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热塑性塑料

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热塑性塑料相关的资讯

  • 全国首个热塑性塑料餐具标准实施
    由广州市质量监督检测研究院制定的全国首个热塑性塑料餐具标准———《热塑性塑料餐具地方技术规范》已于8月1日起实施,其总体水平与日本标准相当,基本涵盖了市场上所有热塑性塑料餐具。   消费者选购塑料餐具时,首先要看标识是否完整,其次看产品。产品的表面应平滑,没有污点、杂质、划痕、裂纹等,没有脱色、褪色现象,还可闻一闻看有没有刺激性味道等异味。   “最重要的还是要看产品标识。”国家包装产品质量监督检验中心(广州)包装检验部部长孙世彧表示,此次标准规定,产品须标明厂家名称或商标、材质、使用温度等说明,若产品有不耐热水、不适用于微波炉、不能接触油质等要求,也应标明。
  • 《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》国家标准通过专家审查
    5月10日,《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》国家标准正式通过专家审查,向全面实施迈出了重要的一步。   该标准详细规定了热塑性材料及其复合材料的热封面,在热封刚结束尚未冷却时的热粘力(即热粘强度)的测试方法,填补了国内相关国家标准和行业标准的空白。审查会中,来自全国塑料制品标准化技术委员会、国家包装产品质量监督检验中心、山东省医疗器械产品质量检验中心等国家检验、学术机构的专家对标准文本、试验验证报告等文件资料进行了认真的讨论并提出修改意见,认定该标准草案已具有与国际标准等同的技术水平。   热粘力,是材料热封部分在热封后未冷却测得的剥离力。在实际生产中,包装材料的热粘力的合适与否直接影响到生产线的灌装效率和破袋率。目前,国际上已经拥有了成熟的热粘性能检测的测试标准—ASTM F1921,但国内标准仍处于空白,标准需求极为迫切。   ——由北京市海淀区产品质量监督检验所、济南兰光机电技术有限公司等多家机构企业的技术人员共同组建了标准起草小组,经过大量的行业调研和国外标准研读,同时辅以兰光热粘拉力机的试验验证,历时3年最终形成了本版标准草案。接下来,本草案将会进一步完善,正式实施后必将对包装材料合理选择和使用提供强有力的量化支持。附:设备介绍HTT-L1热粘拉力试验仪专业适用于塑料薄膜、复合膜等包装材料的热粘、热封性能的测试。同时也适用于胶粘剂、胶粘带、不干胶、胶黏复合品、复合膜、塑料薄膜、纸张等软质材料进行剥离、拉断等项目的试验。
  • Labthink起草的GB/T 34445-2017《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》正式颁布
    2017年9月29日,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布公告,正式颁布GB/T 34445-2017《 热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》,实施日期为2018年4月1日。  这是软塑材料行业首个热粘性能相关测试方法国家标准,规定了热塑性材料及其复合材料的热封面在热封刚结束,尚未冷却时的热粘力的测试方法。包材热粘性测试,不但能很好地解决生产线灌装破袋的问题,同时也会为包材的合理选择和使用提供了有力的数据支持。  该标准是根据国家标准化管理委员会2012年第二批国家标准计划,由全国塑料制品标准化技术委员会归口,北京市海淀区产品质量监督检验所、济南兰光机电技术有限公司、厦门顺峰包装材料有限公司、厦门金德威包装有限公司、广东德冠包装材料有限公司共同负责起草。  起草小组对行业情况和国际标准进行了充分的调查研究,在利用Labthink热粘性能测试仪器进行的相关试验验证基础上,历时三年完成了标准的起草、征求意见、修改完善和审查等各阶段工作,按规定程序上报中国国家标准化管理委员会做最终审核。  Labthink兰光,致力于通过包装检测技术提升和尖端检测仪器研发帮助客户应对包装难题,助力包装相关产业的品质安全。
  • 欧盟环保法规更严格 热塑性橡胶大有可为
    欧盟对石化产品的环保要求越来越严苛。1月16日,在对邻苯二甲酸酯/盐及其替代品积累的科学数据进行分析后,欧盟可能出台更为严格的法规,这给以PVC为原料的石化企业带来巨大压力,寻找可替代PVC的材料势在必行。   2009年10月底,我国一款出口德国的笔壳为PVC(聚氯乙烯)材质的圆珠笔自愿召回,因为该产品的PVC材料中含有39.6%百分比浓度的DEHP(邻苯二甲酸二己酯),不符合欧盟REACH法规中对玩具产品中邻苯二甲酸酯/盐的要求。与此同时,西班牙海关拒绝了原产于中国的“医生器械玩具套装”产品入关,因为产品材料中含有0.43%重量百分比浓度的DEHP和2%重量百分比浓度的邻苯二甲酸二异壬酯。   2007年1月16日,欧盟委员会出台了第2005/84/EC号指令,规定邻苯二甲酸酯/盐的含量不得超过0.1%。指令要求在执行3年之后,位于芬兰赫尔辛基的欧洲化学品管理局针对邻苯二甲酸酯/盐及其替代品累计的科学数据进行分析,重新评估,将于今年1月16日做出新的决定。   环保法规形成绿色壁垒   上世纪90年代,欧盟委员会针对邻苯二甲酸酯/盐的临时禁令早已出台并不断延长禁令时间,直至以下其中一种情况发生为止:1.欧盟采纳一致认可的测试方法,以测量邻苯二甲酸酯/盐的含量,确保不超出欧盟国家的限制。2.反对禁令的业者及科学家能够向欧盟证明邻苯二甲酸酯/盐对人体无害。3.欧盟实施指引,永久全面禁用邻苯二甲酸酯/盐。   由于我国目前对石化产品中的邻苯二甲酸酯/盐含量没有明确规定,该物质用作增塑剂在PVC等塑料产品中普遍使用,因此欧盟针对邻苯二甲酸酯/盐的新法规将直接影响PVC产品的出口。这令国内PVC生产企业和下游PVC塑料玩具、制品生产厂家以及相关行业人员心急如焚。   新法规的实施将大大增加我国企业的出口成本。替代邻苯二甲酸酯/盐的新物质要进行严格的检测,高昂的检测费用全部由企业承担。据欧盟估算,每一种化学物质的基本检测费用约需8.5万欧元,每一种新物质的检测费用约需57万欧元。同时欧盟对化工产品检测试验水平要求相当高,企业需要花大量的精力收集相关数据信息,出口企业的应对难度和成本将逐级加大。由此增加的费用将使我国对欧盟石油化工产品的出口成本普遍提高5%以上,导致我化工品对欧盟出口受阻,甚至退出欧盟市场。这不仅影响中国塑料工业的发展,而且将导致我国相关的下游产品成本增加,效益下降,严重影响我国轻工、电子、汽车等相关产业的发展。   新法规的实施将打破目前国际化学品贸易平衡的局面,迫使中国企业重新开拓欧盟以外的市场,建立新的贸易渠道。新市场的开拓需要一定的时间和投入,市场的转移将会严重影响我国化工产业的发展,削弱我国出口产品在国际贸易中的竞争能力。同时,欧盟化工企业也将失去获得中国廉价化工原料的机会。   新法规实施后,包括世界500强企业中石化、中石油在内的中国石化企业必须进一步调整产品构架,以更好应对这一绿色壁垒。   绿色壁垒催熟SEBS   在塑料行业中,PVC是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料,已被广泛应用于食品包装、玩具、医疗用品、化妆品、鞋、塑料门窗等产业。在PVC增塑剂中,邻苯二甲酸酯/盐的使用又占主要地位,它可使PVC这种天然硬、脆的材料变得柔软而富有弹性。由于增塑剂不能永久地与PVC聚合物键合,因此在塑料产品的使用过程中邻苯二甲酸酯/盐会释放出来,对人体造成危害。PVC及其常用的增塑剂邻苯二甲酸酯/盐于2001年被国际癌症研究中心列为有致癌作用的物质,PVC的使用安全引起公众的关注。随着全世界对环保要求的越来越高,研发能够替代PVC的环保材料势在必行。   热塑性弹性体(TPE)兼具塑料和橡胶的特性,被誉为“第三代合成橡胶”。在TPE中, SBS苯乙烯嵌段共聚物占有重要的地位,是目前世界上产量最大、发展最快的一种可替代PVC、软硫化橡胶的环保热塑性弹性体材料。目前,国内共有5家SBS生产企业,其中巴陵石化(产能20万吨/年)、燕山石化(9万~10万吨/年)、茂名石化(8万~8.5万吨/年)、独山子石化(8万吨/年)。   SBS最大的缺点是抗老化性能较差,其氢化产物SEBS克服了这一缺点。热塑性橡胶SEBS是壳牌公司于上世纪70年代最早研究开发的,是一种使用性能优、应用领域广的新型环境友好高分子材料,通过了美国FDA的安全认证。由于性能卓越,在业界有着“橡胶黄金”之称。   中国石化巴陵石化公司是国内最早建立SEBS生产装置的企业,目前巴陵石化SEBS年产能达2万吨。   2009年全球SEBS的年消费量约18万吨,其中美国为8万吨,欧盟为3万吨,日本为2.4万吨。国内SEBS消费量比2008年有较大提高,预计全年超过2.6万吨。   南京海旗环保科技有限公司是国内专业从事SEBS产品市场推广的公司。公司SEBS业务主管谈秋说:“SEBS完全符合欧盟REACH法规、美国FDA相关标准。2009年我们针对SEBS的特点开拓了三四个新的应用领域,客户生产的产品大多用于替代PVC产品出口美国、欧盟,SEBS销售量比2008年增加了90%。”   “橡胶黄金”大有可为   在欧盟1月16日公布新指令前,SEBS已率先成为攻破国外绿色壁垒的产品。随着欧盟相关法规日益严格,“橡胶黄金”未来大有可为,将广泛应用于医疗器械和玩具以及日常用品。   淄博康圣弹性体橡胶科技有限公司是国内知名的医用弹性体材料生产企业。公司总经理侯秋生表示:“我们已经将SEBS应用于医用管材制品中,目前国外订单全部使用了SEBS材质。由于这种产品的售价高出普通PVC产品好几倍,国内只有一线城市的大医院开始部分使用。如果有国家相关政策扶持,我们可用SEBS新产品替换PVC产品,年使用SEBS将达到2000吨以上。”   2007年起,义乌的玩具生产企业使用巴陵石化的SEBS生产了2亿多个毛毛球玩具,出口创汇3000多万美元。当地一家毛毛球生产企业负责人说:“巴陵石化的SEBS做了相关检测,不含DEHP等REACH法规高度关注的15种有害物质,不用担心出口欧盟国家时因为材质问题而被召回。”   江苏扬州的牙刷生产企业较为集中,以前牙刷手柄上的包覆材料大多以PVC为主。随着环保标准的要求越来越高,越来越多的牙刷厂家选择SEBS/PP材料来包覆牙刷手柄。江苏奥尔玛新材料有限公司总经理王强表示:“我们生产的SEBS/PP越来越受到下游牙刷厂家、牙刷使用者的欢迎,包覆在牙刷手柄上的那一点软胶,会带给使用者更多的舒适感。”   SEBS给人们生活带来的不仅是安全、环保,而且是高品质的生活享受。
  • 塑料一次性餐饮具新标准实施
    据悉,自从国家质检总局对食品用塑料制品实行市场准入制度之后,一次性塑料餐具质量有了明显提高,劣质餐盒也因为消费者食品安全意识的不断提高而慢慢淡出市场,一次性快餐餐盒向着密封性、透明性、防烫性等多功能方向发展。业内人士指出,《塑料一次性餐饮具通用技术要求》新国标的实施,使一次性塑料餐饮具行业的分类和管理有了可依据的标准,便于各有关部门顺利开展监管工作,逐步规范行业秩序,对生产者、销售者、使用者做出三方规定,淘汰不符合标准的生产企业,规范中小型企业。同时,有关部门也将根据相关法规,对市场进行严格监管。安全性能好、回收利用价值高的一次性塑料餐饮具将在未来市场更具竞争力。   新的国家标准gb18006.1-2009《塑料一次性餐饮具通用技术要求》从2009年12月1日起实施。据了解,此前我国尚未有一次性塑料餐具的国家标准,而是由每个企业制定企业标准,一次性塑料饭盒等不可降解餐具长期无标准可依,虽未明文禁止,却始终没有合法身份。新国标的施行将彻底结束这一现状,为进一步规范塑料一次性餐饮具的生产及使用起到重要的作用。   明确界定范围   《塑料一次性餐饮具通用技术要求》规定了塑料一次性餐饮具的定义和术语、分类、技术要求、检验方法、检验规则及产品标志、包装、运输、贮存要求,并对一次性餐饮具的范围进行了明确的界定:是指预期用餐或类似用途的器具,包括一次性使用的餐盒、盘、碟、刀、叉、勺、筷子、碗、杯、罐、壶、吸管等,也包括有外托的一次性内衬餐具,但不包括无预期用餐目的或类似用途的食品包装物,如生鲜食品托盘、酸奶杯、果冻杯等。而塑料一次性餐饮具指树脂或其他热塑性材料通过热塑成型加工得到的一次性餐饮具。   据了解,新标准对塑料一次性餐饮具的技术要求更加严格和规范,主要表现在严把“两关”上:一是严把原材料关。新标准对塑料一次性餐饮具的原料制定了专门的规定,如使用的树脂等应为食品级 添加剂的用量应符合gb9685的规定 在感官上不得有异嗅 色泽正常 成型品不能有裂缝口及填装缺陷 无油污、尘土、霉变及其他异物 表面平整洁净、质地均匀,无划痕,无皱褶,无剥离,无破裂,无穿孔等。二是严把使用性能关。新标准主要对塑料一次性餐饮具的容积偏差、负重性能、跌落性能、盖体对折性能等方面提出了一系列规范性要求,尤其对塑料一次性餐饮具的耐温性能,如耐热水、耐热油方面制定了具体的要求。   根据新标准,塑料一次性餐饮具按照其材质可以分为通用塑料一次性餐饮具、植物纤维模塑一次性餐饮具、淀粉基塑料一次性餐饮具、其他覆塑一次性餐饮具 按照其使用时的耐温程度,可以分为耐温和不耐温一次性餐饮具 按照降解性能可以分为非降解一次性餐饮具和可降解一次性餐饮具 还可以分为可微波炉用和非微波炉用一次性餐饮具。   同时,该标准对一次性餐饮具的耐热水性能、耐热油性能、漏水性能、负重性能以及微波炉耐温性能等,都作出了具体的规定。例如,标准规定,一次性餐饮具耐热水试验后,不应变形、起皮、起皱,对容器功能的餐饮具不应变形、阴渗及渗漏 一次性餐饮具耐热油试验后,不应变形、起皮、起皱,对容器功能的餐饮具不应阴渗及渗漏 对盛装液体功能的盒、碗、杯等一次性餐饮具,试验后不应漏水 一次性餐盒、碗、杯等餐饮具,其负重前后高度变化应不大于5% 微波炉试验应无变形、缺陷、渗漏和异常……这些规定为消费者科学选购、安全使用餐饮具提供了指南。   “可降解”不可随意标注   伴随着新国标的实施,执行了近十年的gb18006.1-1999《一次性可降解餐饮具通用技术条件》标准被替代。《塑料一次性餐饮具通用技术要求》不适用于一次性纸餐具、纸杯、木筷子、竹筷子等非热塑性材料制作的一次性餐饮具,同时较之原标准,修改了分类办法,修改了对原料的技术要求,增加了感官指标内容中的异嗅等,使用性能检验上明确了适用范围和样品的检验数量。增加了淀粉基塑料一次性餐饮具淀粉含量的要求,明确淀粉含量不小于40%。   增加了对标识可微波炉使用的一次性餐饮具的微波炉使用性能及检验方法,补充了淀粉基塑料一次性餐饮具和其他一次性餐饮具卫生理化指标的新要求,修改了检验规程以及降解性能要求适用范围、检验方法和技术指标。降解性能要求和检验方法也由原标准采用gb/t18006.2-1999《一次性可降解餐饮具降解性能试验方法》改为采用gb/t20197-2008《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》。   标准明确规定,对于标称其可生物降解的一次性餐饮具,其生物降解率不得低于60%。据了解,一直以来,市面上一些假冒伪劣的所谓“可降解饭盒”大行其道,因为真正可降解的餐具成本要比不可降解的高出20%,而旧的技术标准难以保证执法力度。根据新标准,一次性塑料餐具不能再随意标注“可降解”字样。《塑料一次性餐饮具通用技术要求》规定,只有能完全降解变成二氧化碳或甲烷、水等物质的一次性餐饮具,才能标注“可降解餐具”,对可降解餐饮具有更为具体、量化的成分要求。   行业监管有标可循   在新国标实施前,一次性塑料餐饮具种类繁多、功能各异,但许多产品的包装标识都过于简单、欠缺规范,多款产品均采用一般的塑料包装袋进行简易封装,外包装上仅仅注明了产地、生产商等信息,而无产品的化学成分、组成物质、卫生标准、耐高温性能等关键信息。新标准的实施将给一次性餐饮具生产企业明确的标准依据、新的机会和挑战。
  • 塑料一次性餐饮具新国家标准已正式实施
    新的国家标准GB18006.1-2009《塑料一次性餐饮具通用技术要求》从2009年12月1日起正式实施。据了解,此前我国尚未有一次性塑料餐具的国家标准,而是由每个企业制定企业标准,一次性塑料饭盒等不可降解餐具长期无标准可依,虽未明文禁止,却始终没有合法身份。新国标的施行将彻底结束这一现状,为进一步规范塑料一次性餐饮具的生产及使用起到重要的作用。   明确界定范围   《塑料一次性餐饮具通用技术要求》规定了塑料一次性餐饮具的定义和术语、分类、技术要求、检验方法、检验规则及产品标志、包装、运输、贮存要求,并对一次性餐饮具的范围进行了明确的界定:是指预期用餐或类似用途的器具,包括一次性使用的餐盒、盘、碟、刀、叉、勺、筷子、碗、杯、罐、壶、吸管等,也包括有外托的一次性内衬餐具,但不包括无预期用餐目的或类似用途的食品包装物,如生鲜食品托盘、酸奶杯、果冻杯等。而塑料一次性餐饮具指树脂或其他热塑性材料通过热塑成型加工得到的一次性餐饮具。   据了解,新标准对塑料一次性餐饮具的技术要求更加严格和规范,主要表现在严把“两关”上:一是严把原材料关。新标准对塑料一次性餐饮具的原料制定了专门的规定,如使用的树脂等应为食品级 添加剂的用量应符合GB9685的规定 在感官上不得有异嗅 色泽正常 成型品不能有裂缝口及填装缺陷 无油污、尘土、霉变及其他异物 表面平整洁净、质地均匀,无划痕,无皱褶,无剥离,无破裂,无穿孔等。二是严把使用性能关。新标准主要对塑料一次性餐饮具的容积偏差、负重性能、跌落性能、盖体对折性能等方面提出了一系列规范性要求,尤其对塑料一次性餐饮具的耐温性能,如耐热水、耐热油方面制定了具体的要求。   根据新标准,塑料一次性餐饮具按照其材质可以分为通用塑料一次性餐饮具、植物纤维模塑一次性餐饮具、淀粉基塑料一次性餐饮具、其他覆塑一次性餐饮具 按照其使用时的耐温程度,可以分为耐温和不耐温一次性餐饮具 按照降解性能可以分为非降解一次性餐饮具和可降解一次性餐饮具 还可以分为可微波炉用和非微波炉用一次性餐饮具。   同时,该标准对一次性餐饮具的耐热水性能、耐热油性能、漏水性能、负重性能以及微波炉耐温性能等,都作出了具体的规定。例如,标准规定,一次性餐饮具耐热水试验后,不应变形、起皮、起皱,对容器功能的餐饮具不应变形、阴渗及渗漏 一次性餐饮具耐热油试验后,不应变形、起皮、起皱,对容器功能的餐饮具不应阴渗及渗漏 对盛装液体功能的盒、碗、杯等一次性餐饮具,试验后不应漏水 一次性餐盒、碗、杯等餐饮具,其负重前后高度变化应不大于5% 微波炉试验应无变形、缺陷、渗漏和异常……这些规定为消费者科学选购、安全使用餐饮具提供了指南。   “可降解”不可随意标注   伴随着新国标的实施,执行了近十年的GB18006.1-1999《一次性可降解餐饮具通用技术条件》标准被替代。《塑料一次性餐饮具通用技术要求》不适用于一次性纸餐具、纸杯、木筷子、竹筷子等非热塑性材料制作的一次性餐饮具,同时较之原标准,修改了分类办法,修改了对原料的技术要求,增加了感官指标内容中的异嗅等,使用性能检验上明确了适用范围和样品的检验数量。增加了淀粉基塑料一次性餐饮具淀粉含量的要求,明确淀粉含量不小于40%。   增加了对标识可微波炉使用的一次性餐饮具的微波炉使用性能及检验方法,补充了淀粉基塑料一次性餐饮具和其他一次性餐饮具卫生理化指标的新要求,修改了检验规程以及降解性能要求适用范围、检验方法和技术指标。降解性能要求和检验方法也由原标准采用GB/T18006.2-1999《一次性可降解餐饮具降解性能试验方法》改为采用GB/T20197-2008《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》。   标准明确规定,对于标称其可生物降解的一次性餐饮具,其生物降解率不得低于60%。据了解,一直以来,市面上一些假冒伪劣的所谓“可降解饭盒”大行其道,因为真正可降解的餐具成本要比不可降解的高出20%,而旧的技术标准难以保证执法力度。根据新标准,一次性塑料餐具不能再随意标注“可降解”字样。《塑料一次性餐饮具通用技术要求》规定,只有能完全降解变成二氧化碳或甲烷、水等物质的一次性餐饮具,才能标注“可降解餐具”,对可降解餐饮具有更为具体、量化的成分要求。   行业监管有标可循   在新国标实施前,记者走访部分超市时看到,一次性塑料餐饮具种类繁多、功能各异,但许多产品的包装标识都过于简单、欠缺规范,多款产品均采用一般的塑料包装袋进行简易封装,外包装上仅仅注明了产地、生产商等信息,而无产品的化学成分、组成物质、卫生标准、耐高温性能等关键信息。新标准的实施将给一次性餐饮具生产企业明确的标准依据、新的机会和挑战。   据悉,自从国家质检总局对食品用塑料制品实行市场准入制度之后,一次性塑料餐具质量有了明显提高,劣质餐盒也因为消费者食品安全意识的不断提高而慢慢淡出市场,一次性快餐餐盒向着密封性、透明性、防烫性等多功能方向发展。业内人士指出,《塑料一次性餐饮具通用技术要求》新国标的实施,使一次性塑料餐饮具行业的分类和管理有了可依据的标准,便于各有关部门顺利开展监管工作,逐步规范行业秩序,对生产者、销售者、使用者做出三方规定,淘汰不符合标准的生产企业,规范中小型企业。同时,有关部门也将根据相关法规,对市场进行严格监管。安全性能好、回收利用价值高的一次性塑料餐饮具将在未来市场更具竞争力。
