紅外光譜檢驗(yàn)快遞塑料包裹的應(yīng)用范文

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摘要：為了建立一種簡便快速無損的檢驗(yàn)快遞塑料包裹袋的分析方法，利用傅里葉變換紅外光譜儀，采用SmartPerformer采樣器，對(duì)不同快遞公司的55個(gè)快遞塑料包裹袋樣品進(jìn)行了分析檢驗(yàn)。依據(jù)紅外光譜圖中特征吸收峰的不同，可以將快遞塑料包裹袋樣品進(jìn)行區(qū)分。該檢驗(yàn)方法操作簡便快捷，重現(xiàn)性好，結(jié)果準(zhǔn)確可靠且無損檢材，可用于公安基層實(shí)際辦案。

關(guān)鍵詞：傅里葉變換紅外光譜法;快遞塑料包裹袋;比較分析

前言

在各類案件現(xiàn)場中經(jīng)常能提取到快遞塑料包裹袋物證，常見快遞塑料包裹袋主要為聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯(PVC)等［1］。為了降低成本，提高性能，通常會(huì)在生產(chǎn)加工過程中添加一些填料，比如碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉等。通過對(duì)這些快遞塑料包裹袋物證進(jìn)行檢驗(yàn)，達(dá)到區(qū)分不同快遞塑料包裹袋的目的，可以為偵查破案提供線索，指明方向，為證實(shí)犯罪提供科學(xué)的依據(jù)。目前，檢驗(yàn)塑料的方法很多，主要有紅外光譜法、裂解氣相色譜法、熱分析法、掃描電鏡/能譜法、X射線熒光光譜法等［2-5］。實(shí)驗(yàn)中利用傅里葉變換紅外光譜法對(duì)塑料快遞包裹袋進(jìn)行檢驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，重現(xiàn)性好，且不破壞檢材［6］。

1實(shí)驗(yàn)儀器和樣品

1．1實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)定參數(shù)傅立葉變換紅外光譜(FTIR)儀:NicoletiN10MX，美國賽默飛世爾。SmartPerformer采樣器:美國賽默飛世爾。測(cè)定參數(shù):掃描次數(shù)為32次，波數(shù)范圍為4000～500cm－1，分辨率為4cm－1。

1．2實(shí)驗(yàn)試劑無水乙醇(分析純)。

1．3實(shí)驗(yàn)樣品收集各地圓通、韻達(dá)、中通、順豐等快遞公司快遞塑料包裹袋樣品55個(gè)(見表1)。

2實(shí)驗(yàn)過程

2．1實(shí)驗(yàn)方法將樣品用乙醇棉簽擦拭干凈，置于SmartPer-former采樣器上，擰緊探頭，按照上述實(shí)驗(yàn)條件，利用反射法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2．2重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)選擇1#樣品韻達(dá)公司快遞包裹袋，剪取面積為0．5cm×0．5cm，利用反射法，在相同檢測(cè)條件下重復(fù)測(cè)定5次。

2．3最小檢出量實(shí)驗(yàn)選擇9#樣品圓通快遞公司包裹袋，分別剪取面積約為1．0cm×1．0cm，0．8cm×0．8cm，0．5cm×0．5cm，0．3cm×0．3cm，0．2cm×0．2cm的5塊樣品，分別對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。2．4快遞塑料包裹袋的紅外光譜分析根據(jù)不同樣品的紅外光譜圖中特征吸收峰的峰數(shù)、峰位、峰形及峰強(qiáng)的不同對(duì)其加以區(qū)分。

3結(jié)果與討論

3．1重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)1#韻達(dá)快遞塑料包裹袋樣品在相同條件下重復(fù)測(cè)定5次。測(cè)定的紅外光譜吸收峰的峰數(shù)、峰位和峰形基本一致(見圖1)，表明利用傅里葉變換紅外光譜儀檢驗(yàn)快遞塑料包裹袋的方法準(zhǔn)確可靠。3．2最小檢出量實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)9#圓通樣品不同面積的5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)檢測(cè)樣品的面積為0．2cm×0．2cm時(shí)，譜圖吸收峰發(fā)生較大變化。因此，該實(shí)驗(yàn)的樣品最小檢出量應(yīng)為0．3cm×0．3cm。

