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FT-IR 顯微紅外光譜產品在微塑料分析中的應用

閱讀：392 發布時間：2024-9-12

提到產品中有意添加的微塑料，通常會想到化妝品和個人護理產品中添加的去角質磨砂顆粒。不過，微塑料的使用范圍遠不止于其摩擦功能，并且應用到了很多產品上。根據理論背景，我們針對歐盟正在討論的微塑料給出了一個寬泛的工作定義。本文將簡述在產品中有意添加的微塑料及其在產品中多樣化的功能。這里從分析的角度介紹了FT-IR顯微紅外光譜在微塑料分析上的一個應用實例。

理論背景

★工作定義★

1.微塑料是？

直徑小于5mm的固體塑料顆粒

由PE/PP/PS/PA/PVC 等傳統塑料制成

彈性體、樹脂、高吸水性聚合物等其他合成聚合物的顆粒?

小于1μm(即納米級)?

可再生原料制成的生物塑料顆粒?

具有水溶性及/或生物降解性的顆粒?

2.含有微塑料的常見產品有……?

圖1a.含有微塑料(聚乙烯)的個人護理產品的成分清單

1b.磨砂顆粒的顯微圖像

1c.產品及其添加的磨砂顆粒

?各品牌產品在慢慢地自發去除個人洗護產品中所使用的用于去角質或清潔的固體塑料顆粒。

產品中★微塑料★的多種功能

去角質、磨砂

乳化/ 懸浮/ 分散劑

形成薄膜、表面涂層、抗靜電劑

粘合劑、填料、成分的緩釋性

提高耐化學/ 機械性能

絮凝劑、脫水、吸收劑

含★微塑料★的產品類型

化妝品、個人護理用品、洗滌劑

涂料、涂層、墨水、工業磨料

農業及園藝應用

藥品

廢水處理中的添加劑

微塑料分析

產品中的磨砂顆粒

圖2：去角質磨砂膏含有的顆粒

2.1

藍色球體~0.4mm

2.2

白色球形顆粒~0.3mm和~0.05mm

圖3：手部清潔膏中含有的顆粒

3.1

棕色碎片~0.2-1.5mm

3.2

透明、銳邊碎片0.05-0.25mm

通過Micro-ATR-FTIR分析鑒別材料

產品中不含塑料微粒，只有替代的磨砂顆粒

產品中含有塑料顆粒(PUR)和替代的研磨劑

使用珀金埃爾默Spotlight 400進行微塑料的材料鑒別的功能選項

Micro-ATR-FTIR

接觸測量

○ 初始顆粒大小/形狀改變

○ 通過清洗避免交叉污染

圖4 進行單個顆粒測量前，從下往上看到的顯微-ATR裝置和200μm的顆粒。

ATR-FTIR(+成像)

接觸測量

○ 初始顆粒大小/形狀改變

○ 通過清洗避免交叉污染

○ 使顆粒均勻分布，避免重疊影響鑒別

圖5 在400x400μm的測量區域內，ATR-成像測試前(右)后(左)的顆粒情況

透射/ 反射 FTIR(+成像)

非接觸表面測量

○ 初始顆粒大小/形狀/ 位置不變，盡可能計算顆粒數量

○ 交叉污染少，清洗少

圖6 在2.5x2.5cm的測量區域內，濾膜上約1.5mg顆粒經過FTIR成像透射測試前(右)后(左)的情況

結論及展望

潛在的各類微塑料因其多樣化的功能被廣泛應用于各種日用消費品中。

顯微紅外光譜技術成功的用于鑒別產品中的微塑料及其替代品。

不同的FTIR測量模式為給定的分析范圍選擇最合適的方法提供了靈活性。

FT-IR 顯微紅外光譜產品在微塑料分析中的應用

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