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天瑞儀器全線助力快遞包裝行業(yè)，讓重金屬與特定物質(zhì)無處藏身
隨著電子商務(wù)和物流業(yè)的快速發(fā)展，快遞已經(jīng)成為一個不可替代的巨大產(chǎn)業(yè)，而包裝是快遞業(yè)非常重要的環(huán)節(jié)，為了加速快遞行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展向綠色低碳的轉(zhuǎn)型升級，同時秉承生態(tài)環(huán)保和人身健康的宗旨，快遞包裝的強制性國標應運而生。
《快遞包裝重金屬與特定物質(zhì)限值》(GB 43352—2023)于今年6月1日起正式實施。本國標分別針對紙類、塑料類、紡織纖維類及復合材料類快遞包裝產(chǎn)品，提出了鉛、汞、鎘、鉻等重金屬總體限值要求和單獨限值要求，同時規(guī)定了溶劑殘留、雙酚A、鄰苯二甲酸酯等特定物質(zhì)限值要求。這一標準的出臺，勢必對整個快遞包裝行業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè)帶來舉足輕重的影響。
圖1.快遞包裝分類圖
標準中：紙類快遞包裝主要包括以?？?、涂布白紙板 、瓦楞紙板 、蜂窩紙板 、熱敏紙等為主要原料制成的快遞封套 、包裝箱 、電子運單以及紙質(zhì)填充物等;塑料類快遞包裝包括以樹脂為主要原料制成的快遞包裝袋 、塑料填充物 、膠帶 、循環(huán)包裝箱/袋等;紡織纖維類快遞包裝包括以棉 、麻 、聚酯纖維等天然和化學纖維為主要原料制成的快遞集裝袋等。
天瑞儀器綜合解決方案，為快遞包裝行業(yè)保駕護航!
重金屬及特定元素檢測
針對快遞包裝重金屬及特定元素(除氟元素外)的檢測，可通過EDX光譜儀進行前期的快速無損篩選分析，后期通過AAS、ICP-OES、ICP-MS進行定量分析。
圖2.重金屬與特定元素檢測設(shè)備一覽表
應用實例
1、ICP-MS2000E測定快遞塑料包裝袋中重金屬
ICP-MS2000E電感耦合等離子體質(zhì)譜儀因具有可多元素同時檢測、檢測范圍廣、檢出限低等眾多優(yōu)點，近年來被廣泛應用。
圖3. ICPMS2000E外觀圖
針對剛正式實施的快遞包裝國標，參考GB43352標準，采用ICP-MS2000E測定快遞塑料包裝袋中鉛汞鎘鉻等十項金屬元素，各元素檢出限在0.012~0.097μg/L，加標回收率在94.4%~102.2%之間，精密度在1.15%~6.60%之間;各元素測量值均在國標要求的限值范圍內(nèi)。本實驗結(jié)果表明該方法具有良好的穩(wěn)定性及精密度，滿足快遞塑料包裝袋中重金屬元素的測定。
2、AAS9000測試快遞包裝中的重金屬
江蘇天瑞儀器自主研發(fā)生產(chǎn)的AAS9000(火焰石墨爐一體式原子吸收光譜儀)搭配HG600S型氫化物發(fā)生系統(tǒng)原子吸收光譜儀因具有檢出限低、度高、適配范圍廣、經(jīng)濟適用等優(yōu)點而廣泛應用于各行各業(yè)。
圖4.AAS9000火焰石墨爐一體機外觀圖
參考標準GB/T 15337-2008，采用AAS9000搭配HG600S型氫化物發(fā)生系統(tǒng)，對快遞包裝紙箱中鉛、鎘、鉻、汞等十幾種元素進行加標回收測試，各元素不同測試方法的檢出限、精密度、回收率均滿足標準檢測要求。
3、EDX對快遞包裝重金屬元素的初步篩選分析
X射線熒光光譜法因其具有分析速度快，操作簡單，無損等特點而被廣為應用，尤其適用于樣品量大的快遞包裝材料的初篩。
圖5.X熒光光譜儀外觀圖
本方法采用江蘇天瑞儀器公司的EDX3800和EDX6000C分別對不同的快遞包裝材料進行快篩檢測，檢出限低，可以滿足快遞包裝國標中對特定元素的限值快篩要求，篩查結(jié)果符合標準方法驗證，可大大提高檢測效率。
圖6.X熒光法測試超標樣品及測試譜圖
表1、重金屬與特定元素限值與檢出限一覽表
注 : “— "表示本項指標不作限值要求 。
氟(F-)的檢測——離子色譜法(IC)
氟(F-)是一種有毒的鹵素元素。對于快遞包裝而言，氟(F-)含量的測定可用于評估塑料可降解包裝袋的環(huán)保性能和使用壽命，對于保護環(huán)境和人類健康意義重大。
參照EN14582-2016標準，樣品用氧彈燃燒儀燃燒后冷取、定容，經(jīng)0.22μm水系濾膜過濾后，用天瑞儀器離子色譜儀TIC660進行測試，以保留時間和色譜峰進行定性，外標法進行定量;方法檢出限5.0mg/kg，加標回收率為106%。通過本實驗結(jié)果表明，該方法檢出限低、靈敏度高、穩(wěn)定性好、方法回收率高，且前處理方法簡單，可滿足快遞外包裝袋中氟離子的測試需求。
