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拉曼光譜法檢驗香煙盒外包裝薄膜的研究
更新時間:2018-02-05瀏覽:5218次

陸一帆`1 姜紅1 馬騰1 蘇航1 張麗文2  

1.中國人民公安大學(xué),北京100038;

2.糖心視頻,北京101102)

摘自上海塑料2017年04期

1 引言

隨著吸煙人口的不斷增長,與香煙有關(guān)的各類物證出現(xiàn)在刑事案件現(xiàn)場的比例逐步提高,進(jìn)行香煙品牌和來源的分析,對鎖定偵查范圍、有效打擊犯罪變得尤為重要,現(xiàn)階段已經(jīng)對香煙煙蒂、煙灰、煙絲、香煙盒外包裝薄膜、煙用內(nèi)襯紙等進(jìn)行了多項研究并取得了一定的成果。香煙盒外包裝薄膜即卷煙小盒及條盒外包裹的一層薄膜,*有85%以上的煙盒采用透明包裝材料進(jìn)行包裝。因其具有阻隔性、透明性、熱封性、機(jī)械加工性、透氧透濕率小等特性,能有效防止香煙吸潮霉變,阻止煙草香氣外逸,具有良好的阻隔性和保香性。[1] 

目前法庭科學(xué)中,對香煙盒外包裝薄膜的檢驗方法主要有紅外光譜法、小角齒射線散射法、差示掃描量熱法、X線熒光光譜法[4-9]等。拉曼光譜法具有無損、快速、準(zhǔn)確、樣品不需要前處理等優(yōu)勢,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本實驗利用拉曼光譜法,對香煙盒外包裝薄膜樣品進(jìn)行檢驗區(qū)分,取得了較好的實驗結(jié)果。

2 實驗

2.1實驗儀器及樣品

    實驗儀器:Finder Vista顯微共聚焦激光拉曼光譜儀(糖心視頻)。

    實驗條件:532nm激光器,激光強(qiáng)度10mw,光譜掃描范圍3123cm-1439cm-1采集時間3s,累計次數(shù)5次。

2.2實驗樣品

    不同品牌、不同系列的香煙盒外包裝薄膜樣品48個,包括華貴泰山烤煙、牡丹香煙、紅塔山烤煙、中南?緹熯^濾嘴香煙等外包裝薄膜樣品。

2.3實驗方法

將樣品放在顯微鏡載物臺上,以反面(與煙盒接觸的一面)為檢測面,在周圍環(huán)境無光的條件下進(jìn)行檢驗。實驗中對每一個樣品測定叁次,取平均值。

3 實驗結(jié)果分析

3.1根據(jù)拉曼光譜圖譜對樣品進(jìn)行分類

    首先將樣品的拉曼光譜圖與聚丙烯拉曼光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜(見圖3)[10]進(jìn)行比對。

 

3 聚丙烯的拉曼光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜

聚丙烯有2954cm-1、2923cm-1、2903cm-12885cm-1、2841cm-1、2723cm-11459cm-1、1438cm-1、1360cm-1、1330cm-1、1167cm-11167cm-1、1147cm-1、973cm-1842cm-1、810cm-1、529cm-1、456cm-1、399cm-1特征振動峰。3000-2600cm-1的譜峰多為CH3CH2C-H鍵的伸縮振動峰;1500-800cm-1的譜峰多為C-C鍵的伸縮振動和C-H的彎曲振動峰,550-300cm-1的譜峰多為聚丙烯碳鏈骨架的搖擺振動峰[11]

    經(jīng)比對分析,48個樣品均以聚丙烯為主要成分,樣品的差異主要在于2600-1500cm-1區(qū)域的譜峰。根據(jù)2600-1500cm-1區(qū)域譜峰的不同,可將樣品分為4。第Ⅰ類為含有碳碳雙鍵順反異構(gòu)的樣品,第Ⅱ類為含有炔烴類(CC的樣品,第Ⅲ類為混合類樣品,第Ⅳ類為純凈類樣品。

