目前，*常見(jiàn)的PC為雙酚A型，其主要以雙酚A和光氣為原料合成，這類(lèi)材料在熱加工或使用過(guò)程中又會(huì)伴隨PC老化降解，二次熱加工甚至三次熱加工后的產(chǎn)品降解現(xiàn)象會(huì)加劇，材料的力學(xué)性能和熱性能會(huì)顯著下降，使材料喪失服役功能，同時(shí)材料的降解會(huì)導(dǎo)致體系中酚類(lèi)物質(zhì)含量升高，在食品包裝領(lǐng)域中，酚類(lèi)物質(zhì)的殘留會(huì)對(duì)人體造成極大的**隱患。

目前，常見(jiàn)的PC回收料檢測(cè)手段包括力學(xué)性能測(cè)試，通過(guò)材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等差異進(jìn)行鑒別；熱性能測(cè)試，通過(guò)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（t_g）、熱分解溫度等差異進(jìn)行鑒別；另外，還可通過(guò)觀(guān)察材料的溶解性、斷面形貌、紫外光譜等方法進(jìn)行鑒別。

然而，通過(guò)紅外光譜進(jìn)行鑒別的系統(tǒng)性研究卻鮮有報(bào)道。一方面，紅外光譜測(cè)試儀常用于對(duì)材料的定性分析，對(duì)材料定量分析的要求復(fù)雜苛刻，不利于實(shí)現(xiàn)材料的快速檢測(cè)；另一方面，PC原生料與回收料的差別細(xì)微，通過(guò)單一試樣的紅外光譜法采集結(jié)果不能排除測(cè)試結(jié)果的偶然性。

基于上述難點(diǎn)，通過(guò)采集大量數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法消除偶然性，以單一變量控制法建立標(biāo)準(zhǔn)試樣濃度與酚類(lèi)物質(zhì)紅外特征峰的關(guān)系曲線(xiàn)，將測(cè)試試樣與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，在一定范圍內(nèi)判定測(cè)試試樣與標(biāo)準(zhǔn)試樣的相似程度，實(shí)現(xiàn)一定程度上PC原生料與回收料的區(qū)分。

不同熱加工次數(shù)PC粒料的熱性能

DSC測(cè)試：稱(chēng)5mg PC粒料，溫度25~250℃，升降溫速率均為10℃/min，氮?dú)夥諊?，取二次升溫曲線(xiàn)標(biāo)定聚合物的t_g。

TG測(cè)試：稱(chēng)5mg PC粒料，溫度25~800℃，升溫速率10℃/min，選取質(zhì)量損失5%時(shí)的溫度作為熱分解溫度（t_d）。

從圖1看出：不同熱加工次數(shù)的PC粒料，其t_g均在100~150℃，且隨著PC粒料熱加工次數(shù)的增加，其t_g呈逐漸減小的趨勢(shì)；同時(shí)PC經(jīng)過(guò)多次熔融擠出后，其t_d發(fā)生明顯改變，原生料、回收料Ⅰ、回收料Ⅱ的t_d分別為450，426，412℃，熱穩(wěn)定性顯著降低。分子鏈結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子質(zhì)量及其分布是影響PC熱穩(wěn)定性的主要因素。推測(cè)由于多次加工，導(dǎo)致PC分子鏈發(fā)生了斷裂和重排，游離小分子變多，降解和老化后PC相對(duì)分子質(zhì)量及其分布發(fā)生改變，導(dǎo)致材料性能下降，影響材料**使用。

不同熱加工次數(shù)PC粒料的溶解性能

溶解法是輔助鑒定PC原生料與回收料的一類(lèi)物理方法，以二氯甲烷為溶劑，分別將不同熱加工次數(shù)的PC粒料配制成不同濃度的溶液，觀(guān)察濃度和熱加工次數(shù)對(duì)聚合物溶解性能的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：原生料在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0896g/mL時(shí)溶液為澄清透明狀，回收料Ⅰ在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0400g/mL時(shí)溶液為渾濁狀，回收料Ⅱ在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0650g/mL時(shí)溶液為渾濁狀。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，回收料在相對(duì)低濃度條件下，體系內(nèi)酚類(lèi)物質(zhì)含量已達(dá)到飽和，回收料與原生料在相同濃度下溶解狀態(tài)明顯不同，這是由于多次熱加工后，體系中分子鏈發(fā)生降解反應(yīng)產(chǎn)生較多游離小分子酚類(lèi)物質(zhì)，PC在二氯甲烷中的溶解性較好，而酚類(lèi)物質(zhì)在二氯甲烷中溶解性一般，隨著加工次數(shù)的增多，溶解性一般的酚類(lèi)物質(zhì)變多，達(dá)到飽和濃度后，溶液發(fā)生由澄清到渾濁的變化，而實(shí)際上，PC在制備過(guò)程中會(huì)存在單體之間反應(yīng)不完全的情況，如果后處理工藝不足，會(huì)導(dǎo)致體系內(nèi)初始酚類(lèi)物質(zhì)殘留濃度較高，其次，不同用途或功能的PC在加工過(guò)程中可能會(huì)加入各種填料，不同填料的溶解性又有差異，這種情況下不適合去采用溶解法進(jìn)行區(qū)分，因此，通過(guò)溶解法區(qū)分純料與回收料的方法要根據(jù)實(shí)際材料的制備條件選擇。

