FOX4000型电子鼻研究透明塑料母粒气味

FOX4000型电子鼻研究透明塑料母粒气味 FOX4000型电子鼻研究透明塑料母粒气味 现代塑料加工应用2010年第22卷第3期 M()DERNPLASTICSPRoCESSINGANDAPPLICAT10NS FOX4000型电子鼻研究透明塑料母粒气味 魏峰徐振明 (中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院,江苏南京,210048) 摘要:用FOX4000型电子鼻研究了不同助剂配方对透明塑料母粒气味的影响.结果表明,在PP中添加进口成核剂对 气味的影响最小,而高含量国产成核剂对气味的影响最大. 关键词:透明聚丙烯成核剂气昧FOX4000型电子鼻 StudyonSmellofTransparentPlasticMasterbatchBased onFOX4000TypeElectronicNose WeiFengXuZhenming (NanjingResearchInstituteofSINOPECYangzi PetrochemicalCo.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu,210048) Abstract:Theinfluenceoftheformulationofdifferentadditivesonthesmelloftrans— parentplasticmasterbatchwasinvestigatedbyFOX4000typeelectronicnose.Theresults showthatpolypropylenewithimportnucleatingagenthaslittleodor,highcontentofdomes— ticnucleatingagentmakethegreatestimpactontheodor. Keywords:transparentpoIypr0py1ene;nucleatingagent;smell;FOX4000typeelec— tron;cnose 透明聚丙烯(PP)专用料是近期新产品开发 的一个亮点,这类产品将促进PP树脂在透明包 装市场替代其他相竞争的材料.我国对透明PP 的研发起步较晚,生产方法主要是在PP中添加 透明成核剂.在透明剂工艺研究和应用开发以 及高透明PP产品种类和市场消费方面与国外 尚存在较大的差距,但随着国内石化企业不断加 大在高透明PP领域的研发力度,近两年国内高 透明PP产品的市场应用已经由原先的薄膜,片 材,透明水杯,一次性餐具等低附加值的塑料制 品向医用大输液包装,热灌装饮料包装,高档微 波餐具及奶制品包装等领域发生转变[1q]. 作为食品医药包装材料,除了对透明PP原 料的透明度有很高的要求以外,对产品的气味要 求也相当严格.与传统的人工嗅觉辨别气味方 法相比,FOX4000型气味指纹分析技术采用的 是传感器阵列技术,也就是俗称的电子鼻技术, 是专门针对气味的分析技术而设计的,其分析原 理和人类嗅觉完全类似.传感器阵列系统不是 单独的分析部分气味信息,而是分析其综合的整 体信息.基于传感器阵列技术和模式识别技术, 电子鼻可以敏感地识别气味指纹及其变化.由 于气味的变化通常与品质的变化紧密相关,所以 电子鼻成为了电子感官分析的重要工具,让气味 感官 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 和品控成为客观,可靠,可行的重要 手段. 1试验部分 1.1主要原料 1,2样品为国产共聚PP/国产透明成核 剂[0.2%(质量分数,下同),山梨醇类有机成核 收稿日期:2010—01—15. 作者简介:魏峰,工程师,1999年至今一直从事聚烯烃产品 的研发工作.E-mail:windweif@sohu.tom. 现代塑料加工应用2O10年6月 剂];3样品为国产共聚PP/国产透明成核剂 (0.3);4,5样品为国产共聚PP/进口透明 成核剂(0.2,美国美利肯第3代成核剂);6, 7样品为进口高透明PP. 1.2主要仪器与设备 GH一10型高速混合机,北京塑料机械厂; 35双螺杆挤出机,南京科亚机械有限公司; FOX4000型电子鼻,法国AlphaMOS公司. 1.3样品制备及试验参数 将国产共聚PP原料与透明成核剂进行共混, 经过双螺杆挤出机挤出造粒,得到高透明PP样品. 