3.1.1Ⅰ類含有碳碳雙鍵順反異構(gòu)的樣品

順反異構(gòu)體是立體異構(gòu)的一種,是由于雙鍵相連的兩個碳原子不能繞σ鍵軸作相對的自由旋轉(zhuǎn)引起的。在雙軸拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)中,拉伸是關(guān)鍵步驟。在平拉伸進(jìn)行過程中或者拉伸完成后,高分子聚丙烯的泡管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生松弛,如果松弛對分子形變影響遠(yuǎn)低于拉伸對分子形變的影響,高分子就易在拉伸過程中斷裂。原本因聚合作用斷裂的碳碳雙鍵形成的碳碳單鍵,重新生成碳碳雙鍵,但由于碳碳雙鍵處在雙向拉伸過程中,兩個碳原子不能繞σ鍵軸作相對的自由旋轉(zhuǎn),形成C=C順反異構(gòu)的結(jié)構(gòu),2250-2150cm-1處出現(xiàn)高強(qiáng)度波峰(圖4),此類樣品共有5個,在樣品中所占比例較小,生產(chǎn)廠家包括&瀕誨辯恥辭;紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司&謗誨辯恥辭;、&瀕誨辯恥辭;天津卷煙廠制造&謗誨辯恥辭;、&瀕誨辯恥辭;中煙工業(yè)有限責(zé)任公司(山東、河南分公司)&謗誨辯恥辭;。

 

4 Ⅰ23樣品的拉曼光譜圖

3.1.2 Ⅱ類含有炔烴類(CC的樣品

樣品在2350-2250cm-1區(qū)域出現(xiàn)高強(qiáng)度特征波峰(見圖5)。在聚丙烯液體結(jié)晶的過程中,分子也會自動趨向較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),有晶體分子間的排列規(guī)律化形成或進(jìn)而降低晶體物化程度,提高薄膜的光學(xué)和力學(xué)能力[11]。在鋤恥頸后的加熱階段,分子在高溫下不穩(wěn)定,聚丙烯結(jié)晶生成CC結(jié)構(gòu)。此類共有7個樣品,除9樣品的生產(chǎn)廠家是&瀕誨辯恥辭;紅塔煙草有限責(zé)任公司&謗誨辯恥辭;外,其他6個樣品皆出自于&瀕誨辯恥辭;中煙工業(yè)有限責(zé)任公司&謗誨辯恥辭;。

 

5 Ⅱ1樣品的拉曼光譜圖

3.1.3Ⅲ類混合類樣品

    樣品中同時具有2350-2250cm-12250-2150cm-1兩個區(qū)域的特征峰(見圖6),此類樣品不僅因雙向拉伸時溫度和速度的差異,形成了碳碳雙鍵,并且由于鋤恥頸后加熱工序的不同,導(dǎo)致出現(xiàn)碳碳叁鍵結(jié)構(gòu)。

 

6  Ⅲ28樣品的拉曼光譜圖

3.1.4第Ⅳ類純凈類樣品

樣品的拉曼光譜圖中除了聚丙烯結(jié)構(gòu)外,幾乎不含有多余的碳碳鍵結(jié)構(gòu),其波峰與聚丙烯標(biāo)準(zhǔn)峰相似度高(見圖7)。此類樣品中聚丙烯含量高,符合此分類條件的香煙樣品數(shù)量較多、香煙產(chǎn)地范圍廣,對該類樣品進(jìn)行區(qū)分不太容易。

 

7  Ⅳ2樣品的拉曼光譜圖

4結(jié)論

利用拉曼光譜法可以對香煙盒外包裝薄膜樣品進(jìn)行檢驗,該方法簡便快速,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,且無損樣品。根據(jù)拉曼光譜檢驗結(jié)果可以對香煙盒外包裝薄膜樣品進(jìn)行分類,為公安機(jī)關(guān)實際辦案提供幫助。

參考文獻(xiàn):

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