圖7.TIC660離子色譜儀外觀圖
隨機選取塑料可降解包裝袋，按照本方法進行測試：
圖8.實際樣品測試譜圖(F-出峰時間Rt：5.271min)
表2.氟(F-)限值與檢出限一覽表
雙酚A的檢測——液相色譜法(HPLC)
快遞包裝材料中涉及電子運單的部分，需進行雙酚A的檢測，參照GB/T 34455-2017的方法，結(jié)合快遞包裝的限值要求(≤200mg/kg)，采用天瑞儀器自主研發(fā)生產(chǎn)的LC-310高效液相色譜儀，可進行的定性定量測試，線性關(guān)系良好，標準曲線相關(guān)系數(shù)R2≥0.999，度在91.1~104.4%之間，進行加標回收試驗，回收率在90.3%~106.2%之間，可用于快遞包裝電子運單中雙酚A的測試。
圖9.LC-310外觀圖
圖10.雙酚A標準溶液色譜圖(雙酚A的保留時間Rt：5.05min)
表3、雙酚A限值與檢出限一覽表
溶劑殘留、鄰苯二甲酸酯的檢測
快遞包裝材料中的溶劑殘留，可采用GC+頂空或GCMS+頂空的方式檢測。紙類快遞包裝材料的溶劑殘留總量和苯系物類殘留參照《YC/T 207-2014 煙用紙張中溶劑殘留的測定 頂空-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法》標準，采用GC-MS6800+HS頂空自動進樣方式測定;塑料類快遞包裝材料的溶劑殘留和苯系物類殘留參照《GB/T 10004-2008包裝用塑料復合膜、袋干法復合、擠出復合》中6.6.17中的方法，采用GC6800PLUS+頂空進樣方式測定。
鄰苯二甲酸酯的測試，參照《GB/T 22048-2022 玩具及兒童用品中特定鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定》標準，結(jié)合快篩的性能特點，可以采用天瑞儀器的快速熱裂解RoHS檢測儀(UPY-100)對鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)進行快速篩查，對于檢出的陽性樣品后續(xù)可采用GC-MS 6800測試。
圖11.溶劑殘留與鄰苯二甲酸酯檢測設(shè)備一覽表
應用實例
塑料類快遞包裝材料中6種鄰苯二甲酸酯類有機物的快速篩查——UPY法
采用天瑞儀器自主研發(fā)的UPY-100快速熱裂解RoHS檢測儀，稱取一定量的塑料類包裝樣品，通過程序升溫熱解析和高溫裂解，將樣品中的鄰苯二甲酸酯類有機物在色譜柱中物理分離，并依次進入氫火焰離子化檢測器檢測，根據(jù)保留時間定性，峰面積定量，該方法可用于鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的快速篩查檢測，其操作簡單，無需樣品前處理，無需環(huán)評困擾，針對大批量的樣品檢測是一個非常有效的快篩手段。
圖12. 6種鄰苯二甲酸酯標準物質(zhì)色譜圖
選取某品牌快遞包裝袋進行鄰苯二甲酸酯的快篩測試，譜圖和檢測結(jié)果如下：
圖13. 實際樣品測試圖
塑料類快遞包裝材料中6種鄰苯二甲酸酯類有機物的測試——GCMS法
參照GB/T 22048-2022的方法，將樣品拆分成小單元，用有機溶劑對試樣中鄰苯二甲酸酯物質(zhì)進行充分提取，提取液定容后用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀GC-MS6800進行地定性和定量分析，依據(jù)目標化合物的保留時間和質(zhì)譜圖定性，用外標法定量。該方法可用于塑料類包裝材料中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的測試，線性范圍良好，線性相關(guān)系數(shù)R均大于0.9995，方法回收率在92.3%--111.2%之間，精密度測試<6.0%，可有效應用于快遞行業(yè)上下游其余對于鄰苯類物質(zhì)的監(jiān)測管控。
圖14. 6種鄰苯二甲酸酯標準物質(zhì)總離子流色譜圖
表4.各目標物基本測試信息
選取某品牌快遞包裝袋按照本方法進行測試，譜圖和檢測結(jié)果如下：
圖15.塑料包裝袋樣品測試圖
表 5. 溶劑殘留、鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)限值 及檢測一覽表
天瑞儀器，一直于為用戶提供更完善的解決方案，快遞包裝的安全關(guān)系到國民身體健康，天瑞儀器應對快遞行業(yè)，為相關(guān)企業(yè)嚴把質(zhì)量關(guān)，為快遞包裝產(chǎn)品保駕護航。