식품-등급 플라스틱 원료: 천연, 재활용 및 재생 재료

식품 등급-플라스틱 원료 식별: 순수, 재활용, 재활용 소재의 3가지 핵심 차별화 방법. 품질관리에서는식품-등급PP 플라스틱 원료를 순수, 재활용, 재생 재료를 정확하게 구별하는 것은 제품 안전과 품질 안정성을 보장하는 중요한 단계입니다. 이 세 가지 유형의 재료는 외관상 유사하지만 분자 구조, 화학 조성 및 물리적 특성에 상당한 차이가 있습니다. 최신 국가 표준 및 업계 관행을 기반으로 다음은 세 가지 핵심 식별 방법과 해당 운영 절차를 자세히 설명합니다.

1.1 천연, 재활용, 재생 물질의 정의와 차이점

버진소재(Virgin Material)란 석유화학 원료를 직접 중합한 PP 소재를 말하며 규칙적인 분자구조와 고순도를 특징으로 한다. 이 유형의 재료는 한 번도 사용된 적이 없으며 완전한 분자 사슬, 단일 화학 조성을 가지며 모든 성능 지표가 충족됩니다.식품-등급표준. Virgin PP는 고도로 정렬된 아이소택틱 구조를 가지고 있으며, 모든 메틸 측기가 주 사슬의 같은 쪽에 위치하고 나선형 모양을 형성하며 결정화도는 50%~80%이고 녹는점 범위는 160~176도입니다.

재활용 물질은 주로 생산 과정에서 발생하는 스크랩, 결함이 있는 제품 또는 사용 후{0}}플라스틱 제품에서 사용 후 단순히 분쇄하고 청소한 PP 폐기물을 의미합니다. 이러한 유형의 소재는 PP의 기본 구조를 유지하지만 사용 중에 발생하는 잔류 첨가물, 안료, 불순물 및 분해 생성물을 포함할 수 있습니다. 재활용 소재의 분자 사슬은 부분적으로 끊어질 수 있으며, 분자량 분포가 넓어 성능 매개변수가 변경될 수 있습니다.

1.2 성능 매개변수 비교 분석

물리적 특성 측면에서 세 가지 유형의 재료 간에는 상당한 차이가 있습니다. 밀도는 가장 직관적인 구별 지표입니다. 순수 PP의 밀도는 일반적으로 0.90~0.915g/cm3 범위인 반면, 재활용 PP의 밀도는 일반적으로 0.9~0.91g/cm3 범위입니다. 둘 사이의 차이는 작지만 정밀 기기를 사용하여 구별할 수 있습니다. 인장 강도는 또 다른 중요한 매개변수입니다. 순수 PP의 인장 강도는 30-40 MPa에 도달할 수 있는 반면, 재활용 재료의 인장 강도는 20-30 MPa에 불과하며, 이는 순수 PP의 인장 강도보다 20-30% 낮습니다.

열적 특성 측면에서 순수 PP는 용융 곡선에서 깨끗하고 부드러운 단일 용융 피크를 나타내며 피크 온도는 165~169도입니다. 재활용 재료의 용융 곡선은 일반적으로 다양한 출처의 PP의 용융점이 다르기 때문에 약 132도와 165도의 여러 용융 피크를 나타냅니다. 또한 여러 처리 단계로 인해 재활용 재료의 용융 흐름 속도(MFR)가 크게 증가하는데, 이는 분자 사슬이 파손되어 분자량이 감소한 결과입니다.

화학 성분의 차이는 더 복잡합니다. 버진 PP의 화학적 조성은 상대적으로 단순하며 주로 PP 폴리머와 항산화제와 같은 소량의 첨가제를 포함합니다. 재활용 및 회수된 자재에는 중금속(함량이 원래 자재보다 2배 이상 높을 수 있음), 농약 잔류물, 강인화제, 접착제, 박테리아, 바이러스 및 기타 유해 물질을 포함한 다양한 오염 물질이 포함될 수 있습니다. 이러한 오염 물질의 존재는 재료의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 더 중요하게는 식품 안전에 잠재적인 위협이 될 수 있습니다.

