塑料试料制样机

塑料薄膜制样机得益于国家推进经济结构调整、支持科技进步、关注民生等有关政策措施的带动，得以迅猛发展，行业增幅高于大部分制造业。　　中国经济持续增长的同时也刺激了对仪器的需求，其市场长期以两位数的速度发展，从而使得中国成为了世界上最重要的市场之一。在生命科学分析仪器的同行看来，中国当今经济形势为仪器行业的发展提供了良好的环境。　　国外先后开发了多种控制形式的薄膜制样机，控制系统广泛应用在各个厂家的试验机上。他们又将计算机技术逐渐的应用到试验机上。我国电子式万能试验机也得到了一定的发展，但是，由于一方面长期习惯于仿制国外产品，国产测试设备缺乏创新能力，另一方面受开发制造成本和工艺所限，我国还没有形成具有国际竞争力的系统级规范化标准化产品。　　目前，国内制样机厂家众多，有实力的厂家也越来越多地参与到试验机市场的竞争中来。随着科学技术的发展，一些新兴的行业对试验用夹具提出了新的要求，例如要求夹具结构小、无磁性，耐腐蚀等等。由于试验机夹具使用的特殊性，以及新材料的不断出现，夹具的设计一直处在被动的局面。我们每天都会碰到新材料，需要设计新的夹具。　　随着社会的进步，塑料薄膜制样机科学技术的高速发展，各类新材料层出不穷，原有材料的性能也有了质的飞跃。如何合理、安全、高效的应用材料，其力学性能的检验是一项非常重要的工作。在这一大环境的推动下，近年来材料制样机行业也有了长足的发展。各种新技术、新方案被大量的应用在试验机领域，因而制样机的性能有了非常大的提高，使用领域也较过去有了非常大的拓展。

近年来，塑料污染在水环境(海洋和淡水)中的问题日益严重，得到广泛报道和关注。据《Science》杂志研究报告，2010 年全球192 个沿海和地区共制造2.75 亿吨塑料垃圾，其中约有800 万吨排入海洋，并且塑料垃圾数量不断增多，到2015 年已有超过900 万吨塑料垃圾排入海洋。如果不加以控制，科学家预计到2050年海洋中的塑料垃圾排放量将会是2010年的两倍。这些污染物正在持续威胁海洋生物和人类自身的安全与健康。近期，科学家再次发现塑料会在机械作用、生物降解、光降解、光氧化降解等过程的共同作用下逐渐被分解成碎片，形成微塑料，被海洋生物吞食，在生物体内不断积累，随着生物链，造成更广泛的危害。这一发现引起科学家的广泛关注，同时，也引起了各国政府的高度重视。近期，生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》也着重强调应加强海洋微塑料监测，加快形成相关领域监测支撑能力，为国际履约谈判和全球新兴环境问题治理提供支撑。在微塑料监测中，由于微塑料的物理特性（大小、形状、密度、颜色）以及化学组分等差异，不同类型微塑料在不同环境中流动过程（输入、输出和存留）的时间均不相同，使微塑料监测变成一大难题。目前，对微塑料的分析方法主要有目视分析法、光谱法 （如傅立叶变换红外光谱法和拉曼光谱法）、热分析法以及其他分析方法等 （如质谱法以及扫描电子显微镜-能谱仪联用法）。其中，红外光谱及Raman光谱分析，由于具有无破坏性、低样品量测试、高通量筛选以及所获取的结构信息互补等特点，成为检测和鉴别微塑料的主要分析技术；而在实际操作中上述技术仅可对几微米颗粒物进行检测（FT-IR为10～20μm、Raman 低仅为1 μm），使微塑料的研究仍处于起步阶段。作为先进仪器平台，Quantum Design中国时刻关注重大科研发展方向，并致力于引进先进表征技术及设备，为我国科研搭建先进科技平台。聚焦于微塑料监测难题，Quantum Design中国表面光谱部门认为需要考虑三个关键因素：尺寸、微观形貌以及聚合物类型。理论上可用于测量两者的方法均适用于微塑料分析，但是由于疑似微塑料样品的干扰，使得仅用一种分析方法难以准确的识别微塑料，为了提高准确度以及检测效率，需要采用多组合分析测试方法对其进行监测。目前，我司主要有Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪（nano-FTIR）、IRsweep微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪和PSC非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage三款先进光谱表征设备。其中，非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage采用的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限，实现了500 nm的空间分辨率。不仅如此，该设备将显微成像、红外及Raman测试集成于一体，多测试方法同步测量有效提高检测效率及准确度。同时，它具有更简单，更快速的测量模式，无需复杂的样品制备过程等优势，让更快、更准确地进行微塑料追踪、监测和研究成为可能，正成为下一代标准的方法。为更好的服务国内科研用户，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage，为国内科研用户开放，以期为微塑料监测技术的发展做出一定的贡献。 Quantum Design中国非接触亚微米红外光谱系统mIRage样机操作过程示意 精选案例：目前，mIRage在塑料领域的研究中大放异彩，助力美国特拉华大学Isao Noda教授课题组对PLA和PHA的复合薄片塑料结合方式及内在机理的研究，向我们展示了mIRage在微塑料领域研究中的潜力。该工作中，作者先对PHA和PLA的结合面进行了固定波数下的红外成像（图1）。通过对比发现，在约330 nm的范围内（空气/PHA界面）1725 cm-1处的红外信号出现了急剧的下降，而在PHA/PLA界面处几微米范围内1760 cm-1处的变化较为平缓，且无清晰的边界，表明PHA和PLA可能有某种程度的分子混合。由于使用光学光热红外技术，不存在困扰传统红外成像设备的米氏散射效应，因此能够确定这一模糊的边界是来自于两种材料间的相互渗透而非光学伪影。图1. PLA和PHA在固定波数下的红外成像。（A）红外成像图（红色1725 cm-1为PHA；绿色1760 cm-1 为PLA）；（B）A图中黑色线性区域PHA/PLA红外吸收强度分布对比 为了进一步研究PHA/PLA界面处的化学成分变化，作者对这大概2 μm左右交界面的红外图谱进行了间隔200 nm的线性红外扫描分析（图2）。从羰基（C=O）伸缩振动区和指纹区（图2 A和B）的线性扫描红外谱图可以清晰的区分PHA（1720和1740 cm-1）和PLA分子（1750-1760 cm-1）。区别于理想的简单二元系统（不互溶或无分子相互作用），PHA/PLA薄片羰基伸缩振动红外叠加图谱（图2C）并不存在一个明显的等吸收点，反映了在界面区域存在着复杂的组分变化及两种以上不同物种的分布。图2. PHA/PLA界面区域每200 nm间隔的羰基伸缩振动区域（A）和指纹图谱区域 (B) 以及羰基区域伸缩振动的叠合图谱(C) 为获取更详细的界面处PHA/PLA组分的空间分布规律，采用同步和异步二维相关光谱(2D-COS，two-dimensional correlation spectroscopy)来分析羰基拉伸区域采集到的红外谱图（图3A和3B），并以等高线的图形式展现，详细的分析方法可以参考相关信息（Combined Use of KnowItAll and 2D-COS, https://www.youtube.com/watch?v=0UCcD3irVtE）。结果显示，在主要为PHA的混合界面区域同时观测到来源于PLA的1760 cm-1红峰外，表明部分PLA渗透到PHA层，且与PHA层的其余部分相比，界面附近的PHA结晶度明显降低。在对指纹图谱区域进行2D PHA/PLA相关光谱同步和异步对比时，也得到了同样的结果（可参照发表文章，在此不再显示）, 即PLA向PHA渗透，且PHA的晶型有所改变。另外，作者还通过非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统对该区域进行了同步红外和拉曼分析（图3C），两者选择性和灵敏度不同却可以很好的互补，进一步验证了这一发现的可靠性。结果证实，即使是表面上不混相的PHA和PLA聚合物对，也存在一定程度的分子混合，这种混合可能发生在界面只有几百纳米的空间水平上，很好的解释了这两种生物塑料之间的高度相容性。 图3. PHA/PLA羰基伸缩振动区域二维同步(A)和异步(B)相关光谱（2D-COS）分析以及交界区域红外和拉曼光谱分析（左为红外，右为拉曼）。 参考文献：[1] Two-dimensional correlation analysis of highly spatially resolved simultaneous IR and Raman spectral imaging of bioplastics composite using optical photothermal Infrared and Raman spectroscopy，Journal of Molecular Structure，DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128045.

