藏红T染色聚氯乙烯检测方法的研究

PAGEPAGE72.2.2藏红T染色PVC过程2TPVC（-𝐶2-）[20]离子-𝐶+C-Cl的δ⁻PVCT580-620/[21]乙醇等溶剂可促进藏红TPVC内部，增加荧光位点，升温会增强染料扩散。PVCC-Cl键和非极性-𝐶2区键的δ⁻T的阳离子（-𝐶2）发生弱静电作用。2T分子的荧光过程[23]TTJablonski能级图描述，示意图如下：图2.1荧光产生示意图TPVCTPVC[24]T分子会形成芳香环结构[25]，通过范德PVCC-ClPVCPVC。染色过程的示意图如下：图2.2藏红T染色PVC过程第3章实验部分实验样品及试剂本实验所用的样品和试剂见表3.1和表3.2。表3.1实验样品PVC薄片是一种广泛应用的合成高分子材料薄片，具有优异的化学稳定性、机械性能和可加工性，常用于工业、建筑、医疗及实验室等领域，PVC薄片分为硬质PVC薄片。PVCPVCPVC本实验涉及的主要仪器和附件见表3.3。表3.3实验仪器PAGEPAGE10续表3.3仪器名称仪器型号生产厂家拉曼光谱SMARTRAMAN广州旗标光电科技发展股份有限公司UC-H超声波清洗器UC-6H泰坦科技数控加热磁力搅拌器MS7-H550-Pro大龙兴创实验仪器股份有限公司实验步骤实验步骤如下：T在相同激发波长的情况下，测试各浓度的荧光值，确定合适的染色浓度。TPVCPVC粉末TPVC0.05mg/l10mg/l对其进行染色。在同一浓度内，分别改变其他变量，比较其他条件改变对染色效果的影响。PVCPVC染色样品30min，随后将样品放置到荧光显微镜上观察染色效果。PVC构是否变化，以及老化前后染色样品结构有无变化。实验条件PVC样品时，选择了不同染色条件进行3.1所示。表3.1PVC粉末的染色条件续表3.3表3.3PVC薄片的染色条件TPVC，对粒径较小的粉末样品所做的实验对照组更多，包括浓度对照、溶剂对照10mg/l（如水和乙醇（率）。第4章结果与分析染色浓度确定T0.05mg/l0.2mg/l0.5mg/l1mg/l2mg/l4mg/l10mg/l、12mg/l、13mg/l0.05mg/l、1mg/l、10mg/l、100mg/l。使用荧光分光光度计进行测试，将激发波长设置为520nm100011T4.14.1a4.1bT水溶液下的荧光光谱图和荧光强度曲4.1c4.1dT乙醇溶液下的荧光光谱图和荧光强度曲线图。T10mg/L10mg/L时荧光值最大。这是因为荧光强度与浓度之间的关系通常遵循方程，在低浓度范围内，荧光强度随浓度增加而线性增强，但当浓度超（10TTT的激发态，促进非辐射衰减。同时，T的氨基或亚氨基形成强氢键，（振动弛豫图4.1藏红T在不同介质不同浓度下的荧光强度变化图a、b：水；c、d：乙醇PVC粉末染色观测PVC3.1分别做了不同浓度、不同温度、不同溶剂的比对实0.1gPVCT（20mL）溶液中。此时，PVC粉末均匀的分散在溶液中。随后，在不同温度下加热，搅拌速度控制在1801.5hPVCT40倍，在绿光波段（500-560nm）下观察。PVCPVCPVCT时，使用已经设置好的参数，对原样进行观察。对于温度变量，以每升高十度为一个梯度，设置温度为65℃、75℃、85℃三组实验，同时再分两组，一组为水作溶剂、一组为乙醇作溶剂，浓度均选择0.05mg/lTPVC65℃、75℃、85℃180转，PVCTPVCPVC粉末，也是使用荧光显微镜对其观察，参数同原样所4.3。4.3T4.3（meanoptical的平均光密度：0.05mg/L：1697；0.2mg/L：3078；1mg/L：3228；10mg/L：3760。TPVC0.05mg/lTPVC染色效果不显著，但也能说明就设置的浓度梯度而言，0.05mg/lPVC粉末染10mg/l子数增多，PVC粉末表面吸附位点被更密集占据，形成更完整的染料覆盖层，这就T（即单位燃料用量可达到的色深显著提高染色效率。在实验设置的浓度范围内，PVC的吸附能力尚未达到饱和，染料分子能更好进入内部孔隙，染色效果显著。