紅外光譜多組分復(fù)合塑料薄膜厚度檢測(cè)

摘 要： 為建立一種復(fù)合塑料膜薄膜各組分厚度的快速檢測(cè)方法，利用傅里葉變換中紅外光譜儀對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）和聚氯乙烯（PVC）四種常見的塑料材質(zhì)組合成的薄膜樣本進(jìn)行檢測(cè)，共收集不同厚度、不同組分的復(fù)合薄膜中紅外光譜樣本81 個(gè)。根據(jù)組合區(qū)間偏最小二乘法（SiPLS）篩選波段并建立定量模型，選擇擬合精度最高的模型進(jìn)行多變量數(shù)據(jù)分析，對(duì)預(yù)測(cè)集樣本中多組分復(fù)合薄膜材料的PET、PE、PC、PVC 進(jìn)行厚度預(yù)測(cè)，平均預(yù)測(cè)相對(duì)誤差分別為0.96%、3.46%、0.50 %、2.98%，該紅外光譜SiPLS 分析方法可實(shí)現(xiàn)復(fù)合塑料薄膜各組分厚度的快速檢測(cè)。

關(guān)鍵詞： 紅外光譜; 組合區(qū)間偏最小二乘法; 厚度檢測(cè); 復(fù)合薄膜; 多組分定量

中圖分類號(hào)： TB9; TQ320.77 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1674–5124（2025）03–0081–06

0 引 言

塑料薄膜在日常生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，都有著諸多應(yīng)用[1-2]。其中多組分復(fù)合塑料薄膜因其可以綜合不同種類膜的特性，可以更好地滿足市場(chǎng)需求，近年來得到了快速發(fā)展[3]。目前多組分復(fù)合薄膜的品種眾多，復(fù)合種類也由開始的兩種發(fā)展到了多種，檢測(cè)與分析此類復(fù)合材料其中各組分的厚度，對(duì)其特性研究及生產(chǎn)控制具有重要作用和意義。

目前測(cè)厚方法主要有X 射線測(cè)厚法、β 射線測(cè)厚法、超聲波測(cè)厚法、渦流測(cè)厚法等[4-6]，但這些方法具有儀器成本高、能耗高、危害人體健康、操作不方便等缺點(diǎn)，且這些方法只能測(cè)量薄膜整體的厚度，而不能檢測(cè)復(fù)合塑料薄膜中各個(gè)組分的厚度。

紅外光譜法多用于研究物質(zhì)的化學(xué)組分與結(jié)構(gòu)，由于操作簡單、紅外光吸收對(duì)不同組分具有選擇性、不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和人體健康損害等優(yōu)點(diǎn)，只要可以建立精度滿足要求的模型，即可用于快速檢測(cè)復(fù)合塑料薄膜各組分厚度[7]。目前紅外光譜在塑料分析上的應(yīng)用研究上，湯慶峰等[8] 利用傅里葉變換顯微紅外光譜法分析并判別了農(nóng)田常見微塑料的組成成分，徐源等[9] 利用紅外光譜儀建立了聚乙烯薄膜的厚度-光譜的工作曲線，金櫻華等[10] 利用傅里葉變換顯微紅外光譜法鑒定了復(fù)合薄膜的成分，而利用中紅外光譜法測(cè)量多組分塑料薄膜厚度的研究較少。本研究通過組合不同厚度、不同材質(zhì)塑料薄膜作為樣品，使用中紅外光譜儀采集樣品光譜，然后采用全區(qū)間光譜PLS 與SiPLS 建立模型分析并對(duì)比，得到了基于特征波段的多組分復(fù)合塑料薄膜各組分厚度的快速、高精度方法，實(shí)現(xiàn)了多組分復(fù)合塑料薄膜組分厚度的快速檢測(cè)。