2.1 물리적 성능 테스트 방법

물리적 성능 테스트는 주로 밀도 측정, 용융 흐름 지수 테스트 및 열 분석을 포함하여 가장 기본적이고 일반적으로 사용되는 식별 방법입니다.
밀도 측정은 PP 재료를 식별하는 첫 번째 단계입니다. 국가 표준 GB/T 1033.1-2008 및 ISO 1183-1:2019에 따르면 식품{10}}등급 PP의 밀도 요구사항은 0.90-0.91g/cm³입니다. 구체적인 방법으로는 침지법, 액체 비중병법, 밀도구배탑법 등이 있다. 이들 방법 중 밀도구배칼럼법이 가장 정확하다. 여기에는 샘플을 정밀하게 준비된 n-헵탄-에탄올 구배 용액에 넣고 현탁 위치에 따라 밀도 값을 결정하는 작업이 포함됩니다. 열팽창 오차를 없애기 위해서는 23±0.5도의 일정한 온도 환경에서 테스트를 진행해야 합니다. 현대 실험실에서는 아르키메데스의 원리와 진동 주파수 측정 기술을 결합하여 테스트 정확도를 ±0.0001g/cm3로 향상시키는 자동 밀도계를 널리 사용합니다.

실제로, 순수 PP의 밀도는 일반적으로 0.905-0.910g/cm3 범위 내에서 안정적이지만, 재활용 재료는 다른 플라스틱이나 불순물이 포함될 수 있기 때문에 더 큰 편차를 보일 수 있습니다. 재활용 재료의 밀도 변화는 재료의 출처와 가공 기술에 따라 더욱 복잡합니다. 밀도 테스트만으로는 세 가지 유형의 재료를 완전히 구별할 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 종합적인 판단을 위해서는 다른 방법들을 조합해야 합니다.

MFR(용융유량) 테스트는 재료의 가공 유동성을 평가하는 핵심 지표입니다. GB/T 3682 표준에 따르면 용융 흐름 지수는 특정 온도(보통 230도) 및 하중(2.16kg)에서 10분 내에 표준 다이를 통해 압출되는 재료의 양을 측정하는 데 사용되며 단위는 g/10min입니다. 식품-등급 PP의 용융 흐름 속도는 일반적으로 2{10}}10g/10min 범위 내로 제어되는 반면, 범용 PP의 범위는 0.5~30g/10min입니다.

용융 흐름 속도 테스트는 특히 천연 재료와 재활용 재료를 구별하는 데 효과적입니다. 연구에 따르면 여러 가공 주기 후에 PP는 전단력으로 인해 사슬 절단을 겪게 되어 분자량이 감소하고 MFR 값이 크게 증가하는 것으로 나타났습니다. 순수 PP의 MFR 값은 상대적으로 안정적인 반면, 재활용 소재의 MFR 값은 순수 PP의 MFR 값보다 몇 배 더 높을 수 있습니다. 예를 들어, 처녀 PP 배치의 MFR은 5g/10분인 반면, 5회 처리된 재활용 재료의 MFR은 15-20g/10분일 수 있습니다. PE{10}LD의 변화 패턴은 반대라는 점에 유의해야 합니다. PE{11}}LD는 주로 사슬 절단 반응보다는 교차 결합 반응을 겪기 때문에 MFR은 처리 주기가 증가함에 따라 감소합니다. 시차 주사 열량계(DSC)와 열중량 분석(TGA)을 포함한 열 분석은 PP 재료를 식별하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. DSC는 시료와 기준 물질 간의 열 흐름 차이를 측정하여 물질의 녹는점, 결정화 온도, 결정화도 및 산화 유도 시간(OIT)을 정확하게 결정합니다. TGA는 온도나 시간에 따른 시료 질량의 변화를 측정하여 물질의 열 안정성과 분해 거동을 분석합니다.

