多变量光谱分析技术在纸制品检测中的应用

发布时间：2017-09-01 01:05

  本文关键词：多变量光谱分析技术在纸制品检测中的应用

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【摘要】：目前造纸行业在对纸制品中的某些组成物质进行定性和定量检测时,大多采用传统的化学分析方法或经验的方法,其特点通常是操作步骤繁琐、费时,或测定准确性和可靠性较差等。本论文主要是在紫外-可见分光光度仪、红外光谱仪的检测的基础上,结合一些数学处理的方法,分别进行了对纸浆纤维平均长度、教科书材料中可迁移性荧光增白剂、防伪纸张中微量硫酸钡及UV上光油墨中预聚物检测方法的研究,具体如下:1.采用可见光谱分析法预测不同浆种的纤维平均长度。研究发现:在给定浆浓(0.3g/L)的条件下,可通过测定纤维悬浮液的全波长可见光谱、并结合化学统计学的计算,建立纤维平均长度和全波长可见光谱吸光度之间的关联模型,进而可通过采集未知浆料的可见光谱,达到预测其纤维平均长度的目的。结果表明:最优化模型的预测值与外部检验值具有很好的吻合,相关系数可达0.98以上。2.提出了一种基于示踪双波长法测定书本纸中可迁移性荧光增白剂的快速测定方法。结果表明:由于样品中的印刷油墨及纸张中的填、涂料在萃取过程中会析出到萃取液中,以现行的基于单波长的紫外光谱法(国标法)检测其中的荧光增白剂含量将会有很大的正偏差。采用加入黄色的示踪剂(铬酸钾)前后的光谱检测,并通过双波长光谱计算手段,可以通过数学计算减除背景溶液造成的干扰。该方法的相对标准偏差为2.17%,回收率在98%-104%之间,可以达到准确检测可迁移性荧光增白剂的目的。3.探讨了红外光谱法定性防伪纸张中微量硫酸钡的可行性。研究发现:纸张本身所含有的机基质、碳酸钙及高岭土对红外光谱法是否含有微量硫酸钡的鉴定产生影响。因此,需要先对样品进行灰化处理、再用1mol/L盐酸标准溶液对灰分酸洗,以消除这些基体的干扰。实现采用红外光谱手段鉴定防伪纸中微量硫酸钡的定性检测。4.提出了一种红外光谱法鉴定UV上光油墨中预聚物种类的方法。根据环氧基团在波数为732、767cm-1处及酯羰基在1727、1736cm-1左右处的特征吸收峰,来识别不同的预聚物种类。该方法操作步骤简单快速,非常适合于工厂在实际生产中依据承印材料的不同来选取合适的UV上光油。
【关键词】：纤维平均长度 可迁移性荧光增白剂 硫酸钡 预聚物
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TS77
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 纸浆纤维平均长度测定方法的研究现状13-15
• 1.1.1 纤维平均长度对制浆造纸的影响13
• 1.1.2 纤维平均长度的标准测定方法13-14
• 1.1.3 可见光谱法测定纸浆纤维平均长度的基本理论14
• 1.1.4 纸浆纤维平均长度的测定方法14-15
• 1.2 教科书用纸中荧光增白剂测定方法的研究现状15-16
• 1.2.1 荧光增白剂的标准测定方法15-16
• 1.2.2 示踪法测定教科书用纸中荧光增白剂的理论基础16
• 1.2.3 示踪法测定教科书用纸中荧光增白剂的方法16
• 1.3 纸张中硫酸钡的鉴定方法的研究现状16-18
• 1.3.1 纸张中有机基体及无机填料对硫酸钡鉴定的影响17
• 1.3.2 纸张中硫酸钡的鉴定方法17-18
• 1.4 上光油墨中预聚物的鉴定方法的研究现状18-19
• 1.4.1 常见预聚物种类18
• 1.4.2 UV上光油的固化机理18-19
• 1.4.3 预聚物种类的鉴定方法19
• 1.5 光谱分析技术及应用进展19-22
• 1.5.1 光谱的产生及光谱特征19
