Analyzing Microscopic Contaminants Embedded in Recycled Plastic

Význam tématu

Recyklace plastů je klíčová pro dosažení uhlíkové neutrality, avšak nekontrolované znečištění recyklovaného materiálu může negativně ovlivnit vlastnosti finálních produktů. Analýza mikrokontaminant v recyklovaném plastu je proto zásadní pro zajištění kvality, spolehlivosti a dlouhé životnosti plastových dílů.

Cíle a přehled studie

Cílem tohoto přístupu bylo vytvořit rychlou, reprodukovatelnou a zároveň citlivou metodu pro detekci, identifikaci a kvantifikaci mikroznečištění v recyklovaném plastu. Autoři kombinovali inframikroskopii s vysokorychlostním mapováním a následnou analýzou částic, aby bylo možné rychle pokrýt velkou plochu vzorku a současně získat spolehlivá spektra kontaminant.

Použitá metodika

Analýza se skládala z následujících kroků:

• Příprava vzorku: z polymerových peletek (PE a PP) byl termopressem vytvořen film o tloušťce ~100 µm.
• Vysokorychlostní mapování: v každé pozici se provede úvodní přehledové měření; pokud intenzita spektrálního signálu překročí nastavenou hranici, provede se definovaný počet opakovaných skenů.
• Analýza částic: spektra získaná z oblastí s kontaminanty se pomocí programu vyhodnotila pro určení počtu, velikosti a tvaru částic.

Použitá instrumentace

• IRTracer-100 s mikroskopem AIMsight (Shimadzu)
• Software AMsolution, high-speed mapping software, program pro analýzu částic
• Optický režim: transmisní spektroskopie
• Detektor T2SL
• Rozlišení 8 cm⁻¹, 50 skenů, apodizační funkce SqrTriangle, rychlost zrcadla 30 mm/s
• Apertura a krok 30 × 30 µm, oblast mapování 2 370 × 1 470 µm
• Nastavení prahu detekce 0,15, vyloučené spektrální oblasti 3 200–2 000 cm⁻¹ a 1 700–700 cm⁻¹

Hlavní výsledky a diskuse

Spektrální analýza odhalila dva typy kontaminant:

• Celulóza (charakteristické pásy OH a C–O)
• Polybutylmethakrylát (PBMA)

Celkem bylo detekováno 74 částic, z nichž PBMA se vyskytovalo přibližně dvakrát častěji než celulóza. Histogramy krátkého a dlouhého průměru ukázaly, že celulózové částice mají vláknitý tvar, zatímco PBMA vykazuje různorodé formy.

Přínosy a praktické využití metody

• Redukce doby analýzy na přibližně 1/15 času potřebného pro kompletní mapování.
• Automatizovaná detekce a kvantifikace kontaminant bez manuální intervence.
• Rychlé a spolehlivé hodnocení kvality recyklovaného plastu v průmyslových podmínkách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se implementace umělé inteligence pro automatizovanou klasifikaci spekter, rozšíření metody na další typy polymerů a integrace s ekotoxikologickými testy pro komplexní posouzení bezpečnosti recyklovaných materiálů.

Závěr

Popsaná metodika umožňuje efektivní detekci, identifikaci a kvantifikaci mikrokontaminant v recyklovaném plastu. Díky kombinaci vysokorychlostního mapování a analýzy částic lze minimalizovat dobu analýzy a zajistit vysokou spolehlivost výsledků pro průmyslovou kontrolu kvality.

Reference

• Application News No. 01-00994-EN: High-Speed Measurement of Microplastics Smaller than 100 µm Collected on a Filter and Efficient Analysis, Shimadzu Corporation, 2025.