DSC 테스트에서 순수 PP는 일반적으로 165~169도 사이의 피크 온도와 높은 결정화도를 갖는 단일하고 날카로운 용융 피크를 나타냅니다. 재활용 PP는 분자 사슬 절단과 더 넓은 분자량 분포로 인해 DSC 곡선에서 더 넓은 용융 피크를 나타내며 여러 용융 피크를 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 재활용된 PP는 132도 부근에서 작은 피크(저분자량 성분이나 기타 플라스틱으로 인해)가 나타날 수 있으며 주요 피크는 165도 부근에서 나타날 수 있습니다. 더욱이 재활용 PP의 결정화도는 여러 공정 주기로 인한 분자 사슬 구조 손상으로 인해 일반적으로 새 PP의 결정화도보다 낮습니다.

TGA 분석을 통해 재료의 열 안정성 차이를 확인할 수 있습니다. Virgin PP는 일반적으로 열분해 온도가 300도 이상이며 분해 과정이 비교적 간단합니다. 재활용 PP는 다양한 첨가제와 불순물로 인해 더욱 복잡한 열분해 거동을 나타내며, 잠재적으로 더 낮은 온도에서 분해가 시작되고 분해 중에 여러 중량 감소 단계를 나타냅니다. 특히 주목할 만한 점은 재활용 PP의 잔류 질량이 0.2%~66% 범위로 크게 변하는 반면, 순수 PP의 잔류 질량은 일반적으로 0.2%~0.5%라는 점입니다.

2.2 화학성분 분석방법

화학적 조성 분석은 주로 적외선 분광법, 원소 분석, 크로마토그래피 등의 기술을 포함하여 PP 재료를 식별하는 가장 정확한 방법입니다.
적외선 분광법(FTIR)은 가장 일반적으로 사용되는 화학 분석 방법입니다. FTIR은 소재의 작용기 및 분자 구조 특성을 정밀하게 분석할 수 있으며, 특성 흡수 피크를 비교하여 PP 기재의 종류(호모폴리머/코폴리머)와 첨가제의 종류를 빠르게 식별할 수 있습니다. PP의 일반적인 적외선 스펙트럼은 2960-2800cm⁻1에서 4개의 날카로운 피크를 보여줍니다. 이는 CH, CH2 및 CH₃의 C-H 신축 진동에 해당합니다. 1460 cm⁻¹ 및 1376 cm⁻¹의 피크는 C-H 굽힘 진동에 해당합니다. 1165 cm⁻¹의 피크는 메틸기의 평면외 요동 굽힘 진동을 나타냅니다.- 998cm⁻² 밴드는 11-13개의 반복 단위와 관련이 있으며 결정성을 계산하는 결정성 밴드로 사용될 수 있습니다.

천연 소재와 재활용 소재를 구별할 때 FTIR의 핵심은 1600-1750cm⁻² 영역에서 CO=O 흡수 피크를 관찰하는 것입니다. 연구에 따르면 PP 샘플은 모두 이 영역에서 약한 C=O 흡수 피크를 나타내는 것으로 나타났습니다. 이는 재활용 재료의 산화 또는 카르보닐 작용기를 함유한 첨가제의 존재로 인한 것일 수 있습니다. 순수 PP의 C=O 피크 강도는 약하고 안정적인 반면, 재활용 재료의 C=O 피크 강도는 산화 공정으로 인해 훨씬 ​​더 강합니다. 또한 ATR-FTIR은 재활용 PE-LD도 감지할 수 있습니다. 6회 처리된 재활용 소재에서는 새로운 메틸 특성 피크(2950.7cm⁻²)가 나타났으나, 1회만 처리된 재활용 소재에서는 메틸 특성 피크가 뚜렷하지 않아 이 방법의 한계가 있음을 나타냅니다.

