傅里葉變換紅外光譜法檢驗手帕紙包裝袋的研究

金 玥，姜 紅，閻子龍，李曉白，蔡盛嵐，付立婷，羅 媛，趙漢欽

（中國人民公安大學，北京100038）

0 前言

在各類刑事案件和交通事故現場中，經常能遇到有關塑料的物證檢材，而手帕紙包裝袋就是其中一種。由于手帕紙是人們日常生活中廣泛使用的一種日用品，所以手帕紙包裝袋被遺留在現場的可能性較大。因而弄清楚所用手帕紙的品牌、系列、生產廠家、來源等情況對案件偵破起著重要的作用。而現場的手帕紙包裝袋往往會被燒毀、腐蝕甚至降解，只留下部分殘片，給查明手帕紙的品牌、系列設置了障礙。這需要對剩余的殘片進行進一步的檢驗［1］。

對塑料物證的檢驗一般有外觀檢驗、微量化學法檢驗、塑料成分檢驗等方法。而對塑料成分的檢驗采用的儀器分析方法有紅外光譜法、裂解氣相色譜法、掃描電鏡-X射線能譜法、薄層色譜法、紫外-可見光譜法、熒光光譜法等［2］。其中紅外光譜法具有不破壞檢材，操作簡便快速，結果準確可靠等特點，在微量物證分析中被廣泛使用［3］。作者采用傅里葉變換紅外光譜法對收集到的12個品牌的30個手帕紙小包裝袋樣本和7個品牌的19個手帕紙大包裝袋樣本進行了分析，取得了令人滿意的結果［4］。

1 實驗

1.1 實驗儀器及條件

Nicolet-6700傅里葉變換紅外光譜儀，美國賽默百世爾公司。

測定參數：掃描次數64；分辨率8cm-1；波數范圍4 000～400cm-1；Y 軸格式A（吸光度）；增益1。

1.2 試劑

無水乙醇（分析純）

1.3 樣品

不同品牌的手帕紙小包裝樣本（規(guī)格：10片×2／3／4層，210mm×210mm／片）30個，如表1所示；不同品牌的手帕紙大包裝樣本（規(guī)格：10片／包，10包／條）19個，如表2所示。

表1 手帕紙小包裝袋樣本表

表2 手帕紙大包裝袋樣本表

1.4 實驗方法

根據手帕紙包裝袋樣本的性狀特點，采用直接透射法采樣，操作簡便，只需將手帕紙包裝袋樣本直接放于采樣箱內，采集樣本譜圖。從紅外光譜圖可以看出：利用紅外光線的透射采集手帕紙包裝袋樣本紅外光譜圖的方法，在實驗過程中幾乎沒有受到外界因素的干擾，信噪比較大，譜圖的效果較好［5］。

2 結果與討論

2.1 紅外光譜法檢驗手帕紙包裝袋的理論依據

手帕紙包裝袋的主要成分是塑料。雖然塑料主要是由樹脂組成，但是樹脂種類甚多，即使種類相同的樹脂，也因單體、制造工藝以及聚合度等不同，而在理化性質上有所差異［6］。由于手帕紙包裝袋的生產廠家不同，所用的原料種類可能不同，而各廠家的合成工藝路線、生產設備以及商品化的助劑等諸多因素存在差異，其成分、含量等都會有所不同。同一廠家生產的手帕紙包裝袋，可能是原料種類相同，但配比不同。另外，不同品牌、不同系列的手帕紙包裝袋有各自不同的顏色、圖案等特征，即在生產過程中添加了不同的輔助劑。這些差異均會使紅外光譜圖中特征峰的數目、峰位及相對峰高比不同。這就是利用紅外光譜法分析鑒別手帕紙包裝袋的理論依據。

2.2 手帕紙包裝袋樣本的紅外光譜分析

采用直接透射法在上述實驗條件下，分別對收集到的常見的30個手帕紙小包裝袋樣本和19個手帕紙大包裝袋樣本直接進行分析測定。

2.2.1 手帕紙包裝袋樣本的比較研究

通過對30個手帕紙小包裝袋樣本和19個手帕紙大包裝袋樣本紅外光譜圖的分析，可以看出手帕紙小包裝袋樣本絕大多數均在1 470～1 460 cm-1范圍內出現一處強吸收峰，在723cm-1處出現中強吸收峰，與聚乙烯的特征譜圖極為相似。由此可判斷絕大多數手帕紙小包裝袋的主要成分是聚乙烯；而手帕紙大包裝樣本均在1 455cm-1處出現強吸收峰，在1 380～1 360cm-1，1 166cm-1，841cm-1附近各出現一處中強吸收峰，在998～972cm-1范圍內出現一個雙峰，與聚丙烯的特征譜圖極為相似。由此可判斷手帕紙大包裝袋的主要成分是聚丙烯［7］。故可根據手帕紙包裝袋的主要成分是聚乙烯還是聚丙烯，基本判斷出是小包裝袋還是大包裝袋［8］。