  • 焦塑料——经过火焚烧转变而来的一种新型塑料污染
    p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/1400f8bf-32a9-4176-aba4-1392bd6a7d02.jpg" title=" 塑料垃圾.jpg" alt=" 塑料垃圾.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 人们在康沃尔海滩上收集的塑料垃圾& nbsp 图片来源:ROB ARNOLD /span /p p   在环绕英国西南部海岸线的沙湾上,人们可以找到各种各样的石头,从小鹅卵石到厚重的镇纸石,散落在漂浮物中。它们的颜色是深浅不一的灰色,表面平滑、没有棱角,看起来很不起眼。 /p p   但如果你拿起它们看时,很快就会发现,这些看起来毫不起眼的“石块”其实根本不是岩石。 /p p   这是焦塑料——经过火焚烧转变而来的一种新型塑料污染。地质学家甚至也对它们的外表感到困惑。英国普利茅斯大学环境科学家Andrew Turner最近在《全环境科学》上发表的一篇论文中对这种物质进行了描述。他认为,这种污染可能隐藏在世界各地。 /p p   “因为它们看起来像地质变化形成的,这让很多人经过时都不会留意到它们。”Turner说。 /p p   几年前,康沃尔塑料污染联盟志愿者联系到Turner时,他第一次听说了这种奇怪的新垃圾。 /p p   海滩拾荒者发现了一些奇怪的鹅卵石和石块的塑料仿制品,它们非常轻,可以漂浮在水面上。Turner说,一些志愿者已经收集了数千块。环境艺术家Rob Arnold甚至为当地一家博物馆设计了一个展览,让游客在塑料中找真正的石块。很少有人能够分辨出来。 /p p   “这个活动非常成功,但也令人震惊。”Arnold说,“人们很惊讶他们居然完全没有注意到这些污染。” /p p   一年前,Turner决定更系统地研究这一现象。在社交媒体上发出呼吁后,他收到了从苏格兰到英属哥伦比亚等地的垃圾样本,他的分析最终集中在从惠特桑德湾附近收集的垃圾上。这是一个受保护的大海湾,其中包括康沃尔郡一部分最好的海滩。在进行大小和密度测量后,该团队用X射线和红外光谱检测了塑料的化学成分。 /p p   他们了解到,这些“石头”是由聚乙烯和聚丙烯构成的,这是两种最常见的塑料。它们还含有大量的化学添加剂,但最让研究人员吃惊的是它经常和铅、铬一起出现。 /p p   Turner认为,这些是铬酸铅的痕迹。几十年前,制造商将这种化合物添加到塑料中,使其呈现出鲜艳的黄色或红色。而这些颜色可能由于燃烧而变暗。该团队在实验室里熔化了一些颜色鲜艳的塑料,验证了这个想法。果然,它们变成了深灰色。 /p p   与此同时,多年的风和水的侵蚀可以让这些经过高温的塑料形成光滑的边缘和风化的外观。 /p p   “想象一下,如果一块卵石在地质学上发生这样的变化,它会需要几十万年的时间。”Turner说,“我们在这些塑料上看到了同样的情况,但它发生的速度要快得多。” /p p   康沃尔热塑性塑料的确切起源仍然是个谜。Turner认为可能有很多来源,从篝火到旧的垃圾填埋场,篝火与夏威夷塑料—岩石混合物“塑小球”的形成就存在关联。他认为,其中一些塑料垃圾可能是从萨克岛漂到英吉利海峡对岸,因为最近的报告显示,萨克岛的垃圾在焚烧后被倾倒在海里 另一种可能是从加勒比海岸一路漂到英吉利海峡对岸。 /p p   无论如何,高温塑料已经在世界上出现了,Turner想知道它们会对环境造成什么样的危害。他发现几个蠕虫样本中似乎富含铅,这表明这些生物可以摄取塑料,并将重金属引入食物链。 /p p   Turner与美国的一位合作者分享了一些样本。这位合作者正在做进一步分析,以确定这些样本中是否也含有有害的有机化合物。“在不受控制的环境下燃烧塑料,会产生各种有害物质。”他说。 /p p   除了直接的生态效应,热塑性塑料的出现还表明环境中的塑料无处不在。英国莱斯特大学古生物学教授Jan Zalasiewicz想知道,这些东西最终是否会在岩石记录中留下痕迹。 /p p   无论高温塑料的最终命运如何,Zalasiewicz说,很清楚的是,塑料正在“成为地质循环的一部分”。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/60eaff85-f756-497e-837e-d605b32afed6.jpg" title=" 绿· 仪社.jpg" alt=" 绿· 仪社.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 扫二维码加“绿· 仪社”为好友 了解更多对科学仪器市场的分析评论! /span br/ /p
  • MTS携最新产品亮相亚洲第一国际塑料橡胶展
    2011年5月17日-20日,亚洲第一国际塑料展将在广州拉开帷幕。MTS工业系统携最新的信标系列C43和ZWK2302-C亮相本次展会。 信标系列作为公司全新的主打产品,其性能和质量经过多次测试和实验,得到了业内人士的一致好评,经得起市场和客户的检验,并且在国外市场拥有一定的市场占有率。而ZWK 2302-C(微机控制热变形维卡软化点试验机)是用于测定热塑性塑料试样在一定的负荷、一定的等速升温条件下,试样被1mm2压针头压入1mm时的温度(简称维卡温度)以及测定热塑性塑料试样在等速升温和呈简支梁式的静弯曲负载作用下,试样弯曲达到规定值时的温度(简称热变形温度)的专用设备。采用微机控制试验过程,实时显示试验温度值、试验时间、变形曲线等值;同时对多个试样做试验。采用微机数据处理分析,试验结果自动保存,并可打印输出。其特点是每路单独的温度采集,试验数据更准确;油箱设计独特,用油量只有传统机型一半;台式结构,外观新颖,体积更小;耗能低,主机功率只有传统机型一半。这些最新产品的亮相,将会给试验机行业带来又一次震撼性的冲击! MTS在历届展会中,都得到了社会各界的广泛认可和赞扬,此次展会希望新老客户能够到场继续支持和鼓励我们,您的支持是MTS发展的最大动力。我们也会在论坛和官网上同步更新展会的最新情况,敬请关注! 敬告各位客户:MTS欢迎新老客户莅临展会洽谈合作,如有需要,请联系《MTS通讯》编辑部索取入场门票。联系电话:0755-86021641 向小姐 C43 ZWK2302-c 日期:2011年5月17日-2011年5月20日 地点:中国‧ 广州‧ 中国进出口商品交易会琶洲展馆 展台:8.1K71
  • 近红外应用 | 塑料上的这些编号你都知道吗?
    塑料在我们日常生活中几乎无处不在。随着大众环保意识的增强和政策的影响,塑料的回收和利用也引起了更多的关注。 今天,我们来探讨一下在塑料回收领域中,如何运用光谱学技术对各种塑料进行鉴定和分类?一些塑料的合成使用大分子材料(如聚合物),这些聚合物通常在低温下通过注塑成型制造,回收利用很简单。然而,不同塑料使用的聚合物不同。因此很有必要在回收流中分离不同的聚合物。在近红外波段,不同聚合物因其成分不同,具有独特的光谱特征,印在塑料上的回收代码(图1)也与此密切关。此外,使用近红外光谱测试技术几乎无需样品制备,测试灵活简单。图1.大多数编码塑料在NIR中有明显特征光谱使用Flame-NIR + 进行漫反射测试为证明Flame-NIR+光谱仪在塑料识别方面的有效性,海洋光学测试了几个样品的漫反射率:PETE(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、热塑性LDPE(低密度聚乙烯)、PP(聚丙烯)和 PS(聚苯乙烯)。测试使用 Flame-NIR+光谱仪、高功率卤钨灯光源HL-3P、600 µm纤芯的反射探头和WS-1漫反射标准板。同时采用OceanView软件设置参数,积分时间为6 ms ,多次扫描平均为50。在OceanView的反射率模式下采集数据,得到样品的反射率R。根据反射率可绘制log(1/R)VS Wavelength的图表。从化学分析角度讲,这是一种更直观的显示反射光谱的方法,因为从中可反映出浓度随信号强度的变化。图2.使用Flame-NIR+测试塑料样品的漫反射率在没有采用基线校正的情况下,采用 Flame-NIR+ 进行光谱测试(图2)。为更容易辨别光谱特征,我们从光谱中的每个数据点中减去 1303 nm 处的反射率来进行基线校正。这是一个数据处理的步骤,有助于消除光纤移动或其他问题可能导致的强度偏移,更容易查看谱形差异(图3)。图3.基线校正后使用Flame-NIR+测试的漫反射光谱使用NirQuest+光谱仪进行漫反射测试与使用Flame-NIR+测试时一致,使用高功率卤钨灯光源HL2000、600 µm 芯径的反射探头和漫反射标准板WS-1来测量塑料聚丙烯样品PP。在 OceanView 软件中将积分时间设置为5 ms,多次扫描平均为25。测试结果如图4所示。图4 使用 NIRQuest+1.7测试聚丙烯的漫反射率。如何处理近红外测试数据?通过采集的近红外光谱数据,可构建强大的数学模型,但不同物质的数学模型不同。近红外光谱提供了丰富的样本信息,前提是拥有分析这些数据的“工具”。例如,主成分分析是一种化学计量分析方法,可根据样品的光谱特征进行分组和分类。随着塑料品的消费量不断增大,废旧塑料品也不断增多,给生态平衡带来了很大影响。基于光谱学技术,回收商可简化塑料分拣流程,提高运营成本效益,为环境可持续发展做出贡献。本文来源:海洋光学
  • 维萨拉助力确保塑料颗粒的理想干燥度
    在制造注塑塑料产品时,正确干燥原材料(塑料颗粒)至关重要。这是借助温暖干燥的空气完成的。干燥过程中使用的空气比周围空气干燥,因此使用空气干燥机将其回收到工艺过程中是相当经济实惠的。对干燥工艺过程和再生吸附式干燥机中使用的空气进行加热需要耗费大量能源。露点测量是优化能耗和干燥质量的关键。Eino Korhonen Oy (EKOY) 生产多种塑料产品,如固定件、接头和管套。该公司使用维萨拉 DRYCAP® 露点变送器 DMT143 改进塑料颗粒干燥时的干燥空气质量监测。得益于露点测量,该公司已经取得了更好的整体盈利能力、产品质量和客户满意度。在生产过程中,首先需要将塑料颗粒在高温下熔化成热塑性熔体,然后注入模具。如果塑料颗粒太潮湿,很容易出现外观和机械质量问题。在高温情况下,过多的水分会引起化学反应,从而降低产品的机械性能。因此,密切和持续地监测干燥工艺过程是非常重要的。 为了达到合适的干燥程度,塑料颗粒被放置在料斗中,暴露在干燥和温暖的送风中。回风在再生过程中进行冷却和干燥。为确保空气在加热和重新送入干燥工艺过程之前适当干燥,露点测量在这一阶段必不可少。确保塑料颗粒正确干燥的最佳露点是 -35 °C (-31 °F)。‍DMT143 微型露点变送器维萨拉紧凑型 DMT143 变送器可精确测量小型压缩空气干燥机、塑料干燥机、添加剂生产和其他 OEM 应用中的露点。它采用维萨拉 DRYCAP® 技术,具有自动校准功能,并且易于集成,可与维萨拉 DRYCAP® 手持式露点仪 DM70 配合使用。要优点之一是紧凑小巧,例如可应用于小型工业干燥机。DMT143 稳定测量可实现较长的校准间隔和较低的维护成本,它还具有模拟输出选项,易于维护且支持数据传输。 维萨拉 DMT143 响应快速,其露点测量范围为 -70...+60 °C (-94 ...+140 °F),准确度为 ±2 °C (±3.6 °F)连续且可靠的监测EKOY 吸附式干燥机的再生过程已预先设定,并通过定时开关定期执行此过程。这种方法既不考虑生产浮动性,也不考虑吸附式干燥机的状况,这意味着干燥机的性能持续存在不确定性。“我们经验丰富的技术人员发现热塑性熔体过于潮湿,”技术经理 Antti Heikkilä 表示。 EKOY 团队已经能熟练使用维萨拉 DMT143,因为它内置在 EKOY 的干燥机中,且此干燥机的再生过程已经通过露点测量进行了优化。他们决定借用维萨拉的设备进行测试,旨在测量其定时控制的旧式塑料干燥机的性能。“测试证实了我们的怀疑,也就是说我们旧式干燥机的性能甚至未能接近我们的目标值。根据测试结果,我们决定为所有干燥机购置维萨拉设备。目前,维萨拉 DMT143 变送器能够持续进行监测并能够提供可靠的数据,”Heikkilä 解释道。以前,我们每年都会使用从干燥机制造商那里借用的设备来监测干燥机的性能,如此看来,该设备一直都未能提供可靠的数据。干燥机中的 DMT143 变送器与 EKOY 的楼宇自动化系统相关联,所有测量数据都存储在一个位置,便于跟踪。这是向前迈出的重要一步,因为以前关于干燥机性能的数据非常有限。历史数据和趋势曲线提供了有关设备性能和任何维修需求的宝贵信息。变送器连接到 Modbus 通道,且在 MaWi 自动化和维萨拉技术支持的帮助下,使用起来相当容易。 当塑料颗粒的含水量保持在其目标值时,原料质量较高,且 EKOY 可以充分利用其全部生产能力。优化能耗从生产过程中收集有效和准确的数据也给 EKOY 提供了提高其能源效率的机会。 “我们希望成为一家节能的工业企业。举例来说,我们希望在未来能够告诉我们的客户,在制造每种塑料产品时消耗了多少能源,”Antti Heikkilä 表示。 得益于准确的数据,EKOY 团队可以调整旧式塑料干燥机的再生周期,以尽可能实现节能。尽管仍需要手动调整,但在持续测量过程中允许优化调整设置。在未来,通过将使用定时开关进行再生的塑料干燥机转换为露点控制,将有可能进一步优化该过程。 与维萨拉的合作中,另一个在环境方面和产品生命周期相关的考虑:“我们持有相同的价值观念。对我们来说,维萨拉能够保证未来许多年的备件供应,这一点非常重要。比起丢弃和更换,我们更愿意进行维修和调整,”Heikkilä 说道。 Eino Korhonen OyEKOY 专门从事电工、塑料和金属产品的代工生产。其产品销往全球。EKOY 与 Nordic Aluminum/Lival、Ensto Produal 和 KONE 等公司均有合作。这家家族企业成立于 1978 年,在芬兰波尔沃和爱沙尼亚的哈尔尤县等地都有业务。DM70 手持式露点仪 用于抽检应用和现场校准的 Vaisala DRYCAP® 手持式露点仪 DM70 能为工业露点应用提供准确快速的测量结果,例如在压缩空气、金属处理、添加剂生产以及食品和塑料干燥等应用方面。DM70 可提供宽量程范围内的准确露点温度测量。该探头可以直接插入带压工艺过程中,并且能在外界环境转换到工艺环境的条件下快速调整。DM70 也可用作对固定的维萨拉露点变送器进行输出读取的工具。DM70 通过其传感器净化功能进一步加快了响应时间,从而可确保快速准确的数据。该传感器抗冷凝,并且弄湿后可以完全恢复。其操作界面易于使用,并且具有清晰的 LCD显示屏和数据记录功能。❖ 微型露点变送器 DMT143 和 DMT143L(长型)(针对 OEM 应用)当您想要准确地测量小型压缩空气干燥机、塑料干燥机、添加剂生产和其他 OEM 应用场合内的露点时,微尺寸露点变送器 DMT143 和 DMT143L 是您的理想选择。它们很容易集成,并可以应用于手持式维萨拉 DM70 中。长型设备已取代 DMT242。特点:可进行自动校准的维萨拉 DRYCAP® 技术快速响应时间露点测量范围为 -70 ... +60 °C (-94 ... +140 °F)准确度为 ±2 ºC (±3.6 ºF)防冷凝与维萨拉 DRYCAP® 手持式露点仪 DM70 兼容可溯源的校准(包括证书)超过露点水平时触发 LED 报警
  • 孕妇胎盘中首次发现微塑料
    p   据最新一期《环境国际》杂志报道,意大利科学家首次在孕妇胎盘中发现了微塑料颗粒。研究小组在妇女生完孩子后捐赠的6个胎盘中的4个发现了12个微塑料碎片。有3种被确定为被污染的热塑性聚合物聚丙烯,而其他9种被鉴别出的颜料,则来自于人造涂料、油漆、粘合剂、手指画颜料、化妆品和个人护理用品等。 /p p   据报道,国外科学家们尚不清楚人体中的微塑料对健康有何具体影响。但是,微塑料中可能含有某些化学物质,这对胎儿可能造成长期的身体损害,甚至使胎儿的免疫系统崩溃。 /p p   据称,胎儿体内的微塑料颗粒很可能是母亲吸入,或通过饮食带入体内的。 /p p   据报道,研究者们对四名怀孕和分娩过程都正常的健康妇女进行了检查。结果,科学家们在胎盘的胎儿和母体两侧,以及胎儿发育的薄膜中都检测到了微塑料。据悉,十几个微塑料颗粒被检测出来。然而事实上,科学家们仅分析了每个胎盘约4%的部分,这表明微塑料的总数要多得多。 /p p   微塑料颗粒大多为10微米(0.01毫米)左右,这意味着它们足够小,可以进入血液中。这些微塑料颗粒可能已经进入了婴儿的体内,但研究人员目前无法进行分析。 br/ /p p   罗马圣乔瓦尼· 卡利比塔医院的妇产科主任安东尼奥· 拉古萨(Antonio Ragusa)表示:“他们就像半机械婴儿似的,不再单纯由人类细胞组成,而是掺杂着无机物。” /p p   研究人员称:“我们仍需进行进一步研究,以评估微塑料的存在是否会触发胎儿的免疫反应,或导致有毒污染物在体内的释放,从而对人体造成危害。” br/ /p p   不过,参与该研究的另外两名女性的胎盘中并未查出微塑料颗粒,这可能是由于不同的生理状况、饮食或生活方式造成的。 /p p   从珠穆朗玛峰的山顶到漆黑无边的深海,微塑料污染已遍及地球的每个角落。 /p p   本网相关报道: /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200824/557449.shtml" target=" _blank" 警惕!人体47处被检出微塑料,或成健康研究下一个热点 /a /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200522/539229.shtml" target=" _blank" 除了海洋里,空气中也有浮游微塑料 你呼吸了吗? /a /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190829/492232.shtml" target=" _blank" 洗涤衣物可能是未被充分认识的微塑料污染源 /a /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190820/491533.shtml" target=" _blank" 北极微塑料从哪儿来?科学家又发现新证据 /a /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20180904/470662.shtml" target=" _blank" 美研究:13国水管及食盐和啤酒中存在“微塑料” /a /p p   今年十月,科学家们发现婴儿使用塑料瓶饮用配方奶粉时,每天要吞咽数百万个微塑料颗粒。2019年,研究人员在胎盘一侧发现空气颗粒污染物,这表明未出生的婴儿也暴露于交通和化石燃料燃烧产生的污染物中。 /p p   显然,如何避免这些微型颗粒对人体造成潜在的危害,将在未来成为一项重要的课题。 /p