FTIR 분석의 작동 절차는 비교적 간단합니다. 먼저, 샘플을 적절한 크기로 자르고 푸리에 변환 적외선 분광계의 ATR(Atenuated Total Reflectance) 액세서리에 놓습니다. 스캔 범위는 4000-400 cm⁻1로 설정되고 해상도는 4 cm⁻1이며 스캔 횟수는 일반적으로 32입니다. 표준 스펙트럼 라이브러리와 비교하여 재료의 기본 구성을 빠르게 결정할 수 있습니다. 복잡한 샘플의 경우 2차원 적외선 분광법을 사용하여 스펙트럼 변화를 분석하여 다양한 구성 요소를 식별할 수도 있습니다.

원소 분석은 주로 재료에 포함된 중금속 및 기타 유해 원소를 검출하는 데 사용됩니다. 식품-등급 PP에는 중금속 함량에 대한 엄격한 요구 사항이 있으며, 카드뮴 함량은 0.005mg/kg 이하, 수은 함량은 0.01mg/kg 이하, 납 함량은 0.01mg/kg 이하입니다. 검출 방법은 일반적으로 검출 한계가 0.001 mg/kg인 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS) 또는 원자 흡수 분광법(AAS)을 사용합니다.

원소 분석은 천연 물질과 재활용 물질을 구별하는 중요한 방법입니다. 연구에 따르면 순수 PP 소재의 중금속 함량은 상대 편차가 57%를 넘지 않을 정도로 매우 유사하며, 재활용 소재의 중금속 함량은 종종 신규 소재의 중금속 함량보다 2배 이상 높은 것으로 나타났습니다. 재활용 과정에서 재활용 물질이 산업폐기물, 생활폐기물 등 다양한 오염원과 접촉해 중금속 축적을 초래할 수 있기 때문이다. 실제 테스트에서 샘플의 중금속 함량이 비정상적으로 높은 것으로 확인되면 일반적으로 재활용 재료 또는 재활용 재료가 포함된 혼합물로 판단할 수 있습니다.

크로마토그래피 분석에는 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)과 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)가 포함되며 주로 휘발성 유기 화합물, 잔류 단량체 및 물질 내 첨가제를 검출하는 데 사용됩니다. GC-MS는 휘발성 유기 화합물과 잔류 단량체를 분석하는 데 사용할 수 있으며, HPLC는 비휘발성 첨가제 이동 분석에 사용됩니다. 특히 헤드스페이스 가스 크로마토그래피-질량 분석법(HS-GC-MS) 기술은 특히 재활용 폴리프로필렌 식별을 위해 국가 표준 GB/T 46019.2-2025에 포함되었습니다.

HS-GC-MS 방법에는 다음 절차가 포함됩니다. 샘플 1.5g(정확도 0.1mg)의 무게를 측정하고 20mL 헤드스페이스 바이알에 넣습니다. 내부 표준으로 D8{13}}나프탈렌 작업 용액(0.3 ug/mL) 20 μL를 추가합니다. 150도에서 30분간 평형시킨 후 분석을 실시한다. n-알칸의 머무름 시간을 추출하여 각 휘발성 성분의 머무름 지수를 계산하고, 피크 면적의 내부 표준 정규화를 통해 상대 피크 면적을 계산합니다. 연구원들은 170개의 처녀 PP 샘플과 119개의 재활용 PP 샘플을 분석하고 25개의 특징적인 휘발성 구성 요소를 선별했으며 랜덤 포레스트 알고리즘을 기반으로 95% 이상의 정확도로 식별 모델을 확립했습니다.

2.3 미세구조 및 형태관찰 방법

미세구조 및 형태 관찰은 주로 시차주사열량법, 편광현미경, 주사전자현미경 등을 포함하여 분자 수준 및 미세한 형태학 관점에서 PP 재료를 식별하는 방법입니다.

