包裝安全技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于光譜法、熱分析法和數(shù)據(jù)融合策略結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別回收塑料的方法。本發(fā)明方法分別利用光譜法和熱分析法對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，分別收集和篩選兩種測(cè)試方法得到的特征性數(shù)據(jù)，對(duì)兩種特征性數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到數(shù)據(jù)融合的矩陣，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立的鑒別模型對(duì)數(shù)據(jù)融合的矩陣進(jìn)行鑒別，得到鑒別結(jié)果。本發(fā)明通過紫外?可見光譜和差示掃描量熱法有效提取特征數(shù)據(jù)集，并對(duì)其進(jìn)行鑒別分析，結(jié)合數(shù)據(jù)融合策略及化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)100％的鑒別準(zhǔn)確率，相較于單一一種儀器檢測(cè)分析技術(shù)，本發(fā)明方法鑒別結(jié)果更直觀、穩(wěn)定，并為食品接觸用再生塑料的鑒別工作提供有力保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料及食品包裝安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于光譜法、熱分析法和數(shù)據(jù)融合策略結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別回收塑料的方法。

背景技術(shù)

回收利用塑料材料(Recycled plastic material，rPM)的使用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分之一，同時(shí)，回收利用塑料材料也逐漸成為塑料廢棄物問題的關(guān)鍵解決方案之一。歐洲EC 2023/2006中規(guī)定回收再生的塑料必須滿足相關(guān)安全指標(biāo)要求才可用于制造食品包裝，但是目前存在一些回收塑料可能會(huì)在未經(jīng)評(píng)估的情況下流入食品接觸材料的供應(yīng)鏈的情況，因此，鑒別回收塑料，對(duì)于保證食品安全、維護(hù)市場(chǎng)秩序具有重要意義。

由于回收塑料在經(jīng)歷較為復(fù)雜的第一生命周期和回收環(huán)境后，其中的聚合物降解產(chǎn)物、單體殘留雜質(zhì)、反應(yīng)過程副產(chǎn)物以及生產(chǎn)過程中引入的污染物等非有意添加物和添加劑、原料等有意添加物種類繁多，其物理化學(xué)性質(zhì)也有變化，因此其與原生塑料之間必然存在特征差異，而這些特征差異可成為鑒別回收塑料的有效手段。目前，已經(jīng)存在一些直接通過儀器檢測(cè)分析技術(shù)和分類算法等手段對(duì)回收塑料中物質(zhì)進(jìn)行篩查和對(duì)回收塑料進(jìn)行鑒別的方法存在，但上述現(xiàn)有方法都不可避免的存在假陽(yáng)性和假陰性的問題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)100％的鑒別準(zhǔn)確率，無(wú)法為食品安全提供充足的保障。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于光譜法、熱分析法和數(shù)據(jù)融合策略結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別回收塑料的方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法在回收塑料鑒別中的應(yīng)用。本發(fā)明方法可適用于多種回收塑料鑒別中，且可準(zhǔn)確鑒定。

本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于光譜法、熱分析法和數(shù)據(jù)融合策略結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法鑒別回收塑料的方法，分別利用光譜法和熱分析法對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，分別收集和篩選兩種測(cè)試方法得到的特征性數(shù)據(jù)，對(duì)兩種特征性數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到數(shù)據(jù)融合的矩陣，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的鑒別模型對(duì)數(shù)據(jù)融合的矩陣進(jìn)行鑒別，得到鑒別結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述歸一化處理的公式如下所示：

其中，x代表數(shù)據(jù)集中的數(shù)值，min(x)代表系列數(shù)據(jù)集中的最小值，max(x) 代表系列數(shù)據(jù)集中的最大值。

更進(jìn)一步的，所述的歸一化處理可采用matlab 2016R進(jìn)行處理。

進(jìn)一步的，所述的光譜法為紫外-可見光譜法(UV-Vis)。

更進(jìn)一步的，所述光譜法對(duì)待測(cè)樣品的溶液進(jìn)行檢測(cè)。如，將待測(cè)樣品加入乙醇中超聲波加熱處理得到樣品溶液。優(yōu)選將待測(cè)樣品研磨成粉末狀后再用于制備樣品溶液。

進(jìn)一步的，所述的熱分析法為差示掃描量熱法(DSC)。

更進(jìn)一步的，所述熱分析法對(duì)粉末狀的待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)。

進(jìn)一步的，所述模型的建立：分別利用光譜法和熱分析法測(cè)定多種原生塑料樣品、再生塑料樣品的數(shù)據(jù)，分別收集并篩選兩種測(cè)試方法得到的特征性數(shù)據(jù)，對(duì)兩種特征性數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到數(shù)據(jù)融合的矩陣，基于矩陣?yán)没瘜W(xué)計(jì)量學(xué)方法建立鑒別模型。