塑料作为3C电子产品、汽车零部件及日常用品的主要材料，其成分(如树脂基体、添加剂、填料)直接影响性能(如强度、耐热性、阻燃性)。塑料成份检测的核心目标是解析“树脂类型(如PP、PE、PC)、添加剂种类(如增塑剂、抗氧剂)及填料含量(如碳酸钙、玻璃纤维)”，为材料配方优化、质量追溯及失效分析提供依据。以下是5大核心检测方法及其适用场景对比。
1.红外光谱法(FTIR)：
红外光谱通过测量物质对不同波长红外光的吸收强度，分析分子中的官能团(如羟基-OH、羰基-C=O、苯环-C=C)。每种塑料树脂都有独特的红外吸收峰(如聚乙烯的-CH₂-对称伸缩振动峰在2915cm⁻¹，聚碳酸酯的苯环骨架振动峰在1500cm⁻¹附近)，就像“化学指纹”。该方法适用于快速定性分析(判断塑料类型)及检测添加剂中的极性物质(如增塑剂邻苯二甲酸酯)。操作简单(样品制备仅需压片或涂膜)，检测时间<5分钟，但无法直接定量(需结合其他方法)且对非极性添加剂(如石蜡)灵敏度较低。
2.热分析法：
热分析包括差示扫描量热法(DSC)与热重分析(TGA)，通过测量样品在加热/冷却过程中的热量变化(DSC)或质量损失(TGA)，分析塑料的热性能与成分。DSC可检测熔点(如PP的熔点约160℃)、玻璃化转变温度(如PVC的Tg约80℃)及结晶度(通过熔融热计算)，判断树脂类型(如区分PE与PP的熔点差异)。TGA则在氮气或氧气氛围中加热样品(升温速率10℃/min)，通过质量损失曲线分析添加剂(如增塑剂在200-300℃挥发，失重率约10-20%)与填料(如碳酸钙在600℃以上分解，失重对应碳酸钙含量)。该方法适用于定量分析添加剂与填料比例(精度±2-5%)，但需结合红外光谱确定具体物质。
3.热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC/MS)：
Py-GC/MS先将塑料样品在高温(600-800℃)下裂解为小分子碎片(保留添加剂与树脂的特征结构)，再通过气相色谱分离碎片，较后用质谱鉴定化合物结构。该方法特别适用于检测微量添加剂(如抗氧化剂1010、紫外线吸收剂UV-531)及未知有机成分(如特殊改性的树脂单体)，灵敏度高达ppm级(百万分之一)。例如，通过Py-GC/MS可识别出塑料中含量仅0.1%的阻燃剂(如溴系阻燃剂的裂解产物溴苯)，但样品前处理要求高(需避免污染)，且无法直接分析无机填料(如玻璃纤维)。
4.X射线荧光光谱法(XRF)：
XRF利用X射线激发样品中的元素，测量其特征荧光X射线的能量与强度，分析元素种类与含量(如检测塑料中的铅、镉等有害重金属，或填料中的钛(Ti，来自钛白粉)、钙(Ca，来自碳酸钙))。该方法无需样品制备(可直接检测固体塑料)，检测时间<1分钟，适用于快速筛查有害物质(符合RoHS指令要求，检测限<100ppm)及无机填料含量(精度±1-3%)。但XRF无法区分有机添加剂(如增塑剂)的具体结构，且对轻元素(如碳、氢)灵敏度低。
5.核磁共振波谱法(NMR)：
NMR通过测量原子核(如¹H、¹³C)在外磁场中的共振信号，分析塑料分子中氢原子或碳原子的化学环境与连接方式。该方法可精确确定树脂的分子结构(如区分等规PP与无规PP的甲基排列)、添加剂与树脂的相互作用(如增塑剂分子在聚合物链中的分布)，适用于研发阶段的配方解析。但NMR设备昂贵(单次检测成本高)，样品需溶解在特定溶剂中(不适用于所有塑料)，且检测时间较长(通常30分钟至数小时)，更适合实验室研究而非常规质检。
方法选择指南：若需快速判断塑料类型(如区分ABS与PC)，选择红外光谱；若要定量分析添加剂与填料比例，热分析(TGA/DSC)更合适；检测微量有机添加剂(如特殊阻燃剂)，Py-GC/MS是“金标准”；无损筛查重金属与无机填料，XRF效率较高；研发阶段解析分子结构，NMR不可替代。实际检测中，常采用“红外光谱初步定性→热分析定量→Py-GC/MS验证添加剂”的组合策略，确保结果全面准确。
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