시차 주사 열량계(DSC)는 재료의 열 성능 매개변수를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 용융 및 결정화 거동을 분석하여 재료 유형을 식별할 수도 있습니다. DSC는 유리 전이 온도, 융점, 결정화도 등 재료의 특징적인 열 성능 매개변수를 제공할 수 있습니다. 이러한 매개변수는 천연 재료와 재활용 재료를 구별하는 데 매우 중요합니다. 실제로는 시료 5~10mg을 달아 알루미늄 시료팬에 넣고 10도/분의 승온속도로 실온에서 녹는점보다 20도 높은 온도까지 승온시켜 DSC 곡선을 기록한다.

순수 PP의 DSC 곡선은 일반적으로 대칭 형태의 날카로운 단일 용융 피크를 나타내며 용융 온도는 165-169도 사이입니다. 그러나 재활용 재료의 DSC 곡선은 상당히 다른 특성을 보여줍니다. 즉, 용융 피크가 넓어지고, 여러 용융 피크가 나타날 수 있으며(예: 132도 및 165도에서) 피크 모양이 비대칭이고 용융 온도가 감소합니다. 예를 들어, 한 연구에서는 #4부터 #1까지 샘플의 녹는점이 순차적으로 감소하여 모두 170도 미만이었으며 결정화도도 순차적으로 감소했습니다. 샘플 #5는 또한 가열 과정 동안 냉결정화 피크를 나타냈는데, 이는 온도가 증가함에 따라 분자 사슬의 이동성이 증가하고 사슬 세그먼트가 재배열되어 결정을 형성한다는 것을 나타냅니다.

결정화도 계산은 식별에도 중요합니다. 공식 Xc=ΔHm/ΔH0 × 100%(여기서 ΔHm은 샘플의 용융 엔탈피이고 ΔH0는 100% 결정성 PP의 용융 엔탈피, 240.5 J/g)에 따라 재료의 결정성을 계산할 수 있습니다. 순수 PP의 결정화도는 일반적으로 60~80%인 반면, 재활용 소재의 결정화도는 분자 사슬 구조의 파괴로 인해 40~60%로 감소할 수 있습니다. 결정화도의 변화를 비교함으로써 재료가 여러 가공 단계를 거쳤는지 여부를 확인할 수 있습니다. 편광 현미경을 사용하면 PP의 구정석 형태와 크기를 직접 관찰할 수 있으므로 재료의 결정화 특성을 확인할 수 있습니다. 버진 PP는 고분자 사슬의 규칙성으로 인해 완전한 형태를 지닌 균일한 구형을 형성합니다. 그러나 재활용 PP는 분자량 분포가 더 넓기 때문에 크기가 다양하고 모양이 불규칙한 구형이 생성됩니다. 특히 구정석의 복굴절 현상을 관찰할 때, 처녀 PP는 명확한 몰타 교차 소멸 패턴을 나타내는 반면, 재활용 PP의 소멸 패턴은 흐릿하거나 불완전할 수 있습니다.

주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 재료의 표면 형태와 -단면 구조를 관찰할 수 있습니다. 순수 PP의 단면-은 균일한 연성 파괴 특성과 매끄러운 표면을 나타내며 눈에 띄는 결함이 없습니다. 재활용 PP의 단면은-취성파괴 특성, 거친 표면, 공극, 균열, 불순물 등 다양한 결함을 나타낼 수 있습니다. SEM은 또한 에너지 분산 분광법(EDS) 분석에 사용되어 물질의 원소 구성을 감지할 수 있으며, 이는 오염 물질을 식별하는 데 특히 효과적입니다.

연구원들은 전계 방출 주사 전자 현미경(SEM)과 에너지 분산 분광법(EDS)을 조합하여 샘플의 형태와 원소 구성을 분석하여 샘플의 미세한 구성과 형태에 대한 정확한 분석을 제공했습니다. 이 방법을 사용하면 작은 불순물 입자, 표면 산화층, 가공 흔적 등 육안으로 볼 수 없는 미묘한 차이를 드러낼 수 있습니다. 특히 재활용 물질이 소량 포함된 시료의 경우 거시적 방법으로는 이를 식별할 수 없지만 SEM-EDS 분석을 통해 비정상적인 원소 분포를 확인할 수 있습니다.