检测时,称取1.50g样品,加盖密封待检测. 1.4数据分析方法 Alphasoft软件中提供了多种数据分析方 法,各种方法均有其特点和应用场合,本试验采 用以下2种方法. 主成分分析(PcA):PCA是在对样品特性 一 无所知的前提下,通过对原始数据向量进行线 性变换,从一定的视角来寻找样品间的差异的一 种算法.该算法不丢失任何样品信息,仅仅通过 改变坐标轴来达到区分样品的目的. 统计质量控制分析(SQC):SQC是一种常 用的质量控制方法,是基于样品符合正态分布为 前提,计算样品分布95的置信区间.在进行 质量控制时,对未知样品计算其置信度,在置信 区间内部的样品即被判为合格样品.因此,此方 法常用于原料及成品的质量控制. 2结果分析 2.1样品的原始数据分析 图1为1及3样品的数据曲线原始谱图. 电子鼻检测每一个样品时,数据采集的时间为 120S,共有18根传感器.图1横轴为时间轴, 共120S,纵轴为响应强度,每条曲线代表一个传 感器在120S内的响应值变化.在进行数据分 析与处理时,选择每个传感器的最大响应强度值 进行分析. 图2分别为1及3样品对比的雷达指纹 图谱.从图2可以清晰地看到2个样品在传感 器上响应值的差别. 图3为样品的3D指纹图谱.从图3中可 以清楚看出1及3.样品之间的差异,下面将对 所有样品进行详细地分析. 时间/s (a)1~1a4品 204060801a0120 时间/s (b)3*样品 图11及3样品的数据情况 注:图中l8根曲线为18根传感器对应的响应强度. i~YZ/G. .. LY …. 2 : / … L ... GTA/2 m/从:'/.?...?T40/1-._.一一-.-. ? ' PlO/2;no/2 图21及3样品对比的雷达指纹 1—1样品;2—3样品 幽(a)1样品(b)样品 响应强度 曩姻 图31及3样品的3D指纹 隈谢善 9753 ? 慧通晷 魏峰等.FOX4000型电子鼻研究透明塑料母粒气味 2.2样品分析 图4为塑料母粒样品的主成分分析(PCA). 从图4中可以看出,随着气味的增强,样品在 PCA图上呈现一定的分布趋势,3样品的气味 最强,6样品的气味最弱.3样品气味大可能 是其原料本身气味比较强,另外还添加了更高含 量(0.3)的国产成核剂所致. 5O 4O 3O 骠 2O l0 0 —.卜_]I广I_1234567 样品编号 图4塑料母粒样品的主成分分析 以气味最弱的6样品为标准,建立统计质 量控制分析见图5. 1234567 样品编号 图56样品的统计质量控制分析 从图5可以看出,7样品气味与6最为接 近,4和5样品在气味上与进口原料相比非常 接近,而添加高含量国产成核剂的3与6样品 气味相差最大. 3结论 a)基于FOX4000型电子鼻研究透明塑料 母粒的气味,具有样品前处理简单,分析方法简 单,试验结果明了,直观等优点. b)添加国产透明成核剂对透明塑料母粒 的气味影响要大于进口成核剂的. c)根据透明成核剂影响程度确定合适的 助剂配方组合,使国产高透明PP专用料在气味 上更加接近进口原料.利用电子鼻,减少反复试 验次数,得到最佳助剂配方,为实际生产提供 依据. 参考文献 [1]苗迎春,李德文,杨军忠,等.聚丙烯透明剂的研制与应用 EJ].中国塑料,2000,14(1):66,70. 82]孟翠省.高透明聚丙烯的开发与应用EJ3.现代塑料加工应 用,2004,18(3):55,57. [3]禹忠军,张玉彬,许振虎.高透明聚丙烯的研究开发[J].塑 料包装,2001,1(12):29,34. {零aa;零;;零{ 广告 封面张家港万塑机械有限公司(彩色) 封2科倍隆(南京)机械有限公司(彩色) 封3南京波利玛机械设备有限公司(彩色) 封4南京欧立挤出机械有限公司(彩色) 广01南京康发橡塑机械制造有限公司(彩色) 广02兰州兰泰塑料机械有限公司(彩色) 广O3福建三农碳酸钙有限公司(彩色) 广04《现代塑料加工应用》编辑部(彩色) 广O5中国石化扬子石化研究院PE管材料(彩 色) 广06中国石化扬子石化研究院塑料专用料(彩 信息 色) 正文 广07征稿简则(黑白) 广08雅式展览服务有限公司(黑白) 广09山西省化工研究所(黑白) 广10张家港亚太轻工机械制造有限公司(黑 白) 广11江都市明珠试验机械厂(黑白) 广12北京实达丰商贸有限公司(黑白) 广13南京诺信化工有限公司(黑白) 广14南京波利玛机械有限公司(黑白) 2O8642毗毗???? OOOOOOO 籁碴