聚丙烯在重金属检测领域的应用

聚丙烯在重金属检测领域的应用

章琴,舒秀珍

浙江绿荫环境检测科技有限公司 浙江杭州 310000

【摘要】近年来，聚丙烯在各类检测实验室的应用日益增多。这种高密度、无侧链的线性聚合物，具有优良的综合性能，能够应用于待检测样品的采集、保存，样品前处理，实验室标准溶液的配制、储备，样品的转移等多方面。基于此，对聚丙烯进行了简要介绍，并重点分析了其在重金属检测领域的优势，以促进聚丙烯能更高效合理地应用于其他领域的实验室检测。

【关键词】聚丙烯；重金属；检测领域

引言

除了少量重金属是生命活动所需要的微量元素外，大部分重金属，如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒害。重金属元素具有环境累积性、脏器组织蓄积性、生物富集性和生物毒性，因此重金属污染已经成为备受关注的环境污染问题之一，引起社会的广泛关注。

1聚丙烯改性技术

1.1物理改性

物理改性是根据聚丙烯粉末挤压造粒阶段所添加物料自身特性不同，加工出具有优异力学性能的聚丙烯复合材料，提升其产品质量，该工况下的挤压机多以双螺杆挤压机为主。物理改性又可细分为填充改性、增强改性和共混改性。填充改性主要利用不同添加剂对聚丙烯进行填充，常见添加剂有碳酸钙、二氧化硅等;增强改性以碳纤维、玻璃纤维等增强材料为主，对聚丙烯力学性能进行改善;共混改性是将聚丙烯与聚乙烯、橡胶等原料共混从而提升聚丙烯复合材料的性能。向基体聚丙烯中添加长度为10mm的碳纤维，所得复合材料的断裂伸长率降至最低，拉伸强度、抗冲击强度、弯曲强度达到最优。Kaushal等将石墨/碳纤维增强聚丙烯复合材料与纯聚丙烯产品相比，发现复合材料的抗拉强度提高4%以上、热稳定性提高6.5%以上，电导率明显增加，该复合材料可应用于电磁屏蔽行业。

1.2化学改性

化学改性是通过共聚改性、交联改性、接枝改性、添加成核剂等使聚丙烯分子结构或晶体构型发生改变，达到提高其力学性能、耐热性、耐老化性等的目的。共聚改性通常是指丙烯单体与氢气或其他烯烃单体在茂金属催化剂作用下聚合进行的改性，通过添加不同类别催化剂或改变原料配比以生产熔融指数、等规度、抗冲性能各异的聚丙烯产品。安彦杰等考察了6种不同负载的茂金属催化剂对聚丙烯生产过程及产品质量的影响，发现不同负载的催化剂活性相差较大，其中负载Zr金属中心的茂金属催化剂活性及稳定性较好。接枝改性过程中需添加大量的接枝单体，在聚丙烯分子上插入极性基团，从而达到改性的目的。改性过程中添加不同晶体结构或晶型的成核剂直接决定了聚丙烯的晶体结构，目前行业内改性应用最多的成核剂是β成核剂，因为添加β成核剂改性的聚丙烯具有结晶颗粒小、均匀度增强、抗冲击强度提高、增韧效果明显及透明度增加等效果。在制备β成核等规聚丙烯过程中存在成核剂不良分散、团聚限制成核效率等问题，为解决这一问题，Zhao等提出一种原位制备方法，该方法使用典型的β成核剂己二酸锌，使其在聚丙烯挤压过程中自分散从而减小其颗粒尺寸。

2重金属检测分析技术的应用

2.1原子荧光光谱法

原子荧光光谱法工作原理是当样品受到强特征辐射时，各种元素的原子所发射的荧光波长有所不同，因此利用此特征来区分不同元素。李霞等人利用原子荧光光谱法测定农产品中的汞离子，他们选取大米和芹菜作为实验样品，实验证明该方法在1~2μg/L范围内呈现良好的线性关系，相关系数为0.9996，检测限为0.001mg/kg，精密度为2.4%~3.9%，这些数据都证明了该方法的可行性。

2.2荧光发射光谱法

荧光发射光谱法是利用不同元素处于激发态的原子或离子跃迁回基态时发射的特征谱线不同的特点来对待测元素进行分析。赵丽和她的团队利用原子发射光谱法测定膨化食品中的铅和铝的含量，结果表明铅和铝的检出限分别为4.7ng/mL和20.8ng/mL，加标回收率为96.4%~104.1%，实验证明了荧光发射光谱法是检测膨化食品中铅和铝的有效手段。

