Evaluation of Microscopic Foreign Matter in Recycled Plastics Using Dynamic Image Analysis, Infrared Microscopy, and SEM-EDS

Význam tématu

Recyklace PET vyžaduje přesnou detekci mikročástic cizorodého materiálu, které ovlivňují kvalitu taveniny, vznik vad při vstřikování a spolehlivost finálních výrobků. Kvantifikace velikosti a počtu těchto částic umožňuje optimalizovat filtrační a separační kroky a zvýšit efektivitu procesu.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na porovnání množství, velikosti a složení mikročástic nerozpuštěných v HFIP v peletech PET z primárních (virgin) a recyklovaných zdrojů. K vyhodnocení byly použity techniky dynamické analýzy částic, infračervené mikroskopie a SEM-EDS.

Použitá metodika a instrumentace

Suspenze připravené rozpuštěním PET peletů v hexafluoro-2-propanolu (100 mg/mL) obsahují nerozpuštěné částice, které byly analyzovány:

• Dynamická analýza částic: iSpect DIA-10 (8 fps, 250 µL, prah 216)
• Infračervená mikroskopie: IRTracer-100 + AIM-9000 (rozlišení 8 cm⁻¹, 700–4000 cm⁻¹)
• SEM-EDS: ProX (Phenom World) pro elementární složení

Hlavní výsledky a diskuse

Dynamická analýza ukázala výrazně vyšší koncentraci částic u recyklátu (~20 240 částic/mL) oproti virgin (~286 částic/mL). Převedeno na hmotnost to odpovídá ~202 400 částic/g recyklátu vs. 2 860 částic/g virgin. Infračervená mikroskopie identifikovala v primárním materiálu organické sloučeniny jako celulosa a amidy. SEM-EDS odhalilo v recyklátu anorganické uhličitany (C, Ca, O) a kovový hliník (Al).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a kvantitativní vyhodnocení mikročástic při minimálním objemu vzorku, což přináší:

• Optimalizaci volby a výměny metalických filtrů
• Kontrolu a zlepšení výrobních kroků odstraňování cizorodých látek
• Možnost sledování původu nečistot a zavedení preventivních opatření

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj metodiky může směřovat k:

• Automatizované klasifikaci částic založené na umělé inteligenci
• Inline měření přímo ve výrobní lince
• Rozšíření na další typy polymerů a vícemateriálové systémy
• Integraci s průmyslovou procesní kontrolou pro prediktivní údržbu

Závěr

Multimetodický přístup kombinující dynamickou analýzu obrazu, infračervenou mikroskopii a SEM-EDS poskytuje komplexní informace o velikosti, množství a složení mikročástic v PET peletech. To podporuje optimalizaci recyklačních procesů a zlepšuje kvalitu finálních výrobků.

Reference

Maeda H; Homma M; Ono H; Maruyama K; Yan X; Miyazaki Z. Evaluation of Microscopic Foreign Matter in Recycled Plastics Using Dynamic Image Analysis, Infrared Microscopy, and SEM-EDS. Shimadzu Application News, First Edition: Dec. 2025.