  • 美最时联合ECON、ENTEX等品牌,为塑料和橡胶加工提供专业解决方案
    美最时工业技术(上海)有限公司是德国美最时集团旗下一员,作为一家专业的工业技术专家和服务提供商,其业务涵盖了塑料和橡胶加工与实验室设备、铝挤压与加工、化妆品及日化用品包装、制药和冬季运动、能源与发电和食品技术等多个行业。在塑料和橡胶加工技术与质量控制领域,美最时工业技术与欧洲先进的制造商紧密合作,包括ECON公司和ENTEX公司,共同为客户提供理想、灵活且专业的解决方案。ECON参加上海CHINAPLAS2024国际橡塑展ECON于1999年在奥地利成立,是水下造粒系统的专家,产品包括配有紧凑设计的水处理和干燥系统的水下造粒机与空气造粒机、过滤熔体的换网器,以及以环保方式温和清洁挤出和过滤部件的热解炉等。ECON水下造粒系统ECON产品特点:(1)可根据客户的生产线提供量身定制的解决方案,注重耐用性;(2)热塑性塑料均可造粒,特别是TPU,ABS,PA、PC、PET、PI、PE、PP等;(3)多种产量可供选择,从实验室规模到生产规模,产量范围为1-15000kg/h;(4)造粒尺寸多样性,包括微型(0.5mm)、迷你型和标准尺寸;(5)专利隔热模板技术,生产工艺稳定,模孔不“冻结”;(6)能耗低、效率高;(7)操作安全、简便。ENTEX参加上海CHINAPLAS2024国际橡塑展ENTEX是行星螺杆挤出机的领先制造商之一,拥有160多项知识产权注册,其产品被应用到各种工业领域(包括塑料、橡胶、化学品、涂料、回收和食品行业)的混合和工艺技术中。ENTEX行星螺杆挤出机ENTEX产品的模块化的概念,为混合提供了广泛的可能性,即使是用于处理复杂的反应、冷却、脱气和混合过程也能完全胜任;革命性混合挤出技术,代替双螺杆挤出不能完成的任务,特别是在聚合反应、反应挤出、纳米材料混合均化分散、添加40-50%液体的混合挤出、亲水性材料和疏水性材料的充分混合均化分散等应用。ENTEX行星螺杆挤出机涵盖了实验室约0.5-10kg/hr挤出量到生产型最大产量可达12,000kg/h的生产规模;此外,还能使用初级能源,经济又可持续。
  • 塑料工业少不了钛白粉 粒度分布影响关键指标
    p style=" text-indent: 2em " 近几年,塑料工业与钛白粉可谓焦不离孟。在世界范围内超过500家的钛白粉牌号中,专属于塑料用的就超过50个,而高达6%的年均增长率,也让塑料工业成为使用钛白粉增速最快的领域,并“荣膺”钛白粉的第二大用户。有材料应用的地方自然就有相配套的指标、参数考衡,粒径粒度分布和颗粒形状就显著影响着塑料用钛白粉的关键指标。而塑料用钛白粉的粒径恰好处于激光粒度仪大展身手的范围内,因此对于钛白粉在塑料工业中的应用,业内人士不妨给予更多的瞩目。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/5a1cc424-4105-479d-975f-1e95fbaa5764.jpg" title=" 激光粒度仪 钛白粉.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 众所周知,钛白粉的学名是二氧化钛,具备优良的白色性能,高遮盖力和高消色力,被广泛应用油墨、造纸、涂料、油漆等行业,享有“白色之王”的美誉,这正是钛白粉在塑料制品中得以应用的重要原因,即钛白粉可以决定浅色或白色塑料制品的外观。当然钛白粉于塑料还有很多其他好处,比如提高塑料制品的耐热、耐光、耐候性能,使塑料制品免受UV光的侵袭,改善塑料制品的机械性能和电性能等。几乎所有热固性和热塑性的塑料中都会使用钛白粉,它们既可以与树脂干粉混合,也可以与含增塑剂的液体相混合,用量一般在3-5%左右,聚烯烃类(主要是低密度的聚乙烯)、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯等莫不如是。 /p p style=" text-indent: 2em " 在塑料工业中衡量钛白粉的质量主要有四大指标——遮盖力、分散性、耐候性和白度。钛白的遮盖力越好,生产出的塑料制品就越轻薄;分散性则影响塑料制品生产成本,钛白粉的分散性越好,塑料制品的光滑度和光亮度就会越高;具备良好耐候性的钛白粉,则对室外使用的塑料制品以及塑料门窗是必不可少的。 /p p style=" text-indent: 2em " 最后一大指标就是白度了,所谓白度是指距离理想白色的程度。影响钛白粉白度因素主要有以下几点。第一点是杂质,在钛白粉工艺中,尤其是硫酸法钛白粉工艺,大部分的作业是为了除去产品中的杂质,因为杂质严重影响钛白粉的应用性能,特别是白度。显色金属氧化物杂质在极低的含量下就能影响白度,这些元素有铁、锰、铬、铜等,这些杂质本身就带有颜色,在白色的钛白粉中极易显色。 /p p style=" text-indent: 2em " 第二点就是粒径和粒度的分布了,他们主要是通过钛白粉颗粒对光的反射、散射等现象影响其白度的。钛白粉的粒径越小,白度值越高,这主要是由于钛白粉粒径越小,表面积增大,光的反射、漫反射增强。根据光波的特性,当颜料粒子的粒径小于光波的一半时可以获得对该波长的色光的最大散射,经分析,对波长蓝色光散射最好的粒径在0.2μm左右,波长较长的红色光散射最大的粒径在0.35μm左右,因此,小粒径的钛白粉的散射光呈蓝相,而透过光则为蓝色的补色红黄相,反之,大粒径的钛白粉散射光为红相,透过光为蓝相。通常涂料用钛白粉的粒径为0.2~0.4μm,而大多数塑料用钛白粉粒径都较细,粒径为0.15~0.3μm,因为这样可以获得兰色底相,对大多数带黄相的树脂或易泛黄的树脂有遮蔽作用。 /p p style=" text-indent: 2em " 此外,颗粒形状、钛含量、包膜剂对钛白粉的白度都有一定影响。其中,粒形对白度的影响比较小,一般来说,层状钛白粉的白度略低,球状和杆状的白度略高。而二氧化钛含量的升高,钛白粉白度值也升高,铝、硅、锆等包膜剂含量升高,钛白粉白度值下降。 /p p style=" text-indent: 2em " 值得一提的是,在塑料色母粒的生产工艺中,钛白粉的白度也是一项重要质量指标,塑料色母粒是一种高浓缩、高效能的颜色配置品,即颜料以超常浓度均匀分布在载体树脂中,并形成一定粒径的颗粒。它主要由核心层(颜料)、偶联层(偶联剂或表面活性剂)、分散层(润滑剂或分散剂)、增混层(载体树脂)等组成,在塑料中作为染色剂使用,广泛用于吹膜、注塑、热压、注塑等塑料制品的生产,色母粒着色效果优越,使用方便,节约能源,使用时无粉尘和污水,因此备受用户的青睐。色母粒是作为工业原料,性能优劣通常是在后续产品应用中表现出来(如吹膜或注塑),因此,钛白在色目粒中的性能也主要体现在色母粒的应用过程中。钛白的着色能力、分散性、加工性能、白度都会对色母粒的应用产生重大影响,顺理成章地,也少不了对钛白粉粒度分布的检测。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 结语: /strong 激光粒度仪作为目前最流行的粒度测量仪器,已在粉体工艺中发挥着越来越重要的作用,随着米氏散射理论在各品牌激光粒度仪中的应用越来越广泛,已经对亚微米级的塑料用钛白粉有充足的适配性。随着钛白粉在塑料工业中的需求越来越大,对这一市场大蛋糕的进一步经营和开拓,或许值得激光粒度仪的厂商们好好思考。 /p
  • Seper优质塑料容器产品目录2012
    Seper优质塑料容器产品目录2012 优质塑料容器;与国外品牌塑料容器品质一致;价格仅为进口价格的30%! 广口圆瓶 通用的液体或者固体保存瓶;广口设计,使盛装更加便捷; PP聚丙烯材质,可以耐受大部分酸,碱和醇类物质,可承受高达121度的高温灭菌; HDPE高密度聚乙烯材质,可以耐大部分酸、碱和醇类物质,长期使用温度:0-100度; 琥珀色瓶可用于保存光敏感性物质。 货号CatNo 类型 容量Capacity 描述Description 包装Packaging 单位Unit SB08-1008 PP广口 8ml 瓶身PP 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-1015PP广口 15ml 瓶身PP 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-1030 PP广口 30ml 瓶身PP 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-1060 PP广口 60ml 瓶身PP 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-11000 PP广口 1000ml 瓶身PP 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-1125 PP广口 125ml 瓶身PP 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-1250 PP广口 250ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-1500 PP广口 500ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-6008 HDPE广口 8ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-6015 HDPE广口 15ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-6030 HDPE广口 30ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-6060 HDPE广口 60ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-61000 HDPE广口 1000ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-6125 HDPE广口 125ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-6250 HDPE广口 250ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-6500 HDPE广口 500ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-7008 HDPE棕色广口 8ml HDPE瓶盖 瓶身 96/pk 包 SB08-7015 HDPE琥珀色广口 15ml HDPE瓶盖 瓶身 96/pk 包 SB08-7030 HDPE琥珀色广口 30ml HDPE瓶盖 瓶身 48/pk 包 SB08-7060 HDPE琥珀色广口 60ml HDPE瓶盖 瓶身 48/pk 包 SB08-71000 HDPE琥珀色广口 1000ml HDPE瓶盖 瓶身 6/pk 包 SB08-7125 HDPE琥珀色广口 125ml HDPE瓶盖 瓶身 24/pk 包 SB08-7250 HDPE琥珀色广口 250ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 SB08-7500 HDPE琥珀色广口 500ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 窄口圆瓶 通用的液体或者固体保存瓶; 窄口设计,较少易挥发物质的挥发; PP聚丙烯材质,可以耐受大部分酸,碱和醇类物质,可承受高达121度的高温灭菌; HDPE高密度聚乙烯材质,可以耐大部分酸、碱和醇类物质,长期使用温度:0-100度; 琥珀色瓶可用于保存光敏感性物质。 货号CatNo 类型 容量Capacity 描述Description 包装Packaging 单位Unit SB08-2008 PP窄口 8ml 瓶身PP 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-2015 PP窄口 15ml 瓶身PP 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-2030 PP窄口 30ml 瓶身PP 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-2060 PP窄口 60ml 瓶身PP 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-21000 PP窄口 1000ml 瓶身PP 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-2125 PP窄口 125ml 瓶身PP 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-2250 PP窄口 250ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-2500 PP窄口 500ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-5008 HDPE窄口 8ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-5015 HDPE窄口 15ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 96/pk 包 SB08-5030 HDPE窄口 30ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-5060 HDPE窄口 60ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-51000 HDPE窄口 1000ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-5125 HDPE窄口 125ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-5250 HDPE窄口 250ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-5500 HDPE窄口 500ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-8008 HDPE棕色窄口 8ml HDPE瓶盖 瓶身 96/pk 包 SB08-8015 HDPE棕色窄口 15ml HDPE瓶盖 瓶身 96/pk 包 SB08-8030 HDPE棕色窄口 30ml HDPE瓶盖 瓶身 48/pk 包 SB08-8060 HDPE棕色窄口 60ml HDPE瓶盖 瓶身 48/pk 包 SB08-81000 HDPE棕色窄口 1000ml HDPE瓶盖 瓶身 6/pk 包 SB08-8125 HDPE棕色窄口 125ml HDPE瓶盖 瓶身 24/pk 包 SB08-8250 HDPE棕色窄口 250ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 SB08-8500 HDPE棕色窄口 500ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 方瓶 通用的液体或者固体保存瓶; 方形设计有效增加包装箱的包装数量; PP聚丙烯材质,可以耐受大部分酸,碱和醇类物质,可承受高达121度的高温灭菌; HDPE高密度聚乙烯材质,可以耐大部分酸、碱和醇类物质,长期使用温度:0-100度; 琥珀色瓶可用于保存光敏感性物质。 货号CatNo 容量Capacity 描述Description 包装Packaging 单位Unit SB08-4050 PP方瓶 50ml 瓶身PP 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-4100 PP方瓶 100ml 瓶身PP 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-41000 PP方瓶 1000ml 瓶身PP 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-4250 PP方瓶 250ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk包 SB08-4500 PP方瓶 500ml 瓶身PP 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-3050 HDPE方瓶 50ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 48/pk 包 SB08-3100 HDPE方瓶 100ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 24/pk 包 SB08-31000 HDPE方瓶 1000ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 6/pk 包 SB08-3250 HDPE方瓶 250ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-3500 HDPE方瓶 500ml 瓶身HDPE 瓶盖PP 12/pk 包 SB08-9050 HDPE棕色方瓶 50ml HDPE瓶盖 瓶身 48/pk 包 SB08-9100 HDPE棕色方瓶 100ml HDPE瓶盖 瓶身 24/pk 包 SB08-91000 HDPE棕色方瓶 1000ml HDPE瓶盖 瓶身 6/pk 包 SB08-9250 HDPE棕色方瓶 250ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 SB08-9500 HDPE棕色方瓶500ml HDPE瓶盖 瓶身 12/pk 包 ETFE塑料瓶 ETFE 是最强韧的氟塑料,它在保持了PTFE 良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时, 耐辐射和机械性能有很大程度的改善,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的2倍。 