3．3快遞塑料包裹袋樣品的紅外譜圖分析按照物質(zhì)成分分析，快遞封裝袋屬于聚合物類材料，其主要包括聚合物基體和填料兩部分。根據(jù)分析聚合物基體成分分析，實(shí)驗(yàn)研究中收集的絕大多數(shù)快遞塑料包裹袋的紅外光譜圖基本相似，主要分為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)三類，其中6#樣品和21#分別是PET基和PP基，其余樣品均為PE基。實(shí)驗(yàn)中利用50#快遞塑料包裹袋樣品的紅外光譜圖作為代表。聚乙烯的鏈接結(jié)構(gòu)式均為—CH2—CH2—，因此它們的紅外光譜圖很相似，均在2914cm－1左右有CH2的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收、2847cm－1左右有CH2的對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收、1472cm－1附近有CH2的彎曲振動(dòng)吸收、718cm－1附近有CH2的搖擺振動(dòng)吸收。聚乙烯有一定的結(jié)晶度，一個(gè)晶胞中的兩個(gè)大分子有時(shí)會(huì)產(chǎn)生偶合振動(dòng)，引起CH2彎曲振動(dòng)和搖擺振動(dòng)譜帶分裂，在1472cm－1和1462cm－1、730cm－1和718cm－1處分別產(chǎn)生一對(duì)雙峰(見圖2)。通過對(duì)所有紅外譜圖分析比較后。發(fā)現(xiàn)這些快遞塑料包裹袋樣品檢出結(jié)果是有差異的。可以在樣品譜圖的800～1000cm－1、1000～1300cm－1、1300～1800cm－1、2700～3000cm－1這4個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行分析，判斷樣品中添加的不同添加劑。在不同廠家的實(shí)驗(yàn)樣本中，有一部分樣本的紅外譜圖在800～1000cm－1的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)特征吸收峰的數(shù)目較多。874．11cm－1、847．85m－1以及1500～1300cm－1間的寬強(qiáng)吸收為碳酸鈣的吸收［7-9］(見圖3)。6#樣品顏色為白色，鏡面狀，表面光滑，外觀較為特殊，經(jīng)紅外光譜檢測(cè)，該種塑料快遞包裹袋表面存在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯成分，如圖4所示。

3．4聚乙烯快遞袋的區(qū)分研究經(jīng)紅外光譜分析表明，實(shí)驗(yàn)收集的大多數(shù)快遞袋材質(zhì)均為聚乙烯基體，這些樣品的區(qū)分只能通過對(duì)于特征峰的相對(duì)峰強(qiáng)度進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)波數(shù)位于1021cm－1和1240cm－1處的吸收峰具有一定特征性，能夠用于判斷類別，依據(jù)是否存在吸收峰，將樣品區(qū)別為4大類，區(qū)分結(jié)果見表2。 在Ⅰ類樣品選取47#樣品為例，在1021cm－1和1240cm－1處附近存在吸收峰(見圖5)。在Ⅱ類樣品選取5#樣品為例，在1021cm－1處附近存在吸收峰，而在1240cm－1處附近不存在吸收峰(見圖6)。在Ⅲ類樣品選取11#樣品為例，在1021cm－1處附近無吸收峰，而在1240cm－1附近存在吸收峰(見圖7)。在Ⅳ類樣品選取1#樣品為例，在1021cm－1和1240cm－1處附近都不存在吸收峰(見圖8)。從表2中可以看出，研究收集的樣品成分相似度較高，并且集中在第Ⅱ類和第Ⅳ類中。可以根據(jù)樣品相對(duì)峰高比的不同，將樣品進(jìn)一步加以區(qū)分。選取波數(shù)位于1461cm－1和1425cm－1處聚乙烯與碳酸鈣重疊區(qū)域吸收峰的相對(duì)強(qiáng)弱作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)記為H(1461/1425)，進(jìn)一步細(xì)化第Ⅱ類和第Ⅳ類中樣品的差異，以第Ⅱ類和第Ⅳ類樣品為例，分組結(jié)果見表3和表4。對(duì)于每一組的樣品可以再根據(jù)外/內(nèi)顏色的不同進(jìn)行區(qū)分，以Ⅱ-3組的4個(gè)樣品為例，24#(黑/黑)、39#(黑灰/黑)、42#(黑/黑)、45#(白/黑)，可以將39#和45#區(qū)分開，24#和42#又可以根據(jù)譜圖中相對(duì)峰高比H(874/718)的不同加以區(qū)分，H(874/718)24＞H(874/718)42(見圖9和圖10)。其他組的樣品也可以根據(jù)吸收峰的細(xì)微差別加以區(qū)分。

3．5同一快遞公司不同快遞塑料包裹袋樣品的紅外譜圖分析顏色相同、成分相同的10#樣品、20#樣品紅外譜圖見圖11。在1428cm－1，873cm－1附近和3625．06cm－1、1015cm－1，667cm－1附近兩個(gè)譜圖吸收峰頻率相同但強(qiáng)度不同，經(jīng)分析比較可知，兩樣品因在生產(chǎn)過程中所加的碳酸鈣量不同，導(dǎo)致這兩樣品紅外譜圖吸收峰的強(qiáng)度不同。所以，同一快遞公司的快遞塑料，其添加的某些添加劑可能會(huì)有所不同，據(jù)此也可對(duì)同一公司不同快遞塑料包裹袋樣品進(jìn)行區(qū)分。

4結(jié)論

本文利用傅里葉變換紅外光譜法對(duì)不同快遞公司快遞塑料袋樣品進(jìn)行了分析檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可以根據(jù)樣品特征吸收峰的不同對(duì)快遞塑料包裹袋樣品進(jìn)行區(qū)分。在刑事案件中發(fā)現(xiàn)快遞塑料包裹袋時(shí)，可以利用傅里葉變換紅外光譜法進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)樣品快遞塑料包裹袋區(qū)分的目的，可以為偵查破案提供線索，指明方向，為證實(shí)犯罪提供科學(xué)的依據(jù)。該方法對(duì)檢材無損，檢驗(yàn)快捷方便，結(jié)果可靠。

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作者：韓瑞 姜紅 陳煜太 單位：中國人民公安大學(xué)