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蔚海光學儀器(上海)有限...

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NIR近紅外光譜儀是包裝材料失效分析的好幫手

閱讀:1433      發(fā)布時間:2017-5-24
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通常而言,包裝材料的作用是防止內部成分與外界的光照、水汽、氧氣發(fā)生反應。因此包裝材料往往由好幾層聚合物膜或金屬薄片(箔)重疊而成,每層都有特定作用。其余非聚合物膜還包括粘合密封材料或是印刷油墨。此類多層包裝材料一旦產生缺陷,將加速包裝內的成分腐化降解,進而失效。
NIR近紅外光譜儀是分析上述多層膜的失效,以及運用反向工程技術的*方法。紅外譜圖不僅提供各層膜的化學信息,還可用于檢測其中未知污染物的存在。
實驗中所使用的NIR近紅外光譜儀是一臺具有高度自動化和舒適操作界面的集成光譜儀。內置自動化光衰減全反射(ATR)晶體,可自動、完整地測定樣品的成分和背景。為了探究樣品中的未知成分,檢測人員還使用了紅外光譜儀的自動尋峰和綜合分析功能,對測得數據進行單變量或多變量分析,據此結果得到相應譜圖。
NIR近紅外光譜儀分析了透明包裝袋內的缺陷,選擇可能發(fā)生缺陷的區(qū)域進行測定,見圖1(a)。使用ATR模式進行自動化數據采集。采集時間為20s,光譜分辨率為4cm^-1。搜索ATR COMPLETE數據庫后,檢測人員認為,該薄膜材料為聚偏氯乙烯-丙烯酸酯共聚物,如圖1(b)所示。紅色標注區(qū)域為缺陷點,該處的譜圖除了具有原始薄膜的譜特征外,附加譜帶也尤為明顯。自動尋峰功能可將譜圖中原始薄膜的譜線扣除,直接得到未知成分的譜線。假定該操作可靠,紅色標注區(qū)域處的未知成分為聚酰氨樹脂,見圖1(c)。再次扣去紅色譜圖后可發(fā)現(xiàn),粉色點處還存在第二種污染物——聚乙烯,見圖1(d)。
圖1(a):薄膜缺陷的顯微圖像。彩色點表示測量位置。
圖1(b):綠色和藍色譜線分別表示:測得薄膜的紅外光譜圖、聚偏氯乙烯-丙烯酸酯共聚物標準紅外譜圖。紅色、粉色譜圖表示測得缺陷紅外譜圖。
圖1(c):藍色譜線表示:聚酰氨樹脂標準紅外譜圖。紅色譜線表示:測得的薄膜譜圖減去聚偏氯乙烯-丙烯酸酯共聚物后所得的紅外譜圖。
圖1(d):藍色、橙色、粉色譜線分別表示:聚偏氯乙烯-丙烯酸酯共聚物標準紅外譜圖、聚乙烯標準紅外譜圖、測得原始薄膜紅外譜圖。

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