氟塑料来源于美国杜邦公司和日本旭硝子公司。 容量Capacity 货号CatNo 描述Description 包装Packaging 单位Unit 250ml SB08-0601 ETFE材质螺纹口盖 1/pk 支 500ml SB08-0602 ETFE材质螺纹口盖 1/pk 支 1000ml SB08-0603 ETFE材质螺纹口盖 1/pk 支 Seper塑料放水桶 放水口栓和封闭螺丝:PP聚丙烯, 瓶身:PP聚丙烯, 瓶盖:白色PP聚丙烯, TPE热塑性弹性体垫片, 用于存储培养基,蒸馏水等,无菌水存储的理想选择,可高压灭菌,抑制藻类或细菌的生长。 容量Capacity 货号CatNo 描述Description 包装Packaging 单位Unit 5L SB08-0501 5L 1/pk 支 10L SB08-0502 10L 1/pk 支 20L SB08-0503 20L 1/pk 支 Seper优质塑料分液漏斗 抗裂、透明、防粘易于清洁、防湿可完全排水,且密封可防止分液漏斗中的化学品渗透。 即使是无色液体亦可清晰观察到相界面。 活塞装置易于拆除,方便清洁。 瓶身和瓶盖为PP材质,阀门为PTFE材质,漏斗嘴部采用PMP材质,可以拆卸,并可以耐受180度高温,可以灭菌使用。 容量Capacity 货号CatNo 包装Packaging 单位Unit 125ml SA08-0101 1/pk 包 250ml SA08-0102 1/pk 包 500ml SA08-0103 1/pk 包 1000ml SA08-0104 1/pk 包 Seper优质塑料滴定管 PMP材质的塑料滴定管透明度高,耐酸碱,膨胀收缩率小, 阀体采用PTFE材质,让其几乎可以完成您所有样品的滴定工作。 容量Capacity 货号CatNo 描述Description 包装Packaging 单位Unit 10ml SA08-0201 PMP+PTFE 1/pk 包 25ml SA08-0202 PMP+PTFE 1/pk 包 50mlSA08-0203 PP+PTFE 1/pk 包 100ml SA08-0204 PP+PTFE 1/pk 包 Seper印字溶剂专用安全洗瓶LDPE 容量Capacity 货号CatNo 描述Description 包装Packaging 单位Unit 500ml SB08-0101 蒸馏水专用 6/pk 包 500ml SB08-0102 丙酮专用 6/pk 包500ml SB08-0103 乙醇专用 6/pk 包 500ml SB08-0104 甲醇专用 6/pk 包 500ml SB08-0105 异丙醇专用 6/pk 包 500ml SB08-0106 次氯酸钠专用 6/pk 包 PP HDPE化学相容性表   冰醋酸 丙酮 乙腈 苯甲酸 氢氧化钠 饱和的硫酸铵 乙酸戊酸 戊醇 苯 HDPE R R R NR R R R R NR PP TST R NR NR TST R TST R NR 硝酸 氯化钠 0.1M硫基乙醇 乙酸甲酯 甲醇 二氯甲烷 乙醇 溶剂油 6N硝酸 HDPE NR R ND TST R LTD R NR R PP NR R ND TST R NR R NR TST 1N盐酸 6N盐酸 盐酸(ConC) 氢氟酸 氢 3%过氧化氢 30%过氧化氢 90过氧化氢 低钠 HDPE R R R R R R R NR R PP GR TST NR NR R R TST R R 臭氧 中醛 戊烷 石油醚 苯酚 3N氢氧化钾 吡啶 硅油 碳酸钠 HDPE TST R LTD LTD NR R R R R PP NR TST NR ND NR R R R R 四氯化碳 溶纤剂(乙基) 乙酸乙酯 氯仿 环己酮 二恶烷 二甲亚砜 二甲基乙酰胺 二甲基甲酰胺 HDPE NR R R LTD R R R R R PP NR R TST NR NR R R R R   3N氢氧化钠 硫酸(Conc) 四氢呋喃 甲苯 三氯乙酸 三氯乙烷 三氯乙烯 土温20 8M尿素 HDPE R R R LTD R LTD NR TST R PP R NR NR NR R NR NR ND R 亚乙基二醇 甲醛 50%甲酸 二甲苯 汽油 甘油 6M氯酸胍 5MI硫氰酸胍 乙烷 HDPE R R R LTD LTD R GR GR LTD PP R R R NR NR R ND ND NR 硼酸 乙酸丁酯 丁醇 硝基苯 氮 乙基苯基聚二乙醇 乙酸异丙酯 异丙酯 煤油 HDPE R R R R ND TST R R LTD PP R TST R NR ND ND TST R TST R=表示推荐.仅用来表示在公开发表的相容性表中显示最高等级的聚合物与溶剂组合。 GR=表示一般推荐。这一组合中没有特别提到有聚合物与溶剂组合,但是也述及能基本与一类溶剂相容,例如PES便可与乙醇相容 TD=表示有限推荐。不锈钢仅能在有限的时间内接触化学品,接触时间延长便会产生腐蚀。换膜过滤器使用这种物质后一定要彻底地冲洗。 NR=表示不推荐。用来表示在公开发表的相容性表中呈现比最高等级低的聚合物与溶剂组合。 GNR=表示一般不推荐。这一组虽没有特别提到有聚合物与溶剂组合,但是也述及一般不能与溶剂相容,例如PMMA不能与脂族酯相容。 TST=用来表示这样一组聚合物与溶剂组合,他们在公开发表的相容性表中在一些表中呈现出最高等级,而在另一些表中却显示低于最高级的相容性,建议用户预先进行测试。可能出现应力裂缝或膨胀的组件材料会影响过滤效果。 ND=目前没有数据,在现有资料中没有相关信息。
  • Nature Nano! O-PTIR光热红外显微成像技术揭示微塑料颗粒新来源及形成机制
    微塑料,作为一种新兴污染物,泛指直径小于5 mm的塑料颗粒,充斥于从海洋到陆地的所有环境里。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。如硅橡胶,作为一种重要的合成橡胶,因其优良的耐热性,常用于高温、高湿环境中使用(例如消毒、蒸煮)的产品,例如婴儿奶嘴、烘焙模具和密封圈等。但这些产品在反复高温水热作用下的老化情况以及微塑料颗粒的释放情况,目前尚未能引起充分的重视。目前微塑料的常规检测是光谱分析法对样本的种类和组成进行鉴定,由于它们具有无破坏性、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。如傅里叶红外显微红外(μFTIR)或显微拉曼光谱(μRM),在实际操作中,需要进行复杂的样本处理,如浮选,多过滤等,而且因其自身的技术限制,如μFTIR分辨率取决于红外波长,仅为10−20 μm,μRM易受荧光干扰,分辨率低为1 μm,无法表征亚微米尺度下塑料表面的化学变化,也不能识别单个纳米塑料(图1. 根据O-PTIR红外显微成像技术估算硅橡胶奶嘴蒸汽消毒过程中两种微纳塑料颗粒的生成、婴儿暴露及环境排放量O-PTIR光热红外显微成像技术,其原理是利用短波长可见激光探测样品IR吸收区域的光热效应,即可见激光与脉冲式中红外激光共轴照在样品表面,IR吸收区域的温度上升、折射率改变,并据此获得样品特定区域的IR光谱。它突破了传统傅里叶红外光谱技术的局限,空间分辨率提高了几十倍,达到500 nm,并且测量更简单,更快速,无需复杂的样品制备过程,结合液体检测模式和同步拉曼技术,可直观判断亚微米尺度下(微)塑料表面是否发生降解,并可识别和统计出小尺寸微米塑料(1−10 μm)和纳米塑料(400−1000 nm)的粒径分布和数量。南京大学环境学院季荣教授和苏宇副研究员团队与美国麻省大学邢宝山教授等合作,利用先进的Photothermal Spectroscopy Corp 公司生产的mIRage O-PTIR显微光谱仪,建立了一种新型的(微)塑料表面亚微米尺度化学变化表征方法。研究团队通过对比分析四个国际主流品牌奶嘴产品在蒸汽消毒前后表面形貌及分子结构的变化,先证实了蒸汽消毒引起硅橡胶老化具有普遍性。研究发现,硅橡胶婴儿奶嘴的主要成分为聚二基硅氧烷(PDMS)及树脂添加剂聚酰胺(PA)(图2b和2c),在经过蒸汽消毒(100 °C)时表面发生降解并释放出微纳塑料颗粒(图2a)。另外借助O-PTIR特有的单一波长大范围成像技术,作者统计了奶嘴消毒过程中PDMS降解产生的1.5 μm以上塑料颗粒数量,并估算出正常奶瓶喂养一年进入婴儿体内的该类微塑料总量约为66万颗,比此前文献报道的儿童从空气、水和食物中摄入的热塑性微塑料数量之和高出一个数量;假如这些微塑料全部被排入环境,全球平均排放量可能高达5.2万亿个/年。上述结果表明硅橡胶奶嘴消毒产生的颗粒物可能是儿童体内和环境中微纳塑料的重要来源。图2. 使用水热分解法对硅橡胶试样表面进行蒸汽腐蚀;(a) 实验装置及O-PTIR工作原理示意图 (b)样品蒸煮60 × 10 min表面前后的光学图像 (c) 图(b)中位置1-16的归一化O-PTIR光谱如图3所示,作者通过对代表性产品蒸汽处理不同时间后(图3a),采集其表面的光学显微图像(图3a和3b)、红外吸收光谱(图3c)和单一特定波长下的大范围的红外成像(图3d),实现了硅橡胶表面同一微区两类聚合物(PDMS和PA)降解过程可视化。在消毒开始后10 h内,蒸汽从硅橡胶表面缺陷位置渗入,使得表层PDMS聚合物膨胀鼓出(高度5 μm)形成侵蚀面;伴随PDMS分子水解、氧化,侵蚀面开裂、凹陷(深度5 μm),部分脱落;同时,伴随PA分子断裂、氧化,树脂颗粒发生迁移、脱落和缩小。图3. 试样表面蚀刻演变的可视化研究. (a,b) 1号样品表面在蒸煮10、60和600分钟前后的光学图像;(c)b中位置1-13的归一化O-PTIR光谱 (d)b中S1-S4区域的部分区域的可见光图像以及在C=O (1655 cm−1)和Si−CH3 (1263 cm−1)的O- PTIR红外成像) 除此之外,作者根据消毒后奶嘴清洗液中单个颗粒物的显微图像和红外吸收光谱,作者揭示了硅橡胶表面聚合物(PDMS和PA)降解生成两类微纳塑料的结构特征,并在单颗粒水平上表征了微塑料的降解转化动态过程。PDMS和PA水热降解后分别生成了薄片状、含聚硅氧烷的塑料颗粒(0.6−332 μm;其中【文末小故事】 本文作者苏宇副研究员在2019年便有了此实验想法,但受限于常规FTIR分析手段无法测量。在几经周折后,了解到Quantum Design中国的mIRage O-PTIR显微光谱仪具有亚微米分辨、无需复杂的样品制备过程,结合液体检测模式和同步拉曼技术,可直观判断亚微米尺度下(微)塑料表面是否发生降解等技术优势,可完全解决现有的测试难题,终在QD中国(北京)样机实验室,利用mIRage O-PTIR显微光谱仪顺利完成了样品的红外测试部分。 Quantum Design中国能够为中国科学研究和科技发展贡献自己的一份力量是QD中国一直以来的信念和企业文化,也是我们的荣幸,期待mIRage O-PTIR显微光谱仪及我们的其他先进技术设备能够助力相关科研工作者取得更好的成绩! 【参考文献】[1]. Su, Y., Hu, X., Tang, H. et al. Steam disinfection releases micro(nano)plastics from silicone-rubber baby teats as examined by optical photothermal infrared microspectroscopy. Nat. Nanotechnol. (2021).
  • 我国废弃塑料污染防治战略
    一、前言材料是人类社会发展的基础和先导,高分子材料,如塑料、橡胶和合成纤维等具有密度小、易加工、高性能、多功能等优异性能,广泛应用于国民经济各领域 。塑料工业是国民经济的支柱产业, 2019 年我国塑料加工制品高达 8.184×107 t,产量和消费量均居世界第一 。但不规范生产、使用塑料制品和堆放塑料废弃物等问题,造成废弃塑料在环境中的长期累积,导致严重的环境污染和能源资源浪费,必须进行治理。据统计,截至 2015 年全球已累积生产了约 8.3×109 t 塑料制品,废弃量约 6.3×109 t,仅有 9% 被回收利用 。2019 年我国产生废弃塑料 6.3×107 t,仅回收利用 1.89×107 t 。废弃塑料污染防治事关人民群众健康,事关我国生态文明建设和高质量发展,是实施党中央建设绿水青山、美丽中国战略的重要组成部分。本文在分析废弃塑料污染现状及回收利用技术的基础上,从塑料全生命周期评价、废弃塑料全方位全链条污染防治等方面提出了我国废弃塑料污染防治的措施建议,为促进我国塑料工业和国民经济绿色可持续发展、建设绿水青山、美丽中国提供政策及技术参考。二、废弃塑料污染与防治现状分析(一)废弃塑料的污染现状1. 废弃塑料的来源废弃塑料根据其来源不同,可分为工业源、农业源、医用源和生活源四大类。工业源废弃塑料主要指塑料成型加工过程中产生的废弃料及废弃工业塑料制品,大多来源明确,相对集中,原料品质较好,回收利用价值高;农业源废弃塑料主要包括废弃农用地膜、棚膜、农用管道、农药包装等,其中农膜废弃量最大,使用废弃后处理困难,残留在田间,不易降解,污染农田,危害生态环境;医用源废弃塑料主要源于医疗卫生及防疫过程中使用的一次性塑料制品,如防护服、医用外科口罩、防护目镜等,是具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的危险废物;生活源废弃塑料为日常生活活动产生的废弃塑料制品,品种多、分散广、难收集,如塑料瓶、塑料包装袋、纸塑复合材料及其他失去使用价值的塑料制品等。2. 废弃塑料的危害目前,我国固体废物年产生总量超 1×1010 t,其中废弃塑料约为 6.3×107 t,占固体废物的 0.6% 左右,但由于塑料化学结构稳定,难以自然降解,其不当使用和处置以及多年的累积效应造成了严重的环境污染和极大的资源浪费,引起全社会高度关注。特别是塑料快餐盒、塑料包装袋和农业塑料薄膜等一次性塑料制品,其使用量大、面广,使用周期短,废弃后大部分与生活垃圾或土壤混合,回收难度大,因而严重污染土壤、高山、海洋等,导致城市“垃圾围城”,珠峰“海拔最高的垃圾场”等环境污染事件。部分难回收废弃塑料在焚烧处理过程中释放大量有毒气体,产生大量粉尘和烟雾,严重污染大气环境,引起雾霾。同时,我国石油资源匮乏,2018 年对外依赖度超过 70%,进口石油约 1/3 用于合成塑料制品。废弃塑料如不能循环回收利用,是对石油、煤和天然气等不可再生资源的巨大浪费。废弃塑料是放错地方的资源,极具回收利用价值。通过废弃塑料有效处理处置,尤其是回收利用,有望解决塑料污染难题。(二)全球废弃塑料污染防治现状20 世纪 90 年代以来,全球日益重视废弃塑料的污染治理。联合国环境规划署不断发起多项大规模全球运动,以减少、再利用和再循环废弃塑料制品,如 2017 年启动全球“清洁海洋运动”,呼吁政府、行业和消费者减少塑料的生产和过度使用; 2019 年将废塑料纳入《巴塞尔公约》的管控范围。美国、欧洲、日本等发达国家和地区制定了一系列公约、政策和法规,建立了塑料污染防治法律体系,如美国的《资源保护与回收利用法》、欧盟的《欧盟限塑令》、日本的《资源有效利用促进法》等。发达国家人工成本高昂,环保措施严苛,长期将废塑料大量出口到其他国家,如据美国废料回收工业协会(ISRI)统计,2017 年美国出口废塑料达 2×106 t,其中出口到中国的约占其出口量的 70%,中国禁止洋垃圾进口后,如何处理巨量废弃塑料是其需解决的问题。(三)我国废弃塑料污染防治现状1. 我国废弃塑料治理现状我国废弃塑料处置方式主要包括回收利用、焚烧、填埋等方式,建国以来废弃塑料流向如图 1 所示。2019年我国塑料废弃量约为6.3×107 t,其中,一次性塑料产品如塑料袋、农膜、饮料瓶,年废弃量超过 2×107 t,是造成“白色污染”的主要来源。另外,家电、汽车、建筑等塑料制品,也随着相关产品进入淘汰期,成为废弃塑料的重要来源。我国废弃塑料流向主要包括回收利用、焚烧、填埋处理和环境中积累等四个方面:30% 废弃塑料被回收利用,14% 被焚烧发电回收热能,36% 被填埋或任意丢弃,大量积累在自然环境中,造成严重的环境污染。图 1 1949—2019 年我国废弃塑料流向统计 2. 我国废弃塑料防治的主要原则及法律体系我国十分重视废弃塑料的污染防治,1995 年颁布了《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》,国家各部委、地方陆续出台了一系列规范性文件,制定了相关的国家和行业标准,逐步完善了废弃塑料防治法律体系,提出固体废物“减量化、无害化、资源化”、全过程管理、分类管理等原则。最近,为应对日益严重的废弃塑料污染,国家推出了新的塑料污染治理法规。2019 年 9 月 9 日,习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第十次会议,审议通过《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。2020 年 1 月 16 日,国家发展和改革委员会、生态环境部联合发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,明确提出规范塑料废弃物回收利用,推动塑料废弃物资源化利用的规范化、集中化和产业化,强化创新引领、科技支撑,有力有序有效治理塑料污染。此外,我国还出台了“无废城市”“美丽乡村”建设等一系列政策,为我国废弃塑料污染防治和废塑料回收利用行业健康发展指明了方向。3. 我国废弃塑料污染防治科技支撑情况国家各部委高度重视废弃塑料污染防治与综合利用的科技立项。科学技术部多次立项废旧塑料制品污染防治与综合利用系列科研项目,在“十三五”期间开展“固废资源化”重点研发计划,在全生物降解塑料及其新型制品、废旧塑料制品智能化回收与再利用、二次资源高值化综合利用等领域进行技术创新布局,初步形成了较为健全的塑料垃圾回收利用技术链条,带动了废弃塑料循环利用产业的快速发展,如图 2 所示。图 2 我国塑料垃圾污染防治与回收利用全流程技术体系4. 我国废塑料回收利用行业及企业现状废旧塑料回收行业是战略性新兴产业,发展潜力很大。近年来,我国大力推进废旧塑料回收利用体系建设,以中国塑料加工协会、中国合成树脂协会、中国物资再生协会等三大行业协会为依托,形成了一批较大规模的再生塑料回收交易市场和加工集散地,建成了 25 个再生资源–循环经济产业园,包含 21 个废弃塑料回收利用园区 。据统计, 2019年国内废塑料回收利用量为 1.89×107 t,回收率接近 30%,回收总值达 1000 亿元以上,国内登记注册从事废塑料加工的企业共有 3000 多家,年再生塑料加工能力超过 1×104 t 的企业达到 300 家,年再生塑料加工能力超过 5×104 t 的企业达到 50 家 。