一、原理基礎(chǔ)

     1. 反射光譜原理：當(dāng)近紅外光照射到塑料樣品表面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。反射光包含了塑料的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)信息。塑料分子中的化學(xué)鍵（如 C - H、C - O、C = C 等）在近紅外區(qū)域有特定的振動(dòng)吸收，這些振動(dòng)吸收會(huì)影響反射光的光譜特征。不同種類的塑料由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和成分不同，對(duì)近紅外光的吸收和反射特性也不同，從而可以通過(guò)分析反射光譜來(lái)鑒別塑料種類。

    2. 漫反射與鏡面反射：在反射過(guò)程中，存在漫反射和鏡面反射兩種情況。漫反射是指光在樣品表面向各個(gè)方向散射，它能夠提供塑料內(nèi)部和表面的綜合信息；鏡面反射主要是光在樣品表面像鏡子一樣的反射，更多地反映樣品表面的光滑程度等物理性質(zhì)。對(duì)于塑料種類鑒別，漫反射光譜更為重要，因?yàn)樗怂芰蟽?nèi)部化學(xué)鍵和官能團(tuán)的信息。

二、鑒別步驟和方法

     1. 樣品準(zhǔn)備：

 1. 一般來(lái)說(shuō)，塑料樣品需要有相對(duì)平整的表面，以確保反射光的一致性。如果樣品表面粗糙，可能會(huì)影響反射光的方向和強(qiáng)度，從而干擾光譜分析。對(duì)于一些不規(guī)則形狀的塑料樣品，可能需要進(jìn)行切割或打磨處理，使其能夠更好地與光譜儀的光源和探測(cè)器配合。
 2. 同時(shí)，要注意樣品的清潔，避免表面的污垢、油脂等雜質(zhì)對(duì)反射光譜產(chǎn)生影響。例如，一些塑料制品在加工過(guò)程中可能會(huì)殘留脫模劑等物質(zhì)，這些都需要在檢測(cè)前清除干凈。

    2. 光譜采集：

1. 使用近紅外光譜儀進(jìn)行反射光譜采集時(shí)，需要設(shè)置合適的參數(shù)。包括波長(zhǎng)范圍、分辨率、積分時(shí)間等。一般近紅外光譜的波長(zhǎng)范圍在 780 - 2526nm 之間，根據(jù)塑料的特點(diǎn)和鑒別要求，可以選擇合適的波段。例如，對(duì)于含有較多不飽和雙鍵的塑料，可能需要重點(diǎn)關(guān)注雙鍵特征吸收峰所在的波段。

2. 分辨率決定了光譜儀能夠區(qū)分的最小波長(zhǎng)間隔，較高的分辨率可以提供更詳細(xì)的光譜信息，但也會(huì)增加數(shù)據(jù)量和測(cè)量時(shí)間。積分時(shí)間影響光信號(hào)的收集強(qiáng)度，對(duì)于反射率較低的塑料樣品，可能需要適當(dāng)延長(zhǎng)積分時(shí)間來(lái)獲得足夠強(qiáng)的信號(hào)。

     3. 數(shù)據(jù)處理和分析：

1. 原始的反射光譜數(shù)據(jù)可能會(huì)受到噪聲、基線漂移等因素的影響，需要進(jìn)行預(yù)處理。常用的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法包括平滑處理（如 Savitzky - Golay 平滑）、基線校正（如多項(xiàng)式擬合基線校正）等。這些方法可以提高光譜數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使后續(xù)的分析更加準(zhǔn)確。

2. 分析方法主要有主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判別分析（PLS - DA）等。主成分分析可以將高維的光譜數(shù)據(jù)降維，提取主要的光譜特征成分，通過(guò)觀察主成分得分圖可以直觀地判斷不同塑料樣品之間的差異。偏最小二乘法判別分析則是一種有監(jiān)督的分類方法，它可以根據(jù)已知塑料種類的光譜數(shù)據(jù)建立判別模型，然后用于未知樣品的分類鑒別。

三、影響鑒別準(zhǔn)確性的因素

1. 添加劑和填充物的影響：許多塑料在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)添加各種添加劑，如增塑劑、抗氧劑、著色劑等，或者混入填充物，如碳酸鈣、滑石粉等。這些添加劑和填充物會(huì)改變塑料的反射光譜特征。例如，添加了大量碳酸鈣填充物的塑料，其反射光譜在某些波長(zhǎng)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)碳酸鈣的特征吸收峰，這可能會(huì)干擾對(duì)塑料本身種類的鑒別。

2. 表面處理的影響：塑料表面的處理工藝，如涂層、印刷、電鍍等，也會(huì)影響反射光譜。涂層會(huì)在塑料表面形成一層新的物質(zhì)層，其光譜特征會(huì)疊加在塑料的原始光譜上。例如，塑料表面的金屬涂層會(huì)在近紅外區(qū)域產(chǎn)生反射和吸收，掩蓋塑料本身的部分光譜特征。

3. 樣品厚度和均勻性的影響：樣品厚度不同可能會(huì)導(dǎo)致光在塑料內(nèi)部的吸收和反射路徑不同，從而影響反射光譜。對(duì)于不均勻的塑料樣品，其不同部位的化學(xué)組成或物理結(jié)構(gòu)可能存在差異，使得反射光譜出現(xiàn)波動(dòng)，降低鑒別準(zhǔn)確性。
翱宇宸光（廣州）光電科技有限公司由多位從業(yè)于光譜測(cè)試儀器的研發(fā)人員合作創(chuàng)立，致力于開(kāi)發(fā)國(guó)際領(lǐng)先的光譜分析儀器，基于特有的光機(jī)電一體化、光譜分析、云計(jì)算等技術(shù)，形成以光纖光譜儀拳頭產(chǎn)品，多儀器測(cè)試全系列開(kāi)發(fā)。