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塑料碳含量测定

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:塑料碳含量测定是通过元素分析法量化聚合物材料中有机碳元素的技术过程,核心检测对象为各类热塑性/热固性塑料及其制品。采用高温燃烧-红外检测法或湿化学氧化法,精确测定总碳(TC)、有机碳(TOC)及无机碳(IC)含量。关键技术涉及样品前处理(粉碎至<0.5mm)、干扰元素消除(卤素阻燃剂需催化剂处理)和仪器校准(标准物质RSD≤0.8%),检测精度可达≤0.3wt%。

检测项目

元素组分检测:

  • 总碳含量(TC):检测范围0.01%~100%(ISO10694)
  • 有机碳/无机碳比例(TOC/IC):碳酸盐干扰修正(GB/T19145)
物理性能检测:
  • 灰分含量:850℃灼烧残留物≤0.1%(ASTMD5630)
  • 挥发分测定:105℃失重率(GB/T9345.1)
热稳定性参数:
  • 热失重分析(TGA):碳组分分解温度(氮气氛围,10℃/min)
  • 氧化诱导期(OIT):≥20min(ASTMD3895)
燃烧特性:
  • 极限氧指数(LOI):≥28%(GB/T2406.2)
  • 碳残留率:800℃残留碳量(GB/T9343)
分子结构分析:
  • 碳氢氮硫同步测定(CHNS):元素比例偏差±0.3%(ISO29541)
  • 红外碳基团识别:羰基指数(1710cm⁻¹峰值比)
添加剂影响:
  • 增塑剂碳干扰:邻苯二甲酸酯检出限≤50ppm
  • 阻燃剂校正:溴系阻燃剂燃烧抑制补偿
材料均一性:
  • 碳分布图谱:电子探针面扫描(空间分辨率1μm)
  • 批次差异率:≤±1.5%(同质样品)
环境影响参数:
  • 生物碳含量:¹⁴C同位素示踪法(ASTMD6866)
  • 碳足迹计算:CO₂当量转换系数
机械性能关联:
  • 碳含量-拉伸强度相关性:回归模型R²≥0.95
  • 炭黑分散度:显微图像分析(粒径分布D50)
工艺适应性:
  • 注塑碳损失率:成型前后碳差检测
  • 回收料碳衰减:二次加工材料对比分析

检测范围

1.通用塑料:聚乙烯(PE)碳氢比验证,聚丙烯(PP)抗氧剂降解碳增量监测

2.工程塑料:聚酰胺(PA)酰胺基团碳含量,聚碳酸酯(PC)酯键断裂碳损失

3.复合塑料:玻纤增强材料界面碳迁移,碳纤维复合材料树脂基体碳损耗

4.生物基塑料:聚乳酸(PLA)生物碳比例认证,淀粉基材料碳源溯源

5.阻燃塑料:溴系/磷系阻燃体系燃烧残碳率,无卤阻燃剂碳包覆效果

6.回收再生料:多次加工碳链断裂检测,杂质碳污染定量分析

7.特种工程塑料:聚醚醚酮(PEEK)芳环碳稳定性,聚酰亚胺(PI)亚胺键碳保留率

8.发泡材料:聚氨酯(PU)泡孔壁碳密度,聚苯乙烯(PS)发泡剂残留碳影响

9.薄膜制品:双向拉伸薄膜碳取向度,镀铝层碳掩蔽效应校正

10.医用塑料:植入级材料碳溶出物,灭菌过程碳氧化监测

检测方法

国际标准:

  • ISO10694:1995土壤质量-干燃烧法测定总碳含量(高频感应炉)
  • ASTMD5373-21煤中碳氢氮测定(微量燃烧法)
  • EN13137:2001废弃物碳含量测定(硫酸盐干扰消除法)
国家标准:
  • GB/T19145-2003沉积岩中总有机碳测定(盐酸预处理差异)
  • GB/T30733-2014煤中碳氢氮测定(氧弹燃烧法)
  • HJ695-2014土壤有机碳测定(重铬酸钾氧化法温差补偿)

检测设备

1.元素分析仪:varioELcube型(检测限0.001μgC,动态燃烧温度1150℃)

2.红外碳硫仪:HW2000B型(高频炉功率2.2kW,CO₂检测波长4.26μm)

3.热重分析仪:STA449F5型(称重精度0.1μg,气氛切换精度±0.1ml/min)

4.同位素质谱仪:DeltaVAdvantage型(¹⁴C精度±0.1pMC)

5.微波消解仪:Multiwave7000型(压力监测精度±0.1bar)

6.真空脱气装置:VacPrep061型(真空度≤5×10⁻³mbar)

7.马弗炉:NaberthermL5/11型(恒温精度±2℃,最高1100℃)

8.微量天平:XP6U型(分辨率0.1μg,防风罩气流≤0.05m/s)

9.红外光谱仪:NicoletiS50型(DTGS检测器,光谱范围7800-350cm⁻¹)

10.电子探针:EPMA-8050G型(碳元素面分布分辨率≥0.5μm)

11.激光粒度仪:Mastersizer3000型(样品分散压力0-4bar可调)

12.管式燃烧炉:OTF-1200X型(石英管内径Φ100mm,恒温区±5℃)

13.气体色谱仪:GC-2030型(TCD检测器恒温±0.1℃)

14.超声波萃取仪:KQ-1000DE型(频率40kHz±1%)

15.超纯水系统:Milli-QAdvantage型(TOC≤1ppb)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

塑料碳含量测定
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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