(四)废弃塑料回收利用技术废弃塑料的回收利用主要包括物质回收和能量回收两大类,各种主要回收方法详见图 3。国际回收标准指南按回收优先顺序,将废弃塑料回收利用分为四级,第一、二级为材料再生,即物理回收,第三级为化学回收,制取化学品或油品,第四级为废弃塑料焚烧,回收能量。图 3 废弃塑料回收利用技术1. 物理回收物理回收不改变塑料化学组成,主要通过收集—粗略分类挑选—简单清洗破碎—熔融加工等制备再生塑料制品,广泛用于单一材质的热塑性废弃塑料回收利用,如回收利用废弃聚酯瓶制备再生涤纶纤维、废弃聚苯乙烯泡沫制备装饰制品等。但塑料制品 60% 以上是应用于航空航天、电子电器、交通运输等领域的结构件和功能件,其所需的高性能多功能通过共混复合、交联等实现,废弃后难以回收利用。传统熔融加工方法,因共混复合型器件难分类难分离,组分相容性差、熔点差异大、熔体黏度不匹配,再生制品相畴尺寸大,性能差,无应用价值;交联型不熔不溶,难再加工,大多只有填埋或焚烧,造成严重的环境污染和能源资源浪费,已成为解决塑料污染治理的瓶颈和难点。2. 化学回收化学回收采用裂解技术将废弃塑料降级回收为可再次使用的燃料(汽油、柴油等)或化工原料(乙烯、丙烯等)。由于化学回收装备复杂、能耗高,从经济角度一直被认为难以推广应用。近年来化学回收技术发展迅速,许多企业已做到了商业化,并拟在未来扩大规模。但是高温热裂解温度高,反应时间长,产率低,产物复杂,易产生有害废气造成二次污染,经济性较差;催化裂解和溶剂分解是化学回收的发展方向,但尚需提高催化剂效率和发展绿色溶剂 。3. 能量回收能量回收,即燃烧回收热能,主要适用于传统物理法和化学法无法回收利用的污染严重的废旧塑料,通过垃圾焚烧产生高温气体用于发电。但焚烧会产生氯化氢、二噁英、多环芳烃等有毒气体,造成大气二次污染。应加大开展先进的绿色高温焚烧设备的研制,实现安全清洁焚烧。三、全方位全链条防治废弃塑料污染(一)塑料全生命周期评价对塑料生命周期管理基于其制品综合环境评价,即:从最初的原油开采、合成、加工、应用,到最终的废弃物处理,进行全过程跟踪,评价其在整个生命周期间的所有投入及产出对环境造成的潜在影响,如图 4 所示。同时,根据应用和处理方式,反过来指导合成和加工,改进工艺、改善管理,实现塑料的循环利用,最大限度降低塑料污染。采用高效的办法对塑料进行生命周期管理,发展资源安全利用集成技术,可以提高塑料的使用效率,减少其对环境的影响。图 4 塑料生命周期示意图(二)从合成 - 加工 - 应用 - 废弃物处理等环节全方位全链条防治废弃塑料污染通过对塑料制品合成、加工、应用和废弃物处理等阶段全生命周期评价和分析,提出废弃塑料污染防治必须坚持节约资源和保护环境的基本国策,通过开展塑料制品源头减量、原料及产品替代、废塑料高值利用及安全处理等措施来全方位全链条防治废弃塑料污染。1. 从合成环节防治废弃塑料污染大多数塑料来源于不可再生石化资源,合成工艺成熟、规模大、成本低,应用相当广泛,产量持续增加。但石油为不可再生资源,我国石油进口依存度高达 70.9%,且这些塑料大分子主链以 C—C 键连接,自然界中难降解;而环氧树脂、酚醛树脂等热固性塑料材料为三维网状结构,不溶不熔,难回收利用。对废弃塑料污染防治需从源头出发,建立源头减量合成技术体系,合成高性能、长寿命、易回收的石油基高分子材料,加强可循环、易回收产品开发;发展高性价比生物降解塑料,如聚乳酸、二氧化碳共聚物等,实现可控降解、提升材料综合性能;发展低成本、高产量的新型聚合技术,重点发展我国已规模化工业生产的可生物降解塑料材料如聚乙烯醇等,替代需填埋处置的一次性制品;发展清洁规模化利用生物质资源如纤维素、甲壳素等的先进技术,从源头实现塑料污染防治。2. 从加工环节防治废弃塑料污染塑料制品性能不仅与其分子结构有关,还依赖于加工过程中形成的多层次多尺度结构。通过共混复合、填充增强、交联、发泡等加工方法,可实现塑料制品高性能、多功能、轻量化、长寿命及生态化。但是废弃后的共混复合型塑料难分类、难分离,交联型塑料不熔不溶、难再加工,不能采用传统回收方法进行回收再利用。因此,亟需发展先进的塑料加工新技术,减少共混复合,实现同质异相增强,提高塑料制品性能,延长服役周期,减少废弃量;实现零部件同质制造,发展环保型助剂,便于塑料制品废弃后回收再利用;设计和制造可多次循环使用的塑料制品,减少塑料废弃,并发展先进的塑料回收再利用装备及技术,如塑料拉伸流变塑化输运加工技术,固相剪切碾磨加工技术等,高值高效回收共混复合型、交联型塑料。3. 从应用环节防治废弃塑料污染提倡塑料合理适度使用、消费,鼓励循环使用,从源头减量。加强管理,实现“谁生产谁处理,谁购买谁交回,谁销售谁收集”。完善废弃塑料回收利用政策体系,提升公众对废弃塑料制品回收利用的认同,开辟合法、合适的应用途径,如农田水利、道路材料、室外设施等,为其再利用提供法律保障。塑料制品应用不同,其性能要求不同,应根据不同塑料制品使用特性,从应用环节开展废弃塑料污染防治,如对共混复合、交联型工业用结构件和功能件,应大力提倡循环再利用,充分延长塑料制品的使用周期;发展环境友好型高分子回收利用技术;对寿命短、废弃后难收集、对环境影响大的塑料包装制品,应避免过度包装,设计制造可多次使用的制品,实现塑料包装制品的循环利用;对服役后难机械化回收的农用薄膜,应建立先进的加工技术,能全回收再加工利用;研发全生物降解塑料,推动生物降解塑料在一次性塑料制品中的使用,解决塑料在环境中难降解的问题;医疗防护用品应采用无毒的聚烯烃塑料,同时对医疗废弃物及危废塑料进行高温焚烧处理。4. 从废弃物处理环节防治废弃塑料污染基于全方位全链条防治废弃塑料污染的理念,在处理或回收前,对废弃塑料制品进行合理、科学分类,发展针对不同类型塑料垃圾的回收、处理方式,不仅能够有效解决废弃塑料处置不当带来的环境污染问题,也能实现废弃塑料的物质、能量再利用。构建废弃塑料回收利用完整产业链,提高废弃塑料制品的回收率,可以有效促进塑料资源的综合利用。根据废弃塑料多产地、多源头、差异化的特点,创新本地化回收利用模式和推广应用模式,对可回收利用的废弃塑料,优先发展环境友好的物理回收利用技术,完善单材废塑料回收加工技术,突破混杂废塑料回收加工难题;填埋处理餐厨混杂湿垃圾等,仅用生物降解塑料包装,实现安全填埋。焚烧处理危废塑料及废弃医疗塑料,需发展环保焚烧装备和工艺,实现绿色排放,回收能量。四、对策建议(一)强化政府引领,加强部门联动借鉴抗击新冠肺炎疫情成功经验,实行联防联控机制,群防群治。在党中央、国务院统一领导下,突破部门、地区、行业界限,形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的废弃塑料污染防治新机制。统筹固、水、气三位一体污染治理,借鉴大气、水污染治理成功经验,构建责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的废塑料污染防治机制。(二)完善法律法规,加快标准建设将塑料污染防治明确纳入国家相关法律法规。明确塑料制品生产、销售、消费、回收等各环节主体在废弃塑料回收利用中承担的责任与义务,完善生产者责任延伸制度,引入保证金返还等政策和法规。制定再生塑料及制品国家标准,为再生塑料开辟合法合适的应用途径,鼓励和强制使用再生塑料和制品,制定或修订降解塑料产品的国家标准和认证体系,杜绝伪降解、假降解塑料制品。(三)完善废弃塑料回收利用体系建立和完善分层次全覆盖的废弃塑料污染防治网络,实行“谁生产谁处理,谁购买谁交回,谁销售谁收集”,生活塑料垃圾分类落实到村镇、小区和个人。建立从国家级回收基地、回收加工企业,至小微企业废弃塑料回收利用战略新兴产业体系,解决环境污染,减轻能源资源压力,提供就业岗位,把废弃塑料污染治理与“无废城市”“美丽乡村”建设相结合。(四)加大财政支持,完善优惠政策加大财政投入和税收优惠政策,支持废塑料回收利用产业发展。建议塑料合成、加工、销售、应用的利益方缴纳废弃塑料回收处置费,专款专用于废弃塑料回收利用的科研、企业和处理部门。(五)加强科技支撑,引领塑料污染防治开展不同类型塑料制品全生命周期环境风险评价的研究。研发高性能、长寿命、易回收的塑料合成新技术,攻克可生物降解塑料的低成本合成技术。发展先进的塑料制品高性能、轻量化加工新方法,实现同质异相增强、同器同材,研发可多次使用的塑料制品;建立基于高分子态高值高效回收利用混杂废弃塑料的新装备和技术。发展环保节能焚烧炉、烟气净化技术及灰渣固定化技术;研究难回收再生的废塑料化学回收新技术及环境影响评价研究等。(六)加强宣传引导,全民参与治理加强塑料污染防治的科学性和权威性宣传,既要加强治理,也要避免妖魔化塑料。提高公民环保意识,提倡合理消费、适度消费,自觉主动参与废弃塑料污染防治,自觉实施废弃塑料规范分类回收。五、结语废弃塑料污染防治事关人民群众健康,事关我国生态文明建设和高质量发展,是实施党中央建设绿水青山、美丽中国战略的重要组成部分。废弃塑料污染防治,实现塑料制品源头减量、原料及产品替代、废弃塑料高值利用及终极塑料垃圾安全处理,必须从塑料合成、加工、应用和处理等各环节进行全方位全链条治理。同时,也要加强政策引导,强化行政监管,强化塑料回收利用领域科技创新,加大科研经费投入,增强公民环保意识,鼓励全民参与废弃塑料污染防治,通过群防群治措施提高废弃塑料制品的回收利用,以促进废弃塑料的污染控制和资源保护的协同发展。作者简介王琪 轻工装备(塑料加工装备)专家,中国工程院院士 长期从事塑料加工新装备新技术新原理的研究和工程化应用,如固相力化学加工,塑料管旋转挤出加工,聚乙烯醇热塑加工和熔融纺丝,高值高效回收利用废弃塑料橡胶,制备无卤阻燃塑料和泡沫塑料,聚合物基微纳米功能复合材料微型加工和3D打印加工等。 瞿金平 轻工机械工程专家,中国工程院院士长期从事高分子材料加工成型装备技术与理论研究,提出振动剪切形变和体积拉伸形变动态塑化输运方法及原理、系统发展了高分子材料加工成型理论、发明并研制成功一系列聚合物及其复合材料加工成型新装备。石碧 皮革化学与工程专家,中国工程院院士主要从事制革化学、制革清洁技术、皮胶原高值转化利用研究。
  • OPTON的微观世界|第10期 从合金的断口看材料的塑性性能
    ——不同断口在SEM下的微观分析 前期回顾上期我们探索了蚂蚁在扫描电子显微镜下的形貌。从整体形貌到细节上的形貌,详细的描述了蚂蚁身体上的各个结构的形貌以及功能。本期我们继续借助扫描电子显微镜研究不同加工条件下合金的断口,以表征其塑性性能。序 言合金通常要经过铸造、压力加工(如轧制、挤压、锻造、拉丝以及冲压等)和热处理等过程,以获得优良的组织,制成合适的型材和工件,应用在国民经济等各种领域。在产品批量生产前,通常利用一系列的拉伸试验以检验材料的一些力学性能。从拉伸试验过程中,可以得出一系列的拉伸曲线,以表征材料的本征弹性、塑性、韧性等。在拉伸曲线的最后阶段,试样在外力作用下丧失连续变形,就会断成两段。试样的断裂过程包括裂纹的萌生和裂纹的扩展两个基本过程。金属材料的断裂过程在工程上有很大的实际意义。桥梁、轮船、汽车、宇航器的断裂行为给国民经济带来了巨大的危害。金属材料的抗断裂行为主要取决于两大因素。一是外因。如应力状态、温度、湿度等。二是内因。如显微组织和化学成分等。人们可以通过调整合金的化学成分,改善加工参数以及热处理方案,以提高材料的性能指标。人们在追求合金的高强度的同时,越来越关注材料的塑性和韧性等。本文主要通过一些合金的断口的微观形貌来分析材料的塑性指标。材料的断裂主要分为两大类:塑性断裂和脆性断裂。塑性断裂又叫延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形;脆性断裂过程中,几乎没有宏观塑性变形,但是在局部区域内存在一定的微观塑性变形。本文选取了四种不同变形量的铝合金的断口,观察其形貌组织,以表征其塑性指标。 20%变形量下的合金断口——形貌分析从图1可以看出,20%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口,在解理断口的周围有一些韧窝。一般来说,韧窝越大,分布越多,材料的塑性性能越好。在较低的倍数下,有解理台阶和微裂纹的形成。解理裂纹继续扩展过程中,解理台阶相互汇合,形成“河流花样”。在较高的放大倍数下,可以从这些解理断口看出试样的晶粒呈长条状分布,这些长条状晶粒的尺寸多为15um左右,主要是由于加工变形造成的。在这些长条状晶粒的周围分布着少量的小晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右,主要是由于局部再结晶造成的。此外,在有的解理断口中还含有少量的第二相颗粒或孔洞。这些孔洞可能是由于在断裂过程中,晶体内部的第二相颗粒的脱落留下的位置造成的。图1 20%变形量下合金的断口形貌图 30%变形量下的合金断口——形貌分析图2 30%变形量下合金的断口形貌图从图2可以看出,30%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口。与20%变形量下样品相比,30%变形量下样品的韧窝增多,表征在较大的变形量下,材料的塑性增强。主要表现在两个方面,一是韧窝的体积增大,二是韧窝的数量增多。在较高的放大倍数下,从这些解理断口看出呈长条状分布的变形晶粒,这些长条状晶粒的尺寸多为10um左右。在这些长条状晶粒的周围分布着少量再结晶晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为3um-5um左右。此外,在这些解理断口分布区域还有一些撕裂棱和第二相颗粒的分布。 50%变形量下的合金断口——形貌分析从图3可以看出,50%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口。有明显的解理台阶以及“河流花样”。在较高的放大倍数下,从解理断口的形貌可以看出长条状晶粒的周围分布着大量的近乎等轴的再结晶晶粒。这些长条状晶粒较少,且其尺寸多在7um-10um范围内,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右。表明材料发生了明显的再结晶。在这些解理断口中有第二相颗粒的分布,且这些颗粒尺寸较20%变形量下的颗粒尺寸要小一些。表明第二相颗粒的固溶强化作用增强,材料的力学性能以及塑性会有一定的改善。在这些几乎等轴的晶粒边缘含有一定的韧窝。这些韧窝的体积较小,可能是由于大变形量下颗粒尺寸较小,形成的韧窝也比较小。图3 50%变形量下合金的断口形貌图 60%变形量下的合金断口——形貌分析从图4可以看出,60%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口,在解理断口的周围有一些韧窝。从解理断口可以看出晶粒都呈近乎等轴分布,且这些晶粒的尺寸较50%变形量下的晶粒尺寸较大。这表明再结晶过程已经较充分进行,并且发生了一定程度的再结晶晶粒长大的行为,这不利于材料的塑性性能。在部分几乎等轴的解理断口中含有细小的第二相颗粒。这些第二相颗粒起到了很好的固溶强化的作用,对材料的塑性性能也有一定的益处。图4 60%变形量下合金的断口形貌图后记通过扫描电子显微镜下不同变形条件下的合金的断口形貌观察,可以看出随着变形量的增加,合金的再结晶程度增加,晶粒的尺寸逐渐减小,第二相的颗粒也会发生一定的碎化。材料的塑性会有一定的提高。但是,当变形量到达一定数值时,部分再结晶晶粒会发生一定的长大,可能对合金的塑性性能有一定的损害。当然,材料的力学性能与多种外因和内因有关。我们在选择合适的加工工艺同时,可以通过调节合金的成分、改善合金的热处理工艺等,获得优良的塑性性能。
  • 最新研究:微塑料在人胎盘中的发现率高达100%,这一种含量尤其高!心脏、大脑等多器官均存在
    随着塑料品的消费量逐年增加,塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出的塑料碎片,又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁,即「微塑料」或「纳米塑料」。 微塑料(Microplastic),是指直径在1μm至5mm之间的塑料碎片和颗粒,在塑料制品使用过程中释放,特别是食物用途的塑料制品。事实上,越来越多的实验表明,塑料聚合物的碎裂并未止步于“微米级”,而是进一步形成了纳米塑料,数量上更是比预期高出了好几个量级。 纳米塑料(Nanoplastics),则是目前已知最小的微塑料,尺寸在1μm以下。与微塑料相比,纳米塑料更易进入人体,其体积小到可以穿过生物屏障(比如细胞膜)并进入生物系统,包括血液、淋巴系统,甚至全身。 胎盘中微塑料检出率高达100% 微/纳米塑料可能会遍布全身并产生损害? 这并非空穴来风,Toxicological Sciences上最新刊登的研究,采用了一种新的分析工具测量了人类胎盘中存在的微塑料,得到的结果令人震惊!在接受测量的62个胎盘样本中100%地检测出了微塑料,浓度为每克组织中6.5-790微克。 微克,听起来不多?但正如毒理学中的基本原理“剂量决定毒性”所述,积少成多聚沙成塔,如果剂量不断增加,很可能带来一定的健康危害。“如果连胎盘中都存在微塑料,那么地球上所有哺乳动物的生命均可能受到影响,说明事态很严峻了!”美国新墨西哥大学的Matthew Campen博士强调。 图源:https://hsc.unm.edu/news/2024/02/hsc-newsroom-post-microplastics.html 人类胎盘由贝勒医学院数据库提供,收集时间为2011-2015年,最终有62个符合条件的胎盘被用于Py-GC-MS分析。 为了能更精准地确定和量化纳米和微塑料(NMPs)在人体组织中的累积程度,研究者开发了一种新方法:通过皂化反应和超速离心从人体组织样本中提取出固体材料,从而可以采用热裂解-气质联用(Py-GC-MS)来对塑料进行高度特异性和定量分析。 具体来说,研究者首先对样本进行化学处理,使得脂肪、蛋白质进一步水解和皂化成小分子。接着,将样品放入超速离心机中,最终在试管底部观察到一小块塑料。 再然后,研究者采用Py-GC-MS对收集到的塑料块儿进行处理,将其加热到600℃后,从而捕捉不同类型的塑料在特定温度下燃烧时释放出的气体。“很酷的是,气体进入质谱仪后,会留下属于自己的印迹。”Campen解释道。 实验流程 Py-GC-MS分析显示,纳入分析的62个胎盘样本中均存在微塑料,每克胎盘组织中的NMPs浓度从6.5µg到685µg不等,均值为126.8±147.5µg/g。 其中,胎盘组织中最常见的聚合物是聚乙烯(PE),几乎所有样本中都存在。按重量计算,PE占NMPs总量的54%,平均浓度为68.8±93.2µg/g。事实上,生活中聚乙烯的使用率非常高,主要用于食品包装和塑料瓶,比如水果、蔬菜、超市采购回来的半成品都是用PE保鲜膜。 聚氯乙烯(PVC)和尼龙紧随其后,各占总量的10%左右。而剩余的26%,由其他9种聚合物组成。 胎盘中的NMPs含量 研究者表示,在胎盘中发现如此高浓度的微塑料,是一件非常令人担忧的事儿!胎盘是孕期母体和胎儿循环系统之间的接口,约在怀孕后一个月开始形成。时间跨度上来说,胎盘组织仅有8个月左右的生长期,就能囤积如此之高浓度的NMPs;那么,这些微塑料也会在人体内其他器官进行更长期的积累。 警惕!微塑料已入侵人类心脏及全身 而这绝不是杞人忧天。去年,来自中国首都医科大学的研究学者们竟然在与外部环境没有接触的器官——心脏及其周围组织中发现了微塑料的存在! 