2011年12月10日，欧盟官方公报公布了(EU) No 1282/2011号法规，修订了关于食品接触塑料材料及制品的(EU)No 10/2011号法规。新法规指出，对于2012年1月之前符合现有法规获准上市销售的塑料材料及制品而言，如果不符合该项最新法规规定，仍可在2013年1月1日之前上市销售，相关库存产品可以售完为止。该法规自其在欧盟官方公报公布20天后生效。2012年1月25日，欧盟食品安全局(EFSA)又发表了食品接触塑料制品的新法规的细节说明，即塑料实施措施，对法规进行了进一步的补充说明。 　　须引起高度关注的是在新法规中，三聚氰胺的特定迁移限量(Specific migration limit, SML)由原来的30mg/kg减少到2.5mg/kg。此外，根据EFSA的意见，2,4-双(2,4-二甲基苯基)- 6-(2-羟基-4-正辛氧基苯基)- 1,3,5-三嗪的SML由0.05mg/kg修订为5mg/kg N-甲基吡咯烷酮的SML设定为60 mg/kg。此外，法规还修改了部分欧盟清单中已授权物质的限制和规范。 　　食品接触类塑料制品是宁波地区重要的出口消费产品。据统计，2011年宁波地区检验检疫出口食品用包装容器、食品用具已突破2.2万批，货值突破3.96亿美元，其中塑料制品占有相当大的比重，欧盟地区为重要的出口市场。近年来，欧盟相继出台了一系列法规条例，不断提高进口食品接触材料的门槛，面对日趋严厉的贸易壁垒和管控要求，国内相关产品生产企业应当引起高度关注，在产品检测和原辅材料把关上投入更多的精力和成本。 　　鉴于此，检验检疫部门提醒相关食品接触塑料制品生产企业：一是要及时了解和掌握新法规的相关条款要求，对欧盟法规的限定项目和限量保持高度敏感，提高风险意识，避免由此带来的损失 二是要规范管理，建立可靠的原辅料供应渠道，尤其是以三聚氰胺-甲醛树脂(密胺塑料)为原辅料的生产企业，应高度重视新法规中对三聚氰胺可迁移限量从严要求的限制，警惕由此带来的质量安全问题 三是要加强与检验检疫部门的联系，密切关注政府部门发布的预警信息，提早防范，不断提高自身产品的品质，提升“中国制造”的品牌形象。