Evaluation of Microscopic Foreign Matter in Recycled Plastics Using Dynamic Image Analysis, Infrared Microscopy, and SEM-EDS

Význam tématu

Kvalita recyklovaných plastů je silně ovlivněna přítomností mikročástic cizorodých látek, které mohou negativně ovlivnit procesy výroby a vlastnosti finálních produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat velikost a množství nerozpustných mikročástic ve vzorcích PET (virgin a recyklovaný) rozpuštěných v hexafluoro-2-propanolu (HFIP), a dále charakterizovat tyto částice pomocí optického zobrazování, infračervené mikroskopie a SEM-EDS.

Použitá metodika a instrumentace

Byly použity následující přístroje:

• iSpect DIA-10: Dynamická analýza obrazu částic pro kvantifikaci velikosti a koncentrace.
• IRTracer-100 a AIM-9000: Infračervená mikroskopie pro morfologii a identifikaci organických látek.
• SEM-EDS (ProX, Phenom World): Skanningová elektronová mikroskopie s energii-dispersní spektroskopií pro analýzu anorganického a kovového složení.

Hlavní výsledky a diskuse

• Recyklovaný PET obsahoval výrazně více mikročástic: přibližně 202 400 částic na gram peliet oproti 2 860 částicím/g u virgin materiálu.
• Velikost částic se pohybovala převážně v rozsahu 5–25 μm, přičemž recyklované vzorky vykazovaly i větší shluky až do 50 μm.
• Infračervená mikroskopie prokázala přítomnost organických látek, jako je celulóza a amidy, a odhalila rozdíly v optické propustnosti částic.
• SEM-EDS identifikovala anorganické částice bohaté na Ca a O (pravděpodobně uhličitany) a kovové částice obsahující Al, indikující různé zdroje kontaminace.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost rychlé a kvantitativní analýzy velikosti a počtu mikročástic s minimálním množstvím vzorku.
• Detailní chemická identifikace cizorodých látek pro optimalizaci filtračních a čisticích procesů v recyklaci PET.
• Podpora při výběru vhodných filtrů a plánování údržby zařízení za účelem zvýšení produktivity a snížení defektů výrobků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další typy polymerních materiálů a směsí.
• Integrace senzorů a on-line monitoringu do výrobních linek pro kontinuální kontrolu kvality.
• Využití strojového učení pro automatickou klasifikaci tvarů a složení částic z obrazových dat.
• Vývoj přenosných nebo miniaturizovaných systémů pro rychlé analýzy přímo v provozech a laboratořích.

Závěr

Kombinace dynamické analýzy obrazu částic, infračervené mikroskopie a SEM-EDS poskytuje komplexní přehled o množství, velikosti a složení mikročástic v recyklovaných PET materiálech a umožňuje cílené zlepšení postupů recyklace, optimalizaci filtračních kroků a kontrolu kvality finálních produktů.

Reference

Žádné explicitně uvedené literární citace.