研究者从心脏收集来的5种不同类型的组织中,包括心包、心外膜脂肪组织(EAT)、心包脂肪组织(PAT)、心肌和左心耳(LAA),检测到直径20-469μm不等的微塑料颗粒。 doi: 10.1021/acs.est.2c07179. 为了获得人体内器官存在微塑料的“直接证据”,研究者招募了15名正在经历心脏手术的参与者,最终收集到6个心包样本、6个EAT样本、11个PAT样本、3个心肌样本和5个LAA样本。最终,在所有的5类样本中均检测到了微塑料的存在,直径从20到469μm不等。 其中,最常见的微塑料类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),约占总数的77%,在心包、EAT、PAT和心肌中的具体占比分别高达96%、83%、49%和43%;其次为占12%的聚氨酯(PU),主要存在于LAA样本中。 值得注意的是,虽然PE只占到微塑料颗粒总数的1%,但在所有的组织样本中均检测到。同时,在9号患者的心肌样本中也能找到PE,说明微塑料的污染已达到了人体最深的解剖结构! 微塑料在人体中的分布情况 由于此次样本是接受心脏手术的患者,研究者还发现了另一个微塑料的来源途径——没错,就是心脏手术本身。 在手术过程中,患者会接触到各种带有塑料成分的医疗器械,这也使得手术前后患者血液样本中的微塑料类型以及直径分布出现了改变。举例来说,手术前血液中检测到的最常见的微塑料类型为PET,占67%;而聚酰胺(PA)则是手术后血液样本的含量最高的微塑料颗粒类型。 因此,研究者强调,侵入性医疗程序很有可能成为被忽视的微塑料暴露途径,值得重视! 心脏中的各种微塑料类型分布 先前,加拿大的Kieran D. Cox教授和他的团队以美国人饮食为基础,根据食物消费种类以及不同种类食物所含有的微塑料数量,估算出每人每年会吃掉5万个微塑料颗粒,如果算上漂浮在空气中、被呼吸吸入的微塑料,那么每人每年吃掉的微塑料颗粒数量在7.4万-12.1万之间。 按照重量计算的话,每人每周大约吃掉5g微塑料,相当于一张银行卡的重量!还真是活到老,吃微塑料到老呢。 微/纳米塑料的“温水煮青蛙”式健康危害 不夸张地说,NMPs对人的影响往往是“温水煮青蛙式”的——很容易被忽视,但对健康的危害或是积年累月的。 去年,维也纳医科大学等多院校联合开展的研究,揭示了一个令人惊讶的现象:仅摄入后2小时,纳米塑料便会穿过血脑屏障(BBB)抵达大脑,而这可能会增加炎症、神经系统疾病以及神经退行性疾病的风险。 本研究中,研究者选择了聚苯乙烯(PS)来模拟塑料微粒通过血脑屏障后的转移。PS属于热塑性塑料,经常被用来制作各种需要承受开水温度的塑料杯、一次性泡沫饭盒;因其使用广泛,污染环境的程度较高,而被纳入了本次的重点研究对象。 令研究学者意想不到的事情发生了!在灌胃的仅仅2小时后,小鼠脑组织中便出现了特定的纳米级绿色荧光信号。这表明,0.293µm的PS微粒能在很短的时间内被胃肠道吸收,并穿透BBB进入脑组织中。 有意思的是,脑组织中只检测到了绿色荧光颗粒(即0.293µm的纳米塑料),而没有更大颗粒的信号。也就是说,塑料微粒的大小或是影响其穿透BBB能力的关键因素。 给药的2小时后,小鼠脑内检测到纳米级PS塑料微粒 此外,Science Advances上最新刊登的研究揭露了微塑料的另一大新罪证——纳米塑料能够进入大脑,与神经元中的蛋白纤维发生作用,从而加剧帕金森病的风险。 这些“狡猾”的塑料微粒不仅仅是进入大脑这么简单,还诱导了严重的神经毒性,成为某些疾病的“铺路石”。 DOI: 10.1126/sciadv.adi8716 帕金森病(PD)的病理特征是α-突触核蛋白在脆弱的脑神经元中病理性积聚,可以说α-突触核蛋白是PD发病中的中心环节。 为了探明塑料微粒与帕金森病之间的关系,第一步,研究者先在体外将高浓度的野生型人类α-突触核蛋白单体蛋白(~1 mg/ml)与聚苯乙烯纳米塑料(平均直径~39.5±0.7nm的1nM)进行混合。 结果显示,在阴离子纳米塑料污染物的催化下,α-突触核蛋白发生了聚集。具体来说,在α-突触核蛋白与纳米塑料污染物持续混合的6天后,产生了浑浊的白色泡沫界面,整体也出现了浑浊。使用负染色透射电镜(TEM)观察溶液中的产物发现,早在第3天就有多条α-突触核蛋白纤维从单个微塑料中发出。纳米塑料污染物与α-突触核蛋白的混合过程 第二步便是探究“how”——具体来说,阴离子纳米塑料是如何加速α-突触核蛋白的聚集的呢? 分子动力学(MD)模拟表明,α-突触核蛋白与阴离子纳米塑料形成了相当稳定的复合物,其特点是在两亲结构域和邻接非淀粉样成分(NAC)结构域中具有很强的静电吸引和压实作用。然而,如果使用中性或阳离子纳米塑料来取代阴离子纳米塑料时,则未能形成类似的复合物。 仔细观察发现,阴离子纳米塑料能够置换水,插入α-突触核蛋白的两亲结构域和NAC结构域,并与之形成强烈的相互作用。正是两亲结构域和NAC结构域的存在,促成了阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白的特异性结合,从而促进α-突触核蛋白成核。 与此同时,阴离子纳米塑料还会导致神经元的轻度溶酶体损伤,减缓α-突触核蛋白聚集体的降解。生成的增多,降解的减少,自然会导致“不平衡”的发生。 阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白共同形成了稳定的复合物 第三步便是追踪真实的脑内链路,研究者构建了小鼠模型,将不同浓度的人类α-突触核蛋白纤维滴定在小鼠的初级神经元上。光片显微镜和共聚焦分析表明,α-突触核蛋白纤维很容易扩散开来,在大脑皮层、丘脑和杏仁核的神经元以及黑质紧密区(SNpc)的多巴胺能神经元中积聚。 当共同注射纳米塑料与α-突触核蛋白纤维时则出现了更令人惊讶的情况——注射3天后,SNpc中大约20%的多巴胺能神经元的α-突触核蛋白纤维和纳米塑料均呈阳性,且有75%的α-突触核蛋白纤维信号与纳米塑料共定位。 事实上,当给小鼠同时注射纳米塑料和α-突触核蛋白纤维时,会在多巴胺能神经元中观察到成熟的胞质磷酸化Ser129-α-突触核蛋白包涵体,同时在整个皮质幔、杏仁核和SNpc中均出现了pS129-α-突触核蛋白病理变化的大幅增加。 总结而言,在较高的纳米塑料浓度下,这些大脑中的阴离子纳米塑料污染物会与α-突触核蛋白纤维发生协同作用,上调pS129-α-突触核蛋白包涵体在相互连通的大脑区域中的传播,进而增加了小鼠大脑皮层、杏仁核和SNpc中的病理沉积。 纳米塑料在小鼠脑内聚集并形成包涵体 最后一步,也是与人类关联性最强的一步——研究者采用裂解气相色谱-质谱法在人脑中检测到清晰的苯乙烯纳米塑料。 聚苯乙烯并非止步于血液中,其纳米塑料颗粒可穿透哺乳动物的血脑屏障。在先前的研究中,研究者在路易体痴呆症患者的额叶皮层脑组织中观察到很强的α-突触核蛋白种子活性,同时也发现了强烈的苯乙烯离子痕迹。 这些数据首次测量了纳米塑料可能作为污染物进入人脑组织中,但其浓度与作用还需要更进一步的人体试验进行探究。 神经元α-突触核蛋白和纳米塑料污染物之间的病理相互作用 综上,纳米塑料污染能够促进帕金森病以及痴呆症相关的α-突触核蛋白的聚集。具体来说,阴离子纳米塑料污染物能够进入大脑组织,通过与α-突触核蛋白的两亲和NAC结合域的高亲和相互作用,导致α-突触核蛋白病理学的传播和积聚,进而诱导帕金森等神经性疾病的发生。 众所周知,塑料降解速度很慢,通常会持续数百年甚至数千年,这也增加了微塑料被摄入并累积在许多生物体和组织中的可能性。 为了避免人类的五脏六腑变成“塑料制品”,最简单的办法就是——尽量在生活中减少塑料制品的使用并及时治理塑料污染,别让地球被塑料“攻陷”之后再追悔莫及。
  • 河北工大郑士建团队在金属材料强塑性研究方面取得新进展
    近日,河北工业大学原子尺度研究团队在国际顶级学术期刊Science Advances上发表了题为“Enhancing strength and ductility via crystalline-amorphousnanoarchitectures in TiZr-based alloys”的研究论文,揭示了纳米尺度晶体-非晶三维双联续结构有助于改善材料强度和塑性的固有矛盾,实现材料强度和塑性的同时提升。论文发表页面展示强度和塑性是金属结构材料的两个重要力学性能。但是,强度的提高往往伴随着其塑性的降低,即强度和塑性呈倒置关系。例如,细晶强化和第二相强化会降低应变硬化能力,从而降低塑性。金属非晶材料(又称金属玻璃)通常要比对应的晶体材料具有更高的强度,但是其在本研究提出的通过三维双连续纳米双相结构设计来制备高强韧复合材料的新策略,可以广泛应用于钛合金、铝合金、超级钢等金属结构设计制备。文章链接:https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abm2884?af="R作者简介郑士建,河北工业大学教授,博士生导师,2014年入选中科院“百人计划”,2016年入选国家“海外高层次人才引进计划”青年项目。长期致力于金属结构材料与能源材料的原子尺度研究,研究成果揭示了高温、高应力、强辐照等极端使役环境下原子尺度界面结构对高温合金、钛合金、层状金属材料力学性能、抗核辐照损伤性能的影响规律,以及能源电池材料服役过程中原子尺度衰变机制。在Nature Communications、Advanced Materials、Acta Materialia、Scripta Materialia 等高水平期刊发表SCI论文130余篇,引用近5000次,并受邀在(国际塑性、损伤与断裂会议等)高水平国际会议上做邀请报告,主持或参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目11项。获河北省政府特殊津贴(2019)、天津市创新类领军人才(2019)等荣誉,并任中国电子显微镜学会(2016-至今)等学会理事。明开胜,副教授,博士生导师,河北工业大学“元光学者”启航A岗,于2020年1月毕业于北京航空航天大学,并于同年4月加入河北工业大学。于2017.09-2019.09在美国内布拉斯加大学林肯分校公派留学。于2021年任Coatings 期刊客座编辑。研究方向为新型高强韧金属材料(包括高熵合金、晶体-非晶纳米复合材料)设计、强韧化机理以及多尺度形变机制。先后主持国家自然科学基金青年项目、河北省高层次留学人才回国资助项目、河北省自然科学基金青年项目等;以第一作者或者通讯作者在Science Advances、Acta Materialia、International Journal of Plasticity、Scripta Materialia 等高水平期刊发表论文15篇,其中2篇入选ESI高被引论文。获得荣誉包括北京航空航天大学优秀毕业生、北京航空航天大学优秀博士论文、博士研究生国家奖学金、宝钢优秀学生奖、河北工业大学材料科学与工程学院“突出贡献奖”等。
  • 欧盟食品安全局发起非塑性食品接触材料合作计划
    2010年2月22日,欧盟食品安全局发布消息称,已经成立科技协作工作组(ESCO),专门收集和分析那些能够接触到食品的非塑性材料的安全性信息。   最近几年的研究发现许多非塑性食品接触材料(例如墨水和粘合剂)能够迁移到食品中。虽然欧盟法规中规定所有能够接触到食品的材料必须是安全的,然而和塑性材料不同,许多非塑性食品接触材料不受欧盟层面法规的限制。   科技协作工作组是依据欧盟食品安全局咨询论坛的讨论成立的,集合了各国食品安全机构的代表。工作组由欧盟各成员国中从事食品接触材料的立法和安全性评估的专家以及欧盟食品安全局相关专家组中致力于这方面研究工作的成员组成。2010年2月17日,科技协作工作组在欧盟食品安全局总部帕尔马召开了第一次会议。   科技协作工作组将收集欧盟各成员国中关于应用于非塑性食品接触材料的物质评估的信息和专家意见。同时,工作组还将研究进行风险评估的不同方法之间的优势和劣势,为以后的安全性评估制定标准,并提出一些后续的行动建议。
  • 《Science》重塑成人大脑的可塑性
    星形胶质细胞是大脑中的细胞,长期以来被认为仅仅是神经元的支持细胞。近年来,对星形胶质细胞的研究日益增多,逐渐揭示了星形胶质细胞在脑功能中的重要性。Inserm、CNRS和法国生物跨学科研究中心学院的研究人员现在已经发现了它们在结束出生后大脑可塑性阶段中的关键作用,发现它们是感官和认知能力发展的关键。从长远来看,这些发现将使我们有可能设想出新的策略,在成人中重新引入大脑可塑性,从而促进脑损伤或神经发育障碍后的康复。这项研究已发表在《Science》杂志上。大脑可塑性是出生后的一个短暂的关键时期,在这一时期,大脑根据所接受的外部刺激(环境、相互作用等)重塑神经元的“线路”。这个时期的结束或“结束”标志着神经回路的稳定,与有效的信息处理和正常的认知发展有关。可塑性在未来仍然是可能的,尽管比生命开始时的水平要低得多。20世纪80年代的开创性研究表明,将不成熟的星形胶质细胞移植到成年动物的大脑中,会重新引入一段主要的可塑性时期。Inserm研究员团队和生物学跨学科研究中心从这一过程中获得灵感,揭示了迄今未知的导致可塑性闭合的细胞过程。大脑可塑期出现的问题可能会产生重大的长期后果。例如,如果一个人的眼睛状况使他不能正确地看东西,比如斜视(交叉眼),如果不及时治疗,相应的大脑线路就会永久性地改变。为了弥补这一点,研究人员试图通过确定一种治疗方法来重塑这种连接,这种治疗方法可以重新引入大脑的可塑性,即使大脑已经关闭。为了实现这一点,他们还试图更好地描述这种封闭背后的生物学机制。移植未成熟星形胶质细胞重建脑可塑性通过对小鼠视觉皮层的实验,研究人员表明,不成熟星形胶质细胞的存在是大脑可塑性的关键。随后,星形胶质细胞在可塑期参与中间神经元的发育成熟,最终导致其关闭。这种成熟过程是通过一种涉及连接蛋白30的新机制发生的,研究人员发现在成熟的星形胶质细胞中,连接蛋白30在闭合过程中水平很高。将星形胶质细胞移植到成年小鼠体内能重新引入大脑可塑性吗?为了找到答案,研究人员从幼鼠(1到3天大)的视皮层培养了不成熟的星形胶质细胞。这些不成熟的星形胶质细胞被移植到成年小鼠的初级视皮层,然后在单眼蒙蔽四天后评估视皮层的活动——这是一种用于评估大脑可塑性的标准技术。他们发现,与未接受移植的对照组小鼠不同,移植了未成熟星形胶质细胞的小鼠表现出高度的可塑性。这项研究提醒我们,在神经科学领域,我们不能只关注神经元。胶质细胞是星形胶质细胞的一个亚型,它调节着大脑的大部分功能。我们意识到这些细胞有积极的作用。神经胶质细胞比神经元不那么脆弱,因此是一种更容易作用于大脑的手段。胶质细胞占大脑细胞的一半以上。它们与神经元的细胞谱系不同,功能也有很大的不同。直到最近,它们还被认为是大脑的“清洁剂”,但研究人员意识到它们在释放分子方面也起着积极的作用。与神经元相比,它们发生在大脑发育的后期,不以同样的方式进行交流,并且占主导地位。
  • 木塑复合材料:有标准才能更坚固
    入夏以来,越来越多的游人涌向北京奥林匹克森林公园,园内坡道和亲水平台上一种既像木头又类似塑料的材料引起了很多人的好奇。这就是木塑复合材料。   “木塑复合材料制品,在保证不含甲醛的绿色健康基础上,还兼具塑料和天然纤维的双重优点:既拥有天然木材的质感,同时又克服了天然木材在使用中易变形、翘裂、易霉变、受虫蚁侵害等致命缺陷,不需要复杂后期维护,使用寿命长。”华新绿源环保产业发展有限公司木塑事业部总经理李韶龙介绍说。   据了解,木塑材料具有热塑性塑料产品易于成型的加工特性,又大大改善了塑料制品的蠕变严重缺陷,综合机械性能得到明显提高 既可以使用一般的塑料加工设备进行不同截面制品的成型加工,还可以像木材那样使用普通木工机械进行长度锯切、表面砂光等成型产品后期处理 既可以通过使用再生塑料和废弃的天然纤维来实现废物利用,还可以通过制品的回收再处理避免对环境造成不利影响,是真正符合国家环保政策的新型绿色建材产品。   据了解,木塑复合材料的适用范围几乎可以涵盖原木、塑料、陶瓷、塑钢、铝合金及其他相似复合材料原有的使用领域,并已开始渗透入建筑、家装、家具、汽车、交通、物流、包装、园林、市政、环保、体育,甚至军事领域,辐射面和影响力正逐渐扩大,应用前景十分广阔。   木塑材料在北美及欧洲地区主要客户是普通消费者,主要产品是木塑地板、栏杆和栅栏等。由于技术的发展时间相对较长,相关的安装技术和配套产品齐全,市场对于木塑制品的接受程度较高。随着生活水平的逐步改善和城市建设的快速发展,我国各地开始大规模的市政改造和公园建设,木塑材料也因其优异的特性而获得快速的发展。北京奥运会场馆周边建设和世博会中国馆都通过使用木塑材料,宣传环保、绿色的政策导向。目前木塑材料还开始逐渐应用于小区景观建设、结构建设中。因其密度低、具有阻燃性、外观美观而在室内大规模的使用,主要产品有门、窗、门套、角线、长城板、吊顶等。由于木塑材料防潮、防霉、寿命长、强度高、免熏蒸的特性,也被应用于物流用的托盘产品。   然而,与其他新兴产业一样,木塑产业发展遇到的最大问题就是标准不清,产品质量良莠不齐,极大地影响了消费者采用此类产品的信心。   中国可持续发展研究会与木塑复合材料专业委员会的材料显示,自1998年木塑材料进入中国产业领域开始,标准问题就始终困扰着这个新兴行业,一些有关人士也为此做了很多努力。例如:早在2001年,中国包装总公司就曾主持制定《BB/T 0020 木塑复合材料托盘》行业标准(未被采用) 国家林业局在2004年颁布了林业行业标准《LY/T1513 挤压木塑复合板材》。中国木塑材料策源地之一的广东省先后颁布了《木塑复合材料技术条件》和《木塑复合材料检验与试验方法》等地方标准。木塑专委会在2006年被推选为奥运会木塑材料应用总协调单位后,曾应邀起草《北京奥运工程木塑复合板材/型材质量检测技术指南》等。近10年来,木塑标准的制定工作一直若有若无地推进,这种寂寥的现象在2008年以后有了突然的改观。2009年3月和6月,先后有两部有关木塑材料的国家标准《GB/T 24137 木塑装饰板》和《GB/T 24508 木塑地板》出台,并分别在2010年2月和4月开始实施。据悉,目前至少还有6部以上的木塑标准在起草或待国家有关部委审批之中。   可是,在中国可持续发展研究会与木塑复合材料专业委员会秘书长刘嘉看来,纵观目前木塑复合材料标准化制定工作,一个反常的现象是,一些从事非本专业领域研发、生产的组织机构态度积极而专业生疏,或个别标准由企业主导,成为企业利益的代言。“在生产实践中,产品标准并不是越多越好,它的制定必须从行业的实际需求出发,关键是看对行业的发展和提升是否起到了真正的推动作用。而现在木塑行业实施的某些标准,不仅远未达到这个要求,反而成为一些低质产品的庇护所,一个令人感到吃惊的事实是,连标准参编单位自己都不敢采用参编的标准来与客户进行谈判和贸易。”刘嘉说。   在日前中国科协第十五届年会召开之际,国务院参事、科技部原副部长刘燕华在调研了木塑产业发展后,也特意针对木塑产业的发展和创新发表了意见。他认为,行业发展要深入了解各级政府,特别是中央部委的扶持政策,要及时掌握信息并做好准备。对同质化低端产品竞争问题,刘燕华提出3个建议:一是必须借助新技术,推出新产品 二是在提高产品品质的前提下提高附加值,可以考虑向高端进军,向高端消费转化 三是加快技术质量标准的制定和整合,用技术手段“驱逐劣币”。刘燕华希望木塑行业严格按照现代企业的模式运作、企业做好愿景规划、合理内部分工、充分进行合理授权、完善激励机制,使企业做大做强、行业走向良性发展。
  • 布鲁克技术指南 | 分析微塑料仪器怎么选?