3.1 체계적인 식별 프로세스 설계

위에 설명된 세 가지 핵심 방법을 기반으로 우리는 신소재, 재활용 소재, 재생 소재를 정확하게 구별할 수 있는 체계적인 식별 프로세스를 설계할 수 있습니다. 이 프로세스에서는 "예비 심사 - -심층 분석 - 종합 결정"이라는 3가지{1}}레벨 식별 시스템을 사용합니다.

1단계: 예비 심사. 먼저 육안 검사와 밀도 테스트를 수행합니다. 고품질-버진 재료는 균일한 무광택 질감, 순수한 색상(주로 황-흰색 또는 반투명), 불순물, 검은 반점 또는 과립 느낌이 없고 자극적인 냄새가 없어야 합니다. 밀도 테스트에서는 밀도 구배 컬럼 방법 또는 자동 밀도계를 사용하여 샘플 밀도를 표준 값(0.90-0.91 g/cm3)과 비교합니다. 밀도 값이 표준 범위에서 ±0.005g/cm3 이상 벗어나면 일반적으로 비처녀 재료로 판단할 수 있습니다.

동시에 용융흐름속도(MFR) 테스트도 수행됩니다. 순수 PP의 MFR 값은 표준 범위 내에 있어야 하며 상대적으로 안정적이어야 합니다. MFR 값이 비정상적으로 높은 경우(표준 값의 2배 이상) 재활용 소재일 수 있습니다.

두 번째 수준:-심층 분석. 예비 심사 후 샘플에 대해 보다 자세한 분석이 수행됩니다. 먼저 1600~1750 cm⁻² 영역의 C=O 흡수 피크 강도를 중심으로 FTIR 분석을 수행합니다. C=O 피크가 크게 향상되면 재료가 산화되었을 수 있으며 재활용 재료일 가능성이 있음을 나타냅니다. 그런 다음 용융 피크의 모양, 개수, 온도를 관찰하기 위해 DSC 분석을 수행합니다. 여러 개의 용융 피크가 나타나거나 용융 온도가 현저히 낮아지고 결정화도의 변화가 복합적으로 나타나는 경우 재활용 소재인지 여부를 추가로 확인할 수 있습니다.

세 번째 수준: 종합적인 판단. 여전히 측정할 수 없는 샘플의 경우 최종 확인을 위해 HS-GC-MS 방법을 사용합니다. 국가 표준 GB/T 46019.2-2025에 따라 랜덤 포레스트 알고리즘 모델과 결합된 25가지 특징적인 휘발성 구성 요소를 분석하여 판단이 이루어집니다. 이 방법은 95% 이상의 정확도를 가지며, 버진 PP와 재활용 PP를 효과적으로 구별할 수 있습니다. 동시에 중금속 함량을 검출하기 위해 원소 분석이 수행됩니다. 중금속 함량이 정상 범위보다 2배 이상 높을 경우 재활용 소재로 판단할 수 있다.
실제 운영에서는 상호 검증을 위해 다양한 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 먼저 사전 스크리닝을 위해 밀도와 용융 흐름 지수를 사용한 다음 확인을 위해 FTIR 및 DSC를 사용하고 마지막으로 중재를 위해 HS-GC-MS를 사용합니다. 이러한 방법의 조합은 단일 방법의 한계를 피하고 식별의 정확성을 향상시킬 수 있습니다.

3.2 결과판정기준체계

과학적 결과 판단 기준을 확립하는 것은 식별의 정확성을 보장하는 데 중요합니다. 국가 표준 및 업계 관행을 바탕으로 다음과 같은 판단 기준 시스템을 설정할 수 있습니다.