2.2.2 手帕紙小包裝袋樣本的比較研究

通過對30個手帕紙小包裝袋樣本紅外光譜圖的分析，可以根據其含有主要成分的差異，將手帕紙小包裝袋樣本分為兩大類。

（Ⅰ）類是以26＃迪亞天天為代表的主要成分是聚乙烯的28個手帕紙小包裝袋樣本（即1?！?8＃），如圖1所示。

圖1 （Ⅰ）類中26＃樣本的紅外光譜圖

（Ⅱ）類是以30?？煽诳蓸窞榇淼闹饕煞质蔷郾┑?個手帕紙小包裝袋樣本（即29＃，30＃），如圖2所示。

圖2 （Ⅱ）類中30＃樣本的紅外光譜圖

對于（Ⅰ）類樣本可根據其添加劑中是否含有CaCO3，BaSO4進一步劃分為三類。

（a）類是以22＃清風B66ACN樣本為代表的6個手帕紙小包裝袋樣本（即1＃，8＃，11，12＃，21，22＃），如圖3所示。在1 650cm-1處有弱吸收峰，是C O伸縮振動形成的弱峰；在1 170～1 140 cm-1范圍內出現一處弱吸收峰，是S—O伸縮振動和SO4變角振動形成的弱峰。由此可以判斷這類手帕紙小包裝袋的添加劑中同時含有CaCO3和BaSO4［9］。

圖3 （Ⅰ）中（a）類22＃樣本的紅外光譜圖

（b）類是以6＃維達V0038樣本為代表的19個手帕紙小包裝袋樣本（即2?！?＃，9＃，10＃，13＃～20＃，24＃～26＃），如圖4所示。在1 650cm-1處有弱吸收峰，是C O伸縮振動形成的弱峰，而在1 170～1 140cm-1范圍內未出現吸收峰。由此可以判斷這類手帕紙小包裝袋的添加劑中只含有CaCO3。

（c）類是以23＃銀雅樣本為代表的3個手帕紙小包裝袋樣本（即23＃，27＃，28＃），如圖5所示。在1 650cm-1處和1 170～1 140cm-1范圍內均未出現吸收峰。由此可以判斷這類手帕紙小包裝袋的添加劑中不含CaCO3和BaSO4。

圖4 （Ⅰ）中（b）類6＃樣本的紅外光譜圖

圖5 （Ⅰ）中（c）類23＃樣本的紅外光譜圖

2.2.3 手帕紙大包裝袋樣本的比較研究

通過對19個手帕紙大包裝袋樣本紅外光譜圖的分析，可根據手帕紙大包裝袋樣本的添加劑中是否含有滑石粉，以及其在1 456cm-1與1 376cm-1處峰高比是否為2∶1，將其劃分為三類［10］。

（Ⅰ）類是以47＃舒潔樣本為代表的3個手帕紙大包裝袋樣本（即35＃，40＃，47＃），如圖6所示。在988～979cm-1范圍內出現一個寬峰，很可能是由于含SiO2-3引起的原有聚丙烯譜圖中雙峰位置、形態(tài)的改變。由此可以判斷這類手帕紙大包裝袋的添加劑中含有滑石粉。此外，這類手帕紙大包裝袋的譜圖中1 456cm-1與1 376cm-1處峰高比為2∶1。

圖6 （Ⅰ）類中47＃樣本的紅外光譜圖

（Ⅱ）類是以38＃心相印C1710樣本為代表的11個手帕紙大包裝袋樣本（即32?！?4＃，36＃，37＃，38＃，42＃，43＃，46＃，48＃，49＃），如圖7所示。在998～972cm-1范圍內有一個雙峰，而非在988～979cm-1范圍內出現一個寬峰。由此可以判斷這類手帕紙大包裝袋的添加劑中不含滑石粉。此外，這類手帕紙大包裝袋的譜圖中1 456cm-1與1 376 cm-1處峰高比為2∶1。

圖7 （Ⅱ）類中38＃樣本的紅外光譜圖

（Ⅲ）類是以39＃心相印C1110樣本為代表的5個手帕紙大包裝袋樣本（即31＃，39＃，41＃，44＃，45＃），如圖8所示。在998～972cm-1范圍內有一個雙峰，而非在988～979cm-1范圍內出現一個寬峰。由此可以判斷這類手帕紙大包裝袋的添加劑中不含滑石粉。此外，這類手帕紙大包裝袋的譜圖中1 456cm-1與1 376cm-1處峰高比接近1∶1，而非2∶1。

圖8 （Ⅲ）類中39＃樣本的紅外光譜圖

2.3 重現性實驗

任選手帕紙小包裝袋和手帕紙大包裝袋樣本，按實驗方法測定其紅外光譜，每個樣品平行測定3次。從選取的1＃樣本的紅外光譜圖可以看出，3次測定的紅外光譜吸收峰的峰數、峰位相同，峰形基本一致。實驗表明該方法的重現性好。

3 結論

利用傅里葉變換紅外光譜法可以對不同品牌、不同系列的手帕紙大、小包裝袋樣本進行鑒別。該方法操作簡便、快速準確、不破壞檢材，可以在實際辦案中對現場中提取到的手帕紙包裝袋物證進行檢驗鑒別。

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［6］ 郝旺林.物證分析（下）［M］.北京：警官教育出版社，1985：1-3.

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