4.4T水溶液平均光密度分别为：2249、2663T2348275165℃。这TPVC分子的接PVC粉末内部孔隙，PVC4.4中水和乙醇溶剂PVCPVC结合不牢固，在后续抽滤和超声波清洗时易流失，所以水做溶剂染色效果较好。图4.3在不同浓度下、水为溶剂藏红T染色PVC粉末的荧光图像（a:0.05mg/l;b：0.2mg/l；c：1mg/l；d:10mg/l）图4.4在不同温度下、不同溶剂藏红T染色PVC粉末荧光图像60℃T浓度越大，PVC10mg/lT溶液染色效果最好。4.2.PVC薄膜染色结果PVCPVC7天的二十四小时不PVC7PVC备一组未经老化的。7天老化结束后，对老化组和未老化组进行裁剪，裁剪大小为5mm×5mm0.05PVC0.05PVC65℃0.05未PVC0.05PVC薄膜（d），四组中两两互为对比。结果如下图所示。PVC薄膜的染色效果要明显好于未经过老化的，一方面PVC分子链，产生更多的微裂纹和粗糙表面，增加染料接触（如羟基和羰基T（氨基、磺酸基）产生更强的氢键和离子键结合；另一方面，PVC薄膜在紫外老化TPVC薄膜的重合部分和折痕部分，染色效果对比其他地方更为显著，这是因为在TPVC分子分子链结合的更紧密，附着的更好。比较水和无水乙醇作溶剂的两组，水做溶剂的效果也要略强于无水乙醇作溶剂。图4.7不同样品、不同溶剂染色PVC薄膜的荧光图像（a：0.05mg/l、水藏红T染色未老化PVC；c：0.05mg/l、水藏红T染色老化PVC；c：0.05mg/l、乙醇藏红T染色未老化PVC；d:0.05mg/l、乙醇藏红T染色老化PVC）PVC薄片染色结果PVC0.1mm5mm×5mm原样使用荧光显微镜进行观察，荧光显微镜参数同粉末。PVC1mg/lT溶液对其进行染色，发10m/lT溶液对其进行染色，结果表明，虽然染色效果与1mg/l相比有略微提升，但是总体来看，也是只有边缘经过裁剪处才染上色，但与粉末和薄膜比，效果也不好。这是因为，PVC薄片在压制成型的过程中，经过高温塑PVCPVCTPVCPVCT图4.9不同浓度藏红T染色PVC薄片荧光图像（a：1mg/l藏红T溶液；b：10mg/l藏红T溶液）PVC染色对比TPVCPVC薄膜，染色效果大大提升，染色程度与粉PVC薄片，染色效果最差，基本只有裁剪时的切片边缘才染上色。原PVC粉末颗粒小，比表面积大，能为藏红T多的吸附位点，使藏红T更容易吸附在颗粒表面并扩散至颗粒间隙，而对于PVCPVCT能通过表面氢键作用，进行吸附，而PVCT化区域渗透。另一方面，PVC粉末未经过高温塑化，PVC分子链未完全交联，表面TTPVC分子的结合。图4.9同一浓度下不同PVC结构荧光图像（a：薄片；b：粉末；c：薄膜）光谱分析对染色后的各样品，使用傅里叶变换红外光谱(fouriertransforminfraredspectroscopy,FTIR)PVC进行表征分析。能提供详PVC薄膜进行检测，符合实验要求。拉曼光谱利用非弹性光散射技术，能够分析微验结果的影响，做到避光操作。红外光谱图傅里叶红外光谱（FTIR）分析法在材料表征中发挥着不可替代的核心作用，其PVC塑料检测C-Cl（600-700𝑐−1）𝑐−1附近）的存在，以及老化前后谱图中羰基指数[27]（如1710𝑐−1/1420峰面积比）TPVCFTIR能测出染色前后PVC结构是否会发生变化。PVC塑料的红外光谱变4cm−184000-600𝑐−1PVC结构是否变化。结果见下图。结果表明，无论是对于水溶剂或是乙醇溶剂，经过染色后，PVC结构未发生变TPVC7天老化和未老化的相比，峰的位置没变，但是峰高会有所变化。一方面，是因为在老化过程中，PVC分子链PAGEPAGE24图4.10PVC薄膜红外光谱图（a:未老化；b：老化）拉曼光谱图[28PCC-C（1130C=C（1650PVC（785nm或532nm）可有效避免大多数荧光染料的干扰，实现精准检测。