    据新闻报道,首次确认,人体已被微塑料污染,污染源不仅是海洋。人类平均每年制造800万吨塑料废物。然而,这些急速增加的塑料要等1000多年才能降解。等不及降解,它们很快就会碎裂成被称为“微塑料”的微小碎片,无处不在。除了出现在人们餐桌上,甚至还出现在了人体内。微塑料对人类的威胁正在日益影响到我们的正常生活。 分析微塑料颗粒 (MPP) 有许多方法,采用不同的光谱技术以达到不同的分析要求。布鲁克作为红外光谱技术的领导者,一直以来为研究者提供最为全面和最为先进的微塑料分析的解决方案,我们从肉眼可见的微小颗粒到低至0.5um的微塑料样品都能为研究者提供最佳的分析方法。微塑料(MPP)分析方案分析方法可测颗粒大小样品滤膜要求自动化程度测量速度价格比较布鲁克仪器ATR FT-IR spectroscopy 500 μm不用滤膜低慢¥ALPHA IIINVENIOFT-IR microscopy 10 μm红外透明高快¥¥LUMOS IIHYPERIONATR FT-IR microscopy 5 μm任何滤膜 任何基底材料高中¥¥LUMOS IIHYPERIONFT-IR imaging 5 μm红外透明非常高非常快¥¥¥LUMOS IIHYPERIONATR FT-IR imaging 2 μm任何滤膜 任何基底材料高中¥¥¥LUMOS IIHYPERIONRaman imaging 0.5 μm无荧光非常高快¥¥¥SENTERRA II布鲁克为研究者提供微塑料样品处理附件样品夹宏附件过滤装置强大的OPUS软件结合我们的OPUS数据处理软件(或者选用专业的微塑料分析软件),帮助您轻松应对微塑料的分析难题。FT-IR显微技术已经成为分析微塑料的标准方法 它适用于任意来源的微塑料样品并且能够轻松识别所有的聚合物类型。采用面扫或者先进的FPA成像技术,可以实现全自动化的测量整个滤膜上的数千个MPP。BRUKER FTIR/RAMAN显微镜系列(LUMOS II、HYPERION、SENTERRA II)提供了微塑料分析所有的必要能力,结合我们的分析方案,为您的研究助推加力。BRUKER是您在微塑性分析领域的得力伙伴和支持者,我们正在不断地加强技术,为推动微塑料污染物分析与研究的前沿科研上贡献着自己的一份力量。
  • ASD | ASD Fieldspec 4 光谱仪在塑料污染探测方面的应用
    随着人类活动的增加,塑料垃圾在我们的日常生活中越来越常见。塑料污染对环境和生态造成了严重的影响,对人类的健康也有潜在的威胁。在这个背景下,如何高效地探测和处理塑料垃圾成为了全球环保领域的重要研究课题。传统的塑料垃圾控制方案难以完全根除塑料垃圾的影响。近年来,新的探测方式已经成为塑料垃圾问题的热门解决方案。其中,遥感探测技术日益成为新的研究方向,今天我们来了解一篇相关论文,希望能够增强人们对光谱技术在塑料垃圾探测和处理中的认识和了解,同时也提高大家对环保问题的意识和重视。ASD Fieldspec 4 光谱仪在塑料污染探测方面的应用近年来,人们将重点放在利用卫星、飞机和无人机的光学传感器等遥感技术探测塑料垃圾。随着对这些技术需求的不断增加,至关重要的是,不仅要了解原始塑料的诊断光谱特性,而且要了解代表各种环境塑料的风化和生物污染塑料的诊断光谱特性。目前,干塑料的光谱反射率已知,并已经应用于材料回收领域,但其仅限于干塑料测量的评估项目。为了能够识别河流、港口和海洋等水生环境中的塑料垃圾,需要获取塑料潮湿时或被淹没时的光谱特征。此外,其他水成分,如沉积物或藻类,也可能会进一步影响塑料物品的反射信号。迄今为止,只有有限数量的高质量数据集被发布在开放获取的存储库中,数据集中包括潮湿塑料垃圾和水中塑料垃圾的高光谱测量。由于环境中的塑料在聚合物类型、颜色、透明度、厚度、状态(原始的、生物污染的、风化的、皱褶的)和湿度(干燥的、潮湿的、浸没的)方面非常多样化,因此在科学界内构建能代表塑料在许多不同方面的可靠数据集至关重要。图片来源于网络,如有侵权请联系删除基于此,在本研究中,由比利时奥斯坦德法兰德斯海洋研究所、比利时根特大学水生生态学研究小组、佛兰德技术研究所(VITO)、比利时布鲁塞尔自然与森林水产管理研究所、研究基金会-佛兰德斯(FWO),比利时布鲁塞尔组成的一组研究团队收集了安特卫普港码头和特姆斯桥附近谢尔特河自然条件下的原始、风化和生物污染的塑料制品和塑料碎片样品,同时选择纯原始塑料聚合物,进行塑料样品人工风化模拟、生物污染模拟,利用ASD FieldSpec 4地物光谱仪规范测量由不同聚合物组成的塑料样品的干燥光谱反射率、潮湿和水下环境中(人工模拟环境)的光谱反射率,提出了一个利用ASD FieldSpec 4地物光谱仪获得的宏观塑性样品的高光谱反射率数据集。在人工风化实验中使用的紫外线室的参数在原始塑料标本上进行诱导生物膜生长实验的水族馆装置实验装置:(a)实验室设置(b)筒仓罐设置【结果】光谱(b)显示低均匀场样品的伪重复,光谱(c)是所有伪重复的均值聚合物概述及研究期间进行的处理【结论】本研究创建了一个数据集,其中包含10种塑料聚合物的光谱数据,这些聚合物经过了人工风化和人工生物污染处理,以及现场采集的塑料样品光谱数据。采集到的光谱可以作为未来遥感塑料检测技术的参考,有助于通过光谱分析了解塑性检测的复杂性。并不是所有可能的场景都可以以实验的方式进行测量,因此该数据集可以进一步用于比较和补充数值模拟。本文中所描述的数据集旨在通过增加关于原始塑料样品、人工风化和被生物污染的塑料样品的高光谱反射率的新信息,来补充现有的数据集。此外,该数据集提出了在各种水浊度条件下获得的塑料光学特征,通过在选定浓度的水中添加沉积物或藻类而获得。总之,遥感技术可用于海洋塑料污染的探测、观察和监测。然而,由于缺乏对环境塑料光学特征的了解,在设计适合检测塑料污染的算法方面就可以迈出一小步。所提出的高光谱数据集是在了解塑料碎片暴露于自然介质(如紫外线辐射或生物污染)时的光学特征方面向前迈进了一步。此外,根据所提供的数据,可以研究生物污染和风化对不同聚合物的影响。最后,在本数据集中还描述和评估了塑料聚合物的条件(即干燥、潮湿或浸没在不同浊度下)。因此,本研究预计该数据集将有助于光谱波段的释义,并协助开发用于在(半)操作环境中观察、监测和识别塑料的算法。请点击下方链接,阅读全文:https://mp.weixin.qq.com/s/Sz09bsTy4p4ywo6PYBbSWw
  • 薄膜拉伸强度测试仪如何区分弹性变形和塑性变形
    在薄膜拉伸强度测试中,准确区分弹性变形和塑性变形对于材料工程师、物理学家以及产品开发者而言,是至关重要的一环。这两种变形类型不仅决定了材料的基本性能,还直接关系到产品的使用寿命和安全性。本文旨在深入探讨薄膜拉伸强度测试中弹性变形与塑性变形的区分方法,以及它们在材料科学领域的应用。一、弹性变形与塑性变形的基本概念弹性变形,指的是材料在外力作用下产生变形,当外力消失时能够恢复到原始形状和尺寸的现象。这种变形是可逆的,不涉及材料的内部结构变化。而塑性变形则是指材料在外力作用下产生变形后,即使外力消失也不能完全恢复到原始形状和尺寸的现象。塑性变形是不可逆的,通常伴随着材料内部结构的改变。二、薄膜拉伸强度测试中的变形观察在薄膜拉伸强度测试中,我们可以通过观察材料的应力-应变曲线来区分弹性变形和塑性变形。在弹性变形阶段,应力与应变之间呈线性关系,即应力增加时,应变也按一定比例增加。当应力达到弹性极限时,材料开始进入塑性变形阶段,此时应力-应变曲线呈非线性关系,应变继续增加但应力增长缓慢或不再增长。三、区分弹性变形与塑性变形的具体方法应力-应变曲线分析:如前所述,通过分析应力-应变曲线的形状和变化,可以判断材料是否进入塑性变形阶段。在弹性变形阶段,曲线呈直线状;而在塑性变形阶段,曲线则呈现弯曲或平坦的趋势。卸载试验:在拉伸测试过程中,当材料达到一定的应力水平时,可以突然卸载并观察材料的恢复情况。如果材料能够迅速恢复到原始长度,则说明之前的变形主要是弹性变形;如果材料不能完全恢复,则说明存在塑性变形。残余应变测量:在拉伸测试结束后,通过测量材料的残余应变可以判断塑性变形的程度。残余应变越大,说明塑性变形越显著。四、弹性变形与塑性变形在材料科学中的应用材料选择:了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料以满足特定需求。例如,在需要高弹性的场合(如橡胶制品),应选择弹性变形能力强的材料;而在需要承受大变形而不破裂的场合(如金属薄板),则应选择塑性变形能力强的材料。产品设计:在产品设计过程中,考虑到材料的弹性变形和塑性变形特性,可以优化产品结构以提高其性能和安全性。例如,在设计弹性元件时,需要充分利用材料的弹性变形能力;而在设计承力结构时,则需要考虑材料的塑性变形特性以确保结构的稳定性和安全性。质量控制:通过测量材料的弹性模量、屈服强度等力学性能指标,可以评估材料的性能是否满足要求。同时,通过观察材料的变形行为(如弹性变形和塑性变形)可以判断材料是否存在缺陷或质量问题。五、结论在薄膜拉伸强度测试中准确区分弹性变形和塑性变形对于材料科学领域具有重要意义。通过分析应力-应变曲线、进行卸载试验和测量残余应变等方法可以判断材料的变形类型。了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料、优化产品设计和提高产品质量。未来随着材料科学的发展和技术的进步相信我们将能够更加深入地理解材料的变形行为并开发出更多高性能的材料。
  • 关注微塑料污染,安捷伦打出定性定量“组合拳”
    塑料是一种质轻耐磨、可塑性能良好且不易被腐蚀的有机合成高分子材料,由于其成本较低且化学性质稳定而被工业领域广泛应用。但正因其不易被降解的特性,塑料垃圾在自然界中会造成持久的污染。据了解,被丢弃后的塑料制品在自然界中被完全降解至少需要上百年,塑料垃圾的“消失”多指其在物理形态上变成人眼不可见的碎片,粒径低于5 mm 的塑料碎片则被学术界定义为微塑料(Microplastics, MPs)。尽管肉眼很难辨别,微塑料已被证实在海洋、土壤及大气圈中持续存在并扩散着,其被生态圈中的生物吸入或食用后易造成不可逆的负面影响。微塑料这一概念最早在2004年由英国普利茅斯大学的理查德汤普森(Richard Thompson)在《Science》上提出。近期,《环境国际》(Environment International)上的一项研究指出,人体血液中同样存在微塑料,证实这种新污染物已进入人类体内,成为人类健康的又一大隐患。目前,在不同领域,国际上对于微塑料已经有了多种方向的研究,其对生态环境和人类的长期影响正在被科学家们逐步揭开,相关选题也快速变成国际学术热点。基于此,仪器信息网特别策划《新污染物检测迫在眉睫:微塑料专场》主题约稿,就微塑料相关的检测方法、解决方案、技术难题等采访业内多家著名厂商。日前,安捷伦科技(中国)有限公司(以下简称“安捷伦”)以微塑料的定性手段开篇,详解该公司在微塑料检测领域的优势。安捷伦是生命科学、诊断和应用化学市场领域的领导者,为全世界的实验室提供仪器、服务、消耗品、应用与专业知识,以帮助客户获得他们所寻求的深入见解。其专业技术聚焦于食品、环境与法医、药物、诊断、化工与能源、研究六个关键领域。仪器信息网:目前,国际上对于微塑料的检测存在怎样的困难?安捷伦采用了怎样的技术?安捷伦:微塑料研究的最大困扰在于,国际上对微塑料样品前处理和检测还没有统一的标准,各国、各领域对于微塑料的检测手段仍然是多样的。但是,多样中仍然存在着相对的统一,目前已经有大量学者的研究表明:红外光谱是一种有效的微塑料定性手段。仪器信息网:红外光谱的原理是什么?在微塑料领域是怎样被应用的?安捷伦:红外光谱非常适合化合物的定性鉴别。其原理是化合物吸收红外光后引起分子化学键振动和转动能级跃迁而产生吸收光谱。由于不同化合物分子中所含官能团可能有差异,以及官能团所处的微观环境不同,每种化合物的红外光谱都是独一无二的,因此红外光谱又称为分子的指纹谱图。在微塑料领域,检测不同高分子聚合物产生的红外光谱可对官能团进行定性分析,判别粒子的化学式组成。同时,结合一些数据分析软件,可以实现大量微塑料颗粒的统计分析。仪器信息网:具体来说,安捷伦对于微塑料检测的解决方案采用什么样的红外光谱技术?安捷伦:安捷伦对微塑料相关应用方案的开发已经持续了十几年,期间经过了多次技术革新。主要路线是从傅里叶变换显微红外到傅里叶变换焦平面红外成像,再到激光红外成像的技术迭代。傅里叶变换显微红外测试微塑料通常有两种方式:1. 透射模式:在高倍可见光显微镜下用镊子将滤膜上的微塑料颗粒逐一挑出,放置在钻石池附件里将颗粒物压扁,采集样品的透射光谱。该方法的优点是能够获得较高信噪比的谱图,缺点是分辨率较低仅能测试150um以上的颗粒,逐一手动挑取工作效率低下,以及肉眼挑取可能导致的主观误差等。2. ATR(衰减全反射)模式:用显微镜的ATR探头直接压在滤膜上的颗粒物进行检测。相对于透射模式,分辨率和效率有所提升,但是微塑料样品来源复杂,压到一些泥沙颗粒非常容易导致ATR晶体损坏,测试成本很高;ATR晶体与滤膜的接触面积约为直径80微米的圆形,对于在滤膜上分布密度较大的小尺寸颗粒,ATR容易一次测到多个颗粒,导致定性错误和颗粒物数量统计错误,此外,每次测试之间ATR晶体的清洁和防止交叉污染也是一个无法回避的问题。傅里叶变换焦平面红外成像微塑料测试方案基本也可以实现微塑料的自动化检测。该方法是将滤膜上的微塑料颗粒通过乙醇超声萃取并全部转移到窗片上,红外成像系统通过拼图(mapping)的方式,完成整个窗片的扫描,软件自动提取出其中颗粒物的红外谱图,完成所有颗粒物的定性和统计分析。该方法的优点是基本上可以实现仪器自动化,无需接触样品即可完成测试,分辨率较高。但缺点也很明显,如无效数据量太大,以及可以自动拼图的面积太小,通常超过1cm窗片的拼图非常容易由于拼图时间太长,数据量太大导致电脑系统崩溃等。安捷伦对微塑料研究工作者进行了大量的市场调研,大家对测试效率、自动工作化流程、系统智能化和易用性提出了更高的要求。在此基础上,安捷伦公司基于8700LDIR激光红外成像系统开发了专门的微塑料测试流程。图1 安捷伦8700LDIR 激光红外成像光谱仪仪器信息网:8700LDIR激光红外成像系统有何技术亮点?安捷伦:8700LDIR激光红外成像系统采用量子级联激光器(QCL)为光源,其能量是传统傅立叶变换红外显微/成像系统光源的10000倍以上,准直的激光经过光路反射后直接照射到样品上,即使对于um级别的小样品也能得到信噪比足够好的红外光谱图,实现样品准确定性及定量分析。微塑料全自动测试方法包可以提高微塑料样品检测效率,应对海量样品的测试需求。用户将样品置入样品仓后,点击鼠标,系统即可自动完成样品的测试并得到统计报告。即使没有任何化学和仪器操作经验的工作人员,也可以在短时间内熟练掌握。8700LDIR提供两种微塑料测试流程:基质比较简单且颗粒数比较少的样品,直接在滤膜上测试;基质较复杂,且颗粒数比较多的样品,为尽可能降低颗粒堆叠对测试结果的影响,可采用将颗粒从滤膜上洗脱下来,转移到反射窗片上再测试。该方法需要首先将滤膜浸入乙醇中超声,将滤膜上所有的颗粒洗脱到乙醇溶液中进行浓缩,然后将乙醇溶液滴到反射窗片上,待乙醇自然挥发后,通过8700LDIR的透反模式(即激光穿过样品到达窗片,并反射回来达到检测器)进行全自动非接触式测量。图2 激光红外成像微塑料测试工作流程图8700LDIR首先对整个窗片进行全扫描并自动识别、定位上面的所有颗粒,然后对识别出的颗粒依次进行全谱图扫描。与传统焦平面红外成像系统扫描所有区域不同,激光红外成像系统仅对识别出的颗粒进行谱图采集,因此不会浪费任何时间在无效区域采集上。每个颗粒从定位、图像采集、谱图采集以及数据处理的平均总时间仅为8s,最快可达1s。以检测某样品为例,871个颗粒的测试时间仅需2小时,包括从样品放入到获得完整的统计报告,结果如图3所示。图3 激光红外成像测试报告从左至右依次为:窗片上颗粒分布图;单个样品信息(照片/尺寸/定性结果);颗粒数及定性结果统计;粒径分布统计8700LDIR 激光红外成像可以更简单、高效、自动地测试微塑料,基本消除了人为误差的影响,为未来微塑料测试方法的标准化奠定了基础。我们也很期待8700LDIR 激光红外成像技术的独特优势在微塑料研究中发挥更加重要的作用。
  • 葛利云教授团队:用餐/饮水是人类摄入大气沉积微塑料的途径之一
