Material Identification of Plastics Throughout Their Life Cycle by FTIR Spectroscopy

Význam tématu

Identifikace materiálů napříč životním cyklem plastů je zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a efektivity recyklačních procesů. Přesné rozpoznání polymerních typů podporuje kontrolu vstupních surovin, optimalizuje výrobu hotových výrobků a usnadňuje třídění a zpracování plastového odpadu, čímž omezuje environmentální zátěž.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit použitelnost přístroje Agilent Cary 630 FTIR s ATR modulem pro rychlou a spolehlivou identifikaci plastových vzorků reprezentujících klíčové fáze životního cyklu: výchozí materiál, granule, hotový výrobek, recyklovaný produkt a environmentální odpad.

Použitá metodika

Analýza zahrnovala pět vzorků:

• Plasticizer (glycerol jako výchozí materiál)
• Nurdle (LDPE granule jako surovina)
• Kávový víčko (PS hotový výrobek)
• Recyklovaná lahev (PET)
• Plastový odpad z pláže (otevřený modul PP)

Spektra byla pořízena v rozsahu 4000–650 cm–1 s rozlišením 4 cm–1, 64 skeny vzorku a podkladového vzduchu. Pro vyhledávání sloužila algoritmus Similarity ve vlastním uživatelském knihovně polymerů doplněné o Agilent ATR demo knihovnu.

Použitá instrumentace

• FTIR spektrometr Agilent Cary 630
• Diamantový ATR modul
• Software Agilent MicroLab pro řízení přístroje a správu spektrálních knihoven

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny vzorky byly identifikovány s vysokým indexem kvality zásahu (HQI >0.97):

• Glycerol (plasticizer) – HQI 0.99599
• LDPE (nurdle) – HQI 0.99621
• PS (kávový víčko) – HQI 0.97809
• PET (recyklovaná lahev) – HQI 0.98622
• PP (otevřený odpad) – HQI 0.98940

Výsledky byly barevně kódovány podle spolehlivosti zásahu, což zjednodušuje interpretaci a urychluje rozhodování.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlou kontrolu kvality vstupních surovin i finálních výrobků
• Efektivní třídění plastového odpadu v recyklačních centrech
• Analýzu environmentálního plastového odpadu pro výzkum a monitorování
• Minimální nároky na školení uživatelů díky intuitivnímu softwaru

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření spektrálních knihoven o nové polymery a aditiva, integrace umělé inteligence pro automatizovanou analýzu a rozvoj přenosných FTIR přístrojů pro terénní měření, včetně detekce mikroplastů.

Závěr

Studie ukázala, že Agilent Cary 630 FTIR s ATR modulem a MicroLab softwarem poskytuje flexibilní, rychlé a vysoce přesné řešení pro identifikaci plastových materiálů v různých fázích životního cyklu. Barevné kódování výsledků zvyšuje efektivitu rozhodování a snižuje riziko uživatelských chyb.

Reference

1. Rhodes CJ. Plastic Pollution and Potential Solutions. Science Progress. 2018;101(3):207–260. doi:10.3184/003685018X15294876706211.
2. British Plastic Federation. Plastics Applications. 2023. Dostupné online.