• 1.5.2 透色光谱定量分析原理—朗伯比尔吸收定律19-20
• 1.5.3 光谱信号分析技术的常见应用20-22
• 1.6 多变量光谱分析技术22-24
• 1.6.1 光谱信号预处理技术22-23
• 1.6.2 偏最小二乘回归分析23-24
• 1.7 本课题的研究内容24-26
• 1.7.1 研究背景和意义24-25
• 1.7.2 研究内容25-26
• 第二章 纤维平均长度的测定方法26-43
• 2.1 实验27-31
• 2.1.1 实验材料27-28
• 2.1.2 实验步骤28-31
• 2.2 结果与讨论31-42
• 2.2.1 光散射原理31
• 2.2.2 纤维悬浮液的可见光谱31-32
• 2.2.3 参比溶液的选择32-33
• 2.2.4 纤维悬浮液浓度的确定33-35
• 2.2.5 纤维悬浮液的运动形式对可见光谱吸光度的作用35-36
• 2.2.6 对纤维悬浮液检测时间的确定36-37
• 2.2.7 纤维长度与给定波长下吸光度之间的关系37-38
• 2.2.8 多变量偏最小二乘回归分析模型的建立38-41
• 2.2.9 外部验证41-42
• 2.3 本章小结42-43
• 第三章 示踪的双波长紫外可见光谱法检测教科书用纸中的荧光增白剂43-55
• 3.1 实验44-45
• 3.1.1 材料与试剂44
• 3.1.2 仪器设备44
• 3.1.3 样品的制备44-45
• 3.2 结果与讨论45-54
• 3.2.1 标准荧光增白剂溶液的全光谱和标准曲线的建立45-47
• 3.2.2 样品萃取液中干扰物质对荧光增白剂光谱法检测的影响47-48
• 3.2.3 滤液中添加示踪剂后对荧光增白剂的影响48
• 3.2.4 双波长法推导48-51
• 3.2.5 铬酸钾的紫外光谱及其吸光度值与浓度之间的关系51
• 3.2.6 结果处理51-52
• 3.2.7 方法的评价52-53
• 3.2.8 与国家标准的单波长可见光谱法测定结果的比较53-54
• 3.3 本章小结54-55
• 第四章 纸张中微量硫酸钡的测定方法55-66
• 4.1 实验56-57
• 4.1.1 材料与试剂56
• 4.1.2 仪器设备56
• 4.1.3 样品的制备56-57
• 4.2 结果与讨论57-65
• 4.2.1 硫酸钡的红外光谱58
• 4.2.2 纸张基体等有机物的影响58-59
• 4.2.3 纸张中无机填料的影响59-62
• 4.2.4 高温灰化及酸洗干扰物去除的效果62-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 借助红外光谱法鉴别UV上光油66-74
• 5.1 实验67
• 5.1.1 材料与试剂67
• 5.1.2 仪器设备67
• 5.1.3 压片法红外光谱样品制样67
• 5.2 结果与讨论67-73
• 5.2.1 承印材料的红外光谱68
• 5.2.2 印刷底油的红外光谱68-69
• 5.2.3 印刷油墨的红外光谱69-70
• 5.2.4 UV上光油的红外光谱70-71
• 5.2.5 上光油红外光谱中的官能团71-73
• 5.3 本章小结73-74
• 总结74-76
• 参考文献76-83
• 附件1 一种快速测定纸浆纤维平均长度的方法83-90
• 附件2 一种测试纸浆纤维平均长度的测量仪90-95
• 附件3 一种检测皮革中六价铬含量的双波长可见分光光度法95-105
• 附件4 防伪纸张中硫酸钡的鉴定105-108
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果108-109
• 致谢109-110
• 附表110

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