    微塑料(MPs)带来的人类健康风险已经引起了广泛关注,但对人类接触途径和强度知之甚少。此前,人们发现这些塑料微颗粒只会积聚在废水、河流和海洋中。2020年6月12日美国犹他州立大学的首席研究员、环境科学家贾尼斯布拉尼(Janice Brahney)发表在美国《科学》杂志上的一篇研究报道中表明,这些塑料污染物遍布美国西部11个国家公园和野生保护地区,其中包括著名的科罗拉多大峡谷和落基山国家公园,而尤以落基山国家公园的数量最多,预计这种塑料微颗粒会在世界各地发现。这样表明塑料已经无处不在,它能进入大气循环、伴随降雨,遍布人迹罕至之地。大气中无处不在的微塑料以及随后在遥远的陆地和水生环境中的沉积,应当引起广泛的生态和社会关注。由Journal of Hazardous Materials最近发表的来自温州医科大学葛利云教授团队的研究发现,在用餐/饮水活动中会摄入大气沉积的MPs,并且饮食中大气沉积的MPs的摄取量大于直接来自食物来源的MPs。“有几项研究试图量化全球塑性循环,但没有意识到大气层的边缘。我们的数据显示,塑料循环最先发现在全球水循环,但也有着大气、海洋和陆地的生命周期。”葛利云说。该项研究主要成果为:吸入大气中的MPs(微塑料)是人类主要的MPs接触途径,而另一重要暴露途径是日常饮食的沉积物中吸入MPs 餐饮场所中MPs多达105种,其中90%小于100µm的碎片是非晶态碎片的大气沉积MPs 典型的工作生活场所每年约有1.9 ×105至1.3 ×106个微塑料,通过大气沉积在饮食上被摄入,沉积在饮食中的大气层MPs的接触强度在室内高于室外 饮食中摄入大气MPs比从食物来源摄入高2-3个数量级 覆盖和清洗餐具可减少饮食中大气沉积MPs的暴露。葛利云教授团队一直从事新型污染物在自然界中的迁移转化及环境污染治理技术研发。在国际权威期刊Journal of Hazardous Materials、Photochemical & Photobiological Sciences、Journal of Chemical Technolog and Biotechnolog等发表多项成果,为新污染物的降解处理技术、环境分布特征及迁移转化行为方面提供了理论依据。“微塑料是尺寸为5~100 mm的塑料颗粒,其体积较小、毒性大,随着食物链的传递,影响生物体营养膳食、生长发育、繁殖生存。为了保护和修复水体环境,对水体中微塑料进行收集、检测和去除尤为重要。从水体样品中收集微塑料和准确鉴别种类,是分析和去除微塑料的基础。”葛利云说。2022 年8月,葛利云团队授权一项实用新型专利:一种海洋微塑料检测取样装置(ZL2022 2 2262030.2)。该专利涉及环境监测技术领域,解决了微塑料样品测试结果准确性不足的问题,海洋微塑料检测取样装置包括外壳体和控制室,外壳体设有进水道,控制室内设有发电装置、锂电池、电机和控制器,控制器与发电装置、电机和锂电池电性连接。这种海洋微塑料检测取样装置可以获取多组样品,提高样品的准确性,还可以利用水流作用进行充电,提高在待测水域的使用时间,满足不同条件下的海水取样工作。吃进去的微塑料对健康有害吗?面对处处存在的微塑料污染,很多人会困惑,吃进去的微塑料对健康有多少危害。作为温州市第十一届、十二届政协委员,葛利云教授在今年温州市两会中汇报道,“微塑料是否会产生危害,主要考虑两点,一是微塑料本身没有毒性,但它会携带环境毒素 二是微塑料的环境累积不可逆,它可能在某些局部产生超高浓度,并经由食物链富集,对人体产生(潜在的)危害。”同时也建议大家:“从风险规避的角度出发,建少吃大型食肉类海鱼,用岩盐替代海盐,不要重复使用纯度较低的塑料瓶(如饮料瓶)装油性食物,少吃塑料盒装的地沟油概率高的外卖。
  • 哈工大(深圳): 基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子
    镓基液态金属(LM)由于其优异的金属导电性以及室温流动性特点,被认为在柔性电子领域具有广泛的应用前景。基于镓基LM材料,目前已成功开发出各类柔性电子器件,如可穿戴传感器、柔性电容器、柔性电感器以及柔性变阻器等。LM柔性器件的集成性和可靠性一直以来是该领域的研究热点,其中3D柔性电子被普遍认为是提高集成性的有效解决方案之一。然而,液态金属的流动性是一把双刃剑,虽然它为LM柔性器件提供了优异的可变形性,但同时给3D结构柔性电路的制备带来了巨大挑战。目前报道的3D打印、冷冻打印、通道填充等方法在复杂3D结构电路的制备、工艺成本以及功能性芯片的集成等方面仍存在不足。近期,哈尔滨工业大学(深圳)马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员,提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。作者基于金属材料的合金化及相关理论,着重考量材料的相变温度、机械强度和塑性加工性能,筛选出Ga-10In作为3D柔性电子制备的基础材料。固体Ga-10In的高塑性特点允许通过机械弯曲、缠绕等方式制备复杂3D结构导体,在熔点以下温度将3D导体与功能芯片连接并使用硅胶封装后,熔点以上温度加热(22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢复其流动性。此外由于过冷效应,Ga-10In导体可以在低于熔点的一定的温度范围内保持液态,保证了柔性电子器件的服役温度区间。为证明该方案的实用性,作者设计了具有超高灵敏度的3D应变传感器、由3D跳线导体构成的二极管 (LED) 阵列以及由3D螺旋结构的可穿戴传感器和多层柔性电路板组成的手指动作监测装置。相关工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity”为题发表于电子领域权威期刊《Nature Electronics》,2019级博士生李国强同学为该论文第一作者。在本项研究中,由摩方精密25 μm精度的nanoArch P150设备3D打印的高精度模具,为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。图1:基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子简介说明。(a) 液态的Ga-10In转变为固态的片状和棒状示意图;(b) 塑性变形能力对比;(c) Ga-10In低温拉伸性能;(d) Ga-10In相变性能测试;(e) 基于该方案制备的3D柔性电子。图2:Ga-In合金材料表征及性能测试。(a) 凝固态Ga-10In显微组织;(b) Ga-In合金中A6相体积分数于In元素含量的关系;(c) Ga-10In和Ga-15In显微组织表征;(d) Ga-10In拉伸样断口附近显微组织表征;(e) Ga-In合金力学性能测试;(f) 图(e)对应的屈服强度和延伸率;(g) Ga-In合金相变测试;(h) Ga-In合金熔点与In元素含量的关系。图3:2D应变传感器的电力性能测试及3D高灵敏度应变传感器设计。(a) 2D应变传感器电阻-应变关系;(b) 2D应变传感器平均GF值与应变的关系;(c) 2D应变传感器横向及纵向拉伸性能测试;(d) 3D应变传感器照片及其性能;(e) 3D应变传感器挤压位置的CT微观表征;(f) 与已报道LM应变传感器的灵敏度对比。 图4:Ga-10In 3D拱形导体及其LED柔性阵列应用。(a) 熔化前后拱形Ga-10In导体图像;(b) LED阵列示意图;(c) LED阵列电流-电压性能测试;(d) 控制装置和LED阵列电路图;(e) 控制系统和LED柔性阵列照片;(f) LED阵列动态弯曲图像。图5:3D结构的可穿戴手指动作监测柔性装置。(a) 装置示意图;(b) 3D柔性传感器及其变形性能;(c) 3D柔性传感器的手指动作传感测试;(d) 3D传感器疲劳性能测试;(e) 3D柔性电路板俯视图像;(f, g) 3D垂直电路图像;(h) 该柔性装置的手指动作测试。通过凝固态Ga-10In液态金属的塑性变形制备复杂结构3D柔性导体具有显著优势,但作者表示,该3D柔性电子制备方案目前在导电线径、柔性器件制备效率、以及自动化制造设备等方面仍存在限制。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41928-022-00914-8
  • 单智伟团队:在金属镁塑性变形行为和内在机制领域取得新进展
    镁是最轻的金属结构材料,在航空航天、交通运输,电子产品和医疗等领域具有广阔的应用前景。然而,相比于传统金属材料,如钢铁和铝合金,镁的塑性变形加工较困难,工艺成本高,制约了其广泛应用。微观机制是决定宏观性能的内在因素,因此,研发高塑性镁合金需要精准认知其微观塑性变形机制,相关研究也一直是镁合金领域关注的重点和热点。众所周知,金属材料在塑性变形时一般会发生加工硬化现象,即随着变形量的增加,材料内部缺陷和损伤逐步累积,流变应力不断增加。当硬化到一定程度时,材料将不具备继续塑性变形的能力,最终发生断裂。对于金属镁而言,其沿晶体学轴压缩时加工硬化十分明显,塑性变形量一般仅在5%-10%左右。针对镁的塑性变形行为和内在机制,西安交通大学单智伟教授团队近年来开展了系统深入研究。研究发现,对于亚微米尺寸的镁单晶,当沿轴压缩时,首先发生由锥面位错滑移主导的塑性变形(详见Liu et al. Science, 365 (6448), 73-75, 2019)。令人意想不到的是,随着加工硬化的不断加剧,原本认为塑性已消耗殆尽的样品并没有断裂失效。当流变应力升高到1 GPa水平时,样品突然被压为扁平状,且没有裂纹产生。此外,被压扁的样品已不再是单晶,而是由多个具有共轴取向关系的小晶粒组成,小晶粒内部有大量的基面和非基面位错。图1 亚微米镁单晶柱在轴压缩下的变形过程。(a)初始样品;(b) 位错的形成和运动;(c) 在样品右下角形成的新晶粒(白色箭头);(d) 新晶粒中产生位错(白色箭头);(e)样品被压为扁平状;(f) 在扁平样品上采集的电子衍射。(g)应力-应变曲线显示出变形的三个阶段:弹性变形、塑性变形-加工硬化阶段、塑性变形-应变突跳阶段。通过系统的晶体学分析、显微学分析、原子尺度表征,并结合分子动力学模拟,该团队提出新晶粒是通过锥面-基面转变形成的。在新晶粒形成后,原本已消耗殆尽的塑性得到了再生,继续加载时样品仍可持续发生很大的塑性变形。该研究将这种由变形诱导的在基体晶粒中形成新晶粒的过程称为“deformation graining(形变转晶)”。该过程不必依赖扩散,可在室温下快速发生,所形成的新晶粒与基体晶粒具有特定的晶体学取向对应关系。在新形成的晶粒中,可以继续发生由位错和孪生协调的塑性变形,使得样品重新具有了塑性变形能力(可比拟为“返老还童”)。该研究丰富了对塑性变形机制的认识,为镁的变形加工提供了新的启发:在高应力或高应变速率下加工,可由高应力引发新的变形机制,进而提高镁的变形加工能力。图2 新晶粒在加载时长大,卸载时缩小,二次加载时再次长大,反映了晶界的高可动性图3 新晶粒及其晶界结构该成果以"金属镁塑性变形能力再生新机制"(Rejuvenation of plasticity via deformation graining in magnesium)为题发表于《自然通讯》(Nature Communications),西安交通大学刘博宇教授为本论文的第一作者,西安交通大学单智伟教授为第一通讯作者,合肥工业大学张真教授为共同第一作者和通讯作者,西安交通大学马恩教授和美国麻省理工学院李巨教授为共同通讯作者。参与该工作的还包括西安交通大学博士研究生刘飞和杨楠、内华达大学李斌教授、吉林大学陈鹏教授、中国科学技术大学王宇教授和江苏科技大学彭金华博士。西安交通大学金属强度国家重点实验室为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金委、111计划2.0、西安交大青年拔尖人才计划等项目的资助。近年来,单智伟研究团队依托西安交通大学材料学院、金属材料强度国家重点实验室、西安交通大学微纳中心和陕西省镁基新材料工程研究中心,开展了一系列富有成效的基础研究、技术攻关和成果转化。2014年,发现了镁中不同于位错和孪晶的室温变形新机制,成果发表于《自然通讯》,并荣获美国TMS学会镁分会年度最佳基础研究论文奖;系统研究了镁合金中析出相形貌对孪晶行为的影响,并进而发展了一种判断镁合金强塑性的简单判据,成果发表于《材料科学技术》(封面推荐,2018);发现通过活化二氧化碳,可以在室温下将镁表面的氧化层或腐蚀产物转变成一种致密的保护膜层,不仅可显著提升镁及其合金的抗腐蚀性和强韧性,而且大幅提高镁的抗氧化能力,从而发明了一种绿色、低成本镁合金涂层新技术,成果发表于《自然通讯》(2018),并获得国家发明专利授权;应用基于原位电镜的先进测试与表征技术,结合原子尺度成像和三维图像重构技术,揭示了镁中锥面位错的结构特征和滑移行为,首次实验证明其是镁中有效的塑性载体,指出通过促进锥面位错滑移(可通过提高应力和减小晶粒尺寸来实现)可以有效提高镁的塑性,成果发表于《科学》(2019)。针对原镁冶炼工艺落后、自动化程度低和环境污染严重的现状,提出并验证了原本需要在真空条件下进行的原镁冶炼可以在常压进行,并与华西能源公司联合攻关,开展了原镁常压生产的工业化装置的开发。针对原镁杂质元素种类多、含量高、波动大的痼疾,从原子机理出发,开发出全新的工艺流程,可在不显著增加成本的情况下,从料球直接生产出99.99%以上纯度的高纯镁,革新了此前领域内普遍认为皮江法(硅热还原法)不能直接生产高纯原镁的认知。上述成果的推广和应用,有望从整体上提升镁基产品的质量和性能。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-28688-9
  • 洗涤衣物可能是未被充分认识的微塑料污染源
    p   近年来,人们对海洋塑料的担忧正在增加。每年约有241万吨塑料废物进入海洋,其中包括每天约15,000个塑料袋。然而,大多数塑料废物(94%)由塑料片组成,塑料片的尺寸小于5毫米。今年夏天,哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测站的三名实习生决定将研究重点放在微塑料,特别是微珠和微纤维上。在拉蒙特海洋生物学家Joaquim Goes的指导下,学生Emmerline Ragoonath-De Mattos,Mariela Carrera和Asya Surphlis发现了一个主要被忽视的微塑料污染的罪魁祸首:洗衣服。 /p p style=" text-align: center "    img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/e348402a-46d0-4476-b70e-a8bfdb94f682.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" style=" max-width: 100% max-height: 100% " / /p p   随着微塑料引起的污染,它们也进入了食物链,因为浮游动物和鱼不小心摄入它们,并通过食用海鲜一路向人类摄取。“我们对微塑料对人体的长期健康影响知之甚少,”Goes解释道。“我们所知道的是,它们是重金属,农药,药物和多环芳烃运输的理想载体,因为这些化合物很容易吸附在塑料上。” /p p   微塑料通过两种主要机制进入海洋:与废水一起旅行,以及作为较大塑料被分解的产品。目前,废水处理厂没有能够滤除微塑料的过滤系统。 /p p   2015年的Microbead-Free Waters Act旨在通过禁止在个人护理产品(如洗面奶,洗发水和牙膏)中添加塑料微珠来减少微塑料污染。但是,这项法律没有规定工业用微珠。属于工业类别的常见物品是洗衣洗涤剂。与Goes一起研究洗涤剂差异的高中生实习生Asya Surphlis发现,她测试的所有洗涤剂都含有微珠和微塑料碎片 - 包括商店购买的有机洗涤剂,尽管其数量少于非有机替代品。Surphlis迄今为止测试的洗涤剂中,最令人震惊的结果来自一个非常受欢迎的洗涤剂品牌,该品牌被发现含有大约。这相当于每次洗衣量超过250万个微珠。Surphlis解释说,由于无处不在的洗衣粉,将洗涤剂排除在这项法律之外是一项重大的疏忽。与含有微珠的面部磨砂膏或牙膏不同,几乎每个家庭都使用洗衣粉。 /p p   然而,不仅是洗涤剂中的微珠导致微弹性污染 - 学生们发现微纤维脱落也会因洗涤剂与织物的相互作用而呈指数增长。用洗涤剂洗涤的衣物平均比用纯水洗涤的衣物多产生86%的微纤维。这很可能是由于洗涤剂如何起作用的一般机制 - 通过松开织物的纤维以便于清洁。在清洁过程中,许多小纤维从织物上脱落并从洗衣机中排出废水。因此,合成微纤维占塑料废物的35%。 /p p   研究表明,并非所有面料都是平等的。有些面料比其他面料脱落了更多的微纤维。在32种经过测试的织物中,通常称为尼龙的聚酰胺织物在洗涤过程中脱落了最多的微纤维。此外,来自不同织物的微纤维可具有不同程度的环境影响。有些面料是用可生物降解的材料制成的,因此它们所散落的任何微纤维都不是海洋健康的问题。 /p p   Goes的学生建议,在未来,我们可以在洗衣机和污水处理厂中实现更好的过滤系统。目前,消费者可以购买一些产品来过滤洗衣机中的微纤维。两个这样的选择是称为Guppyfriend和Cora Ball的产品。 /p p   该团队的结论包括解释时装业在服装设计过程中选择面料时考虑环境影响的责任。他们还敦促其他行业可以选择从其产品中的微珠转换为替代的可生物降解的去角质剂。 /p p   该研究还可为未来的环境政策决策提供重要的科学数据,并为开发旨在减少地球海洋微塑性污染的新技术提供重要的科学数据。 /p
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