물리적 특성 판단 기준:

• 밀도: 버진 PP는 0.905-0.910g/cm3이고, 재활용 재료는 0.900-0.915g/cm3 범위 내에서 변동될 수 있으며, 재활용 재료는 복잡한 구성으로 인해 밀도 변화가 더 큽니다.
• 용융 흐름 속도(MFR): 순수 PP의 MFR 값은 표준 사양(보통 2~10g/10분) 내에 있어야 하며, 재활용 소재의 MFR 값은 약간 높을 수 있으며, 재활용 소재의 MFR 값은 순수 PP의 MFR 값보다 2~5배 높을 수 있습니다.
• 융점: 순수 PP의 융점은 165-169도이고 재활용 재료의 융점은 기본적으로 변하지 않으며 재활용 재료의 융점은 5-10도 감소할 수 있으며 여러 융해 피크가 나타날 수 있습니다.
• 결정화도: 순수 PP의 결정화도는 60-80%이고 재활용 재료의 결정화도는 40-60%입니다.

화학성분 판단 기준:

• FTIR 특성 피크: C=O 피크 강도(1600-1750cm⁻¹), 순수 소재에서는 약하고 재활용 소재에서는 훨씬 더 강함. 메틸 특성 피크(2950cm⁻¹)는 여러 처리 단계 후에 나타납니다.
• 중금속 함량: 천연 물질의 중금속 함량은 극히 낮으며(상대 편차 < 57%), 재활용 물질의 중금속 함량은 천연 물질의 중금속 함량보다 2배 이상 높을 수 있습니다.
• 휘발성 구성요소: HS-GC-MS에 의해 25개의 특징적인 구성요소가 검출되었으며, 순수 물질과 재활용 물질 사이의 구성요소 유형 및 함량에 상당한 차이가 있습니다.

미세구조 판단 기준:

• DSC 용융 피크: 버진 재료는 단일의 날카로운 피크를 나타내는 반면, 재활용 재료는 더 넓은 피크 모양을 나타내며 여러 개의 피크를 가질 수 있습니다.
• 구정석 형태: 버진 재료는 균일한 구정석 크기와 완전한 형태를 갖는 반면, 재활용 재료는 다양한 구과석 크기와 불규칙한 형태를 갖습니다.
• 표면 형태:-신소재의 단면은 매끄럽고 균일한 반면, 재활용 소재의 단면은-거칠고 결함이 있을 수 있습니다.

실제 판단에서는 여러 지표를 종합적으로 고려해야 한다. 예를 들어, 샘플이 표준 범위 내의 밀도, 정상 MFR 값, DSC의 단일 용융 피크, FTIR의 약한 C=O 피크 및 낮은 중금속 함량 조건을 동시에 충족하면 새 물질로 판단됩니다. 샘플이 MFR 값의 상당한 증가, DSC의 다중 피크, FTIR의 강화된 C=O 피크 및 높은 중금속 함량을 나타내는 경우 재활용 소재로 판단됩니다. 이 두 극단 사이에 속하는 샘플의 경우 최종 결정을 위해 랜덤 포레스트 모델과 결합된 HS-GC-MS 분석이 필요합니다.

3.3 방법의 한계 및 품질 관리 포인트

위의 방법은 정확도가 높지만 각 방법에는 한계가 있으므로 실제 적용에서 고려해야 합니다.

• 밀도 테스트의 한계:밀도 테스트는 간단하고 빠르지만 제한된 정보만 제공합니다. 다양한 유형의 PP(예: 단독중합체 및 공중합체)의 밀도는 약간 다를 수 있으며 일부 첨가제(예: 충전재)는 밀도 값에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 밀도 테스트는 예비 선별 방법으로만 사용할 수 있으며 결정을 위한 최종 근거로 사용할 수 없습니다.