本研究使用便携式拉曼光谱仪进行分析，激发波长为785nm，检测时间为6s，观察PVC粉末和PVC薄片，结果如图4.11-13所示。PVCPVCPVC结构均未引起改TT仅仅吸附在PVC分子纳米表层，使用拉曼光谱检测结构，就不会发生变化。4.11PVC粉末拉曼光谱图图4.12乙醇溶剂下的PVC粉末拉曼光谱图图4.13PVC薄片拉曼光谱图结论综合以上实验数据，得出的结果如下：520nmT溶液时，对溶剂为T10mg/l时，荧光值最大。对于老化后的薄膜，在进行裁剪处理时，能明显察PVC>老化薄膜>未老化薄膜>且差异显著，PVC粉末染色效果最优，在最低浓度（0.05mg/l）下，也能染色成功，10mg/lT溶液对其进行染色，也只有裁剪过得边缘才染色成功。在对染色后样品进行红外和拉曼光谱观察时，能够发现，对于三种规格的样品，T参考文献R.Geyer,Production,use,andfateofsyntheticpolymers,inPlasticandRecycling,AcademicPress,2020,pp.13–32.Moret-FergusonS,LawKL,ProskurowskiG,etal.Thesize,mass,andcompositionofplasticdebrisinthewesternNorthAtlanticOcean[J].MarPollutBull,2010,60(10):1873-1878.DoyleMJ,BowlinNM,SheavlySB.PlasticparticlesincoastalpelagicecosystemsoftheNortheastPacificocean[J].MarEnvironRes,2011,71(1):41-52.LvL,QuJZ,etal.Asimplemethodfordetectingandquantifyingmicroplasticsutilizingfluorescentdyes-Safraninefluoresceinisophosphate,Nileredbasedonthermalexpansionandcontractionproperty[J].EnvironmentalPollution,2019,255(Pt2):113283.MerdyP,BonneauA,Delpyetal.Fluorescentlabellingasatoolforidentifyingandquantifyingnanoplastics.[J].RSCadvances,2024,14(50):37610-37617.马伟,陈兰化.T与阴离子表面活性剂荧光反应的研究[J].淮北煤师院学报(自然科学版),2003,24(02):25-28.何红艳,邹思佳.介孔生物炭的合成､改性及其对染料的吸附性能研究[J].化学试剂,2020,42(10):1148-1153.DOI:10.13822/ki.hxsj.2020007372.Erni-CassolaG,GibsonMI,ThompsonRC,Christie-OlezaJA.Lost,butFoundwithNileRed:ANovelMethodforDetectingandQuantifyingSmallMicroplastics(1mmto20μm)inEnvironmentalSamples[J].EnvironmentalScience&2017,51(23):13641-13648.胥文瑞,周李俊君,王超,等.尼罗红染色聚苯乙烯微塑料新方法开发[J].塑料科技,2024,52(04):49-55.DOI:10.15925/ki.issn1005-3360.2024.04.010.ZhiqiangG,KendallWJC.LabelingMicroplasticswithFluorescentDyesforDetection,Recover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