2.3分光光度法

分光光度法是利用是重金属会与有机显色剂发生化学反应并产生一定的显色分子团，在特定波长的光作用下可以根据已知的标准曲线即可实现食品中所含重金属的有效定量定性检测。迪丽努尔利用分光光度法对乌鲁木齐河部分河段的水质进行重金属检测，通过大量实验确定了最佳pH值、反应时间等重要参数，并构建重金属离子的标准光谱曲线，检测发现水中镉离子、铅离子等重金属离子的含量超标。

2.4原子吸收光谱技术

原子吸收光谱技术主要是将气态原子外层电子可吸收可见光以及紫外光的特征作为基础来进行分析的一种方法，正因为如此，其样品需要做原子化处理，也就是借助于原子系统将相应的能量提供给样品，使其中被测的重金属元素雾化，然后转变成基态原子。在通过该技术进行水质重金属的分析与检测过程中，其主要原理是在待测的重金属原子被雾化之后，最外层电子吸收了频率特定的光辐射时，便会由原来的基态向激发态跃迁，这样便会有相应的共振线（吸收谱线）产生；因为不同重金属元素会具有不同的原子结构，且其最外层电子的具体排布也存在差异，所以在由基态跃迁到激发态的过程中，不同重金属元素所吸收的能量也存在不同，这就使其共振线具备了不同的特点。

3聚丙烯在重金属检测领域的应用策略

3.1聚丙烯离心管

当前实验室检测中应用得最广泛的聚丙烯就是各种规格的离心管，因此根据重金属检测的实际情况，对聚丙烯作了相关验证。可进一步降低砷、硒、铬、铁等元素的检出限，同时消除某些特定干扰；专利的四级杆通用池，具有两项干扰消除技术，三种工作模式，可以依据各类样品或应用选择最合适的干扰消除技术，获得更加可靠的数据。利曼HYDRAII测汞仪，采用磨砂低压汞灯，稳定发射线≥253.65nm，双光束光路连续回馈监控，输出稳定，检出限≤1×10–12；仪器设置高泵速清洗，避免样品间交叉污染，保证基线快速回零。北京吉天双道原子荧光仪，型号AFS-8230，采用间歇泵进样氢化反应系统，双阴极高强度空芯阴极灯（汞灯例外，为阳极灯），具有灵敏度高、检出限低、测量简便快捷等优点。

3.2聚丙烯移液枪枪头的应用

移液枪具有可移取微小体积的液体、量程可调节、通过更换枪头可实现移取不同液体、操作方便简单等优点，广泛用于多种混合标准溶液的配制。移液管和移液枪都是化学实验室用来精确转移一定体积液体的量出仪器。有分析研究表明，用移液管和容量瓶配制的校准曲线相对标准不确定度最小，精密度最高，但流程繁琐，对实验人员的操作要求高；若校准曲线完全由移液枪来配制，其引入的不确定度2.328%尚能被接受，且移液枪在使用上更为方便。因此，从提高实验效率和方便性角度考虑，标准储备液及标准中间液用精密度高的移液管与容量瓶配制，校准曲线则完全可使用移液枪配制。

3.3重金属水质检测空白验证

将实验室纯水遵循水质采样的相关技术规范，按比例向其中添加固定剂（硝酸或盐酸），装于聚丙烯离心管内，依照规范保存至对应检测项目的最长保存期限，后使用电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪和冷原子吸收测汞仪进行检测，所检测的铜、锌、铅、镉、镍、钴、钡、钒、铍、铊、钼、硼、铁、锰、铝、钠、汞、砷、硒、锑等重金属元素均低于对应方法检出限。各元素校准曲线线性良好，均达到方法要求。

4结语

随着相关环境法规的要求不断趋于严格，对实验室重金属的检测技术提出了更高要求，聚丙烯应用在重金属检测领域显得尤其重要。一次性的使用方式有效提高了分析人员的检测效率，同时规避了待测物质残留或引入外界污染的风险，这不仅能给重金属检测带来巨大的便利，同时降低检测成本，使聚丙烯成为实验室检测必不可少的耗材。

【参考文献】

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[3]刘红梅.环境水质分析中重金属检测技术的应用[J].中国金属通报,2021(05):220-221.