• 용융 유속 테스트의 한계:MFR 테스트는 온도와 전단 이력의 영향을 크게 받으며, 테스트 조건의 작은 변화로 인해 결과에 편차가 발생할 수 있습니다. 또한 일부 변형제(예: 가소제)도 MFR 값에 영향을 미칩니다. 따라서 MFR 테스트를 수행할 때 테스트 조건을 엄격하게 제어해야 하며 여러 병렬 테스트를 수행해야 합니다.
• FTIR 분석의 한계:ATR-FTIR 방법은 PE-LD 재활용 재료를 식별하는 데는 효과적이지만 PP 재활용 재료, 특히 한 번의 처리 주기를 거친 재활용 재료를 식별하는 데에는 한계가 있어 큰 차이를 나타내지 않을 수 있습니다. 또한 FTIR은 작용기 정보만 제공할 수 있으며 특정 화학 구조를 확인할 수는 없습니다..

HS-GC-MS 방법에 대한 요구사항:이 방법은 정확도가 높지만 정교한 장비와 고도로 숙련된 작업자가 필요합니다. 이를 위해서는 EI 소스가 포함된 헤드스페이스 가스 크로마토그래프-질량 분석기, 최소 150도 온도에서 작동하는 헤드스페이스 샘플러, 전문 분석 소프트웨어 및 잘 훈련된{3}}작업자가 필요합니다.

 

식별 결과의 정확성을 보장하려면 포괄적인 품질 관리 시스템을 구축해야 합니다.

샘플 대표성 제어:채취한 샘플이 전체 자재 배치의 특성을 정확하게 반영하도록 샘플링 표준(예: ISO 2859)을 엄격히 준수하십시오. 입상 물질의 경우, 서로 다른 위치의 여러 지점에서 샘플을 채취하여 균일하게 혼합한 후 테스트해야 합니다.

기기 교정 및 유지 관리:모든 테스트 장비는 정기적으로 교정되어야 합니다. 전자 저울, 만능 시험기 및 기타 측정 장비는 법적으로 인정된 계측 기관의 연간 교정이 필요합니다. 용융 유속 테스터와 열 변형 온도 테스터는 6개월마다 자체적으로 또는 제3자를 통해-교정되어야 합니다. 교정 항목에는 온도 정확도, 힘 값 정확도 및 속도 안정성이 포함됩니다. 테스트 데이터의 추적성을 보장하기 위해 향후 참조를 위해 교정 보고서를 보관해야 합니다.

환경 조건 제어:온도, 습도 및 청결도가 모두 테스트 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 테스트 환경은 표준 요구 사항을 충족해야 합니다. 예를 들어, 밀도 테스트에는 23±0.5도의 일정한 온도 환경이 필요합니다. FTIR 분석은 수증기 간섭을 피하기 위해 건조한 환경에서 수행되어야 합니다. 미생물학적 테스트는 클린룸에서 수행되어야 합니다.

기록 및 추적성:시료 정보, 시험 조건, 원시 데이터, 계산 과정 및 최종 결과를 포함하여 모든 시험 과정과 결과를 자세히 기록해야 합니다. 기록은 명확하고 정확하며 추적 가능해야 하며 지정된 기간 동안 보관되어야 합니다.

포괄적인 품질 관리 시스템을 구축함으로써 다양한 식별 방법의 장점을 극대화하여 순수, 재활용 및 재활용 식품{0}}등급 PP 플라스틱 원료를 정확하게 구별하고 제품 품질 관리를 위한 안정적인 기술 지원을 제공할 수 있습니다. 실제 적용에서는 특정 상황에 따라 적절한 방법 조합을 선택하여 정확성을 보장하고 테스트 비용과 효율성을 모두 고려해야 합니다. 안전 요구사항이 매우 높은 재료인 식품-등급 PP의 경우 제품 품질과 식품 안전을 보장하기 위해 포괄적인 식별을 위해 다양한 방법을 사용하는 것이 좋습니다.