不同熱加工次數(shù)PC粒料熱分解產(chǎn)物的紅外特征峰分析

從圖2可以看出：2800~3000cm^-1為—CH3，—CH2—對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰與不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，1776cm^-1處為—C=O伸縮振動(dòng)峰，1597，1504，1463cm^-1處為苯環(huán)特征吸收峰，1163，1194，1235cm^-1處為典型的—C—O—C—伸縮振動(dòng)峰，1015，1085，830cm^-1處為對(duì)位取代苯環(huán)特征吸收峰。這些峰均歸屬為PC的紅外特征峰且無(wú)異常峰出現(xiàn)，表明原生料為PC。PC分解產(chǎn)生的酚類(lèi)物質(zhì)，具有羥基官能團(tuán)，該官能團(tuán)在3000~3300cm^-1出峰，PC組分在該處不產(chǎn)生特征吸收峰，因此不存在紅外光譜定量的重疊干擾，故將3000~3300cm^-1的峰定為分解產(chǎn)物酚類(lèi)物質(zhì)的特征吸收峰。從圖2還可以看出：波數(shù)在3301cm^-1處的吸收峰強(qiáng)度隨PC粒料熱加工次數(shù)增加而增強(qiáng)。

圖3為PC原生料不同濃度試樣在波數(shù)2400~4000cm^-1的傅里葉變換紅外光譜。PC原生料在3301cm^-1處的羥基吸光度（A1）數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

經(jīng)歸一化處理后得到吸光度（A2）數(shù)據(jù)，以A2為縱坐標(biāo)，試樣濃度為橫坐標(biāo)，獲得羥基吸收峰強(qiáng)度（歸一化后A2）與粒料濃度的工作曲線(xiàn)（見(jiàn)圖4）。

根據(jù)圖4得到回歸方程：y=6.73625×10^-5+0.00392x，皮爾森相關(guān)系數(shù)為0.92416，相關(guān)系數(shù)平方（R²）為0.85407，矯正相關(guān)系數(shù)平方為0.83785。

從表1可以看出：隨著試樣濃度的增加，A2呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，結(jié)合回歸方程R²大于0.85，推斷A2與粒料濃度具有強(qiáng)相關(guān)性，因此，通過(guò)該線(xiàn)性方程可以較好地?cái)M合樣本數(shù)據(jù)，以此工作曲線(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，將回收料Ⅰ和回收料Ⅱ的紅外采集數(shù)據(jù)代入標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)后，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)與回歸方程預(yù)測(cè)點(diǎn)相對(duì)誤差分別為96%，179%，樣本偏離該工作曲線(xiàn)較大，將原生料紅外采集數(shù)據(jù)代入擬合曲線(xiàn)的回歸方程，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)與回歸方程預(yù)測(cè)點(diǎn)相對(duì)誤差均在±80%誤差以?xún)?nèi)，由此可見(jiàn)通過(guò)定量紅外光譜法區(qū)分PC回收料在一定范圍內(nèi)具有可行性。

結(jié)論

a）原生料、回收料Ⅰ、回收料Ⅱ的t_d分別為450，426，412℃，PC的熱穩(wěn)定性顯著降低。

b）原生料在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0896g/mL時(shí)溶液為澄清透明狀，回收料Ⅰ在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0400g/mL時(shí)溶液為渾濁狀，回收料Ⅱ在質(zhì)量濃度為0.0094~0.0650g/mL時(shí)溶液為渾濁狀。

c）波數(shù)在3000~3300cm^-1的A2隨粒料熱加工次數(shù)增加而增強(qiáng)，隨著試樣濃度的升高，A2呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。

d）通過(guò)紅外光譜定量分析法，建立A2與原生料濃度的工作曲線(xiàn)，回歸方程為：y=6.73625×10^-5+0.00392x，R²為0.85407。將回收料Ⅰ、回收料Ⅱ紅外采集數(shù)據(jù)代入，樣本偏離該工作曲線(xiàn)較大，將原生料紅外采集數(shù)據(jù)代入回歸方程，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)與回歸方程預(yù)測(cè)點(diǎn)相對(duì)誤差均在±80%誤差以?xún)?nèi)，由此可見(jiàn)通過(guò)定量紅外光譜法區(qū)分PC回收料在一定范圍內(nèi)具有可行性。