폴리카보네이트 (PC) 플라스틱은 탄산에스테르 기단을 함유한 범용 엔지니어링 플라스틱으로 건재, 자동차 제조, 의료기기 등 여러 업종에 널리 응용되고 있으며 우리나라는 PC 생산과 소비 대국이다.
PC 제품이 세대교체됨에 따라 폐PC 플라스틱량이 방대하고 재활용은 순환체계를 구축하는 중요한 조치이지만 재생PC는 저장 중 휘발성 냄새를 방출해 부분적으로 인체와 환경을 해친다.
이 기사는 재생 PC 플라스틱 냄새에 대한 분석을 통해 객관적인 냄새 평가 방법을 구축하고 재생 PC 플라스틱 품질을 제어합니다.
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AIRSENSE 전자 코
AIRSENSE 전자 코는 센서 어레이, 신호 사전 처리 회로 및 컴퓨터 모드 인식 시스템으로 구성된 작고 빠르고 효율적인 감지 시스템입니다.그 센서 배열에는 여러 개의 금속 산화 가스 센서가 포함되어 있으며, 방향 성분, 수소 화합물, 암모니아 가스 등 다양한 휘발성 물질을 정확하게 탐지할 수 있다.재생 폴리카보네이트 (PC) 플라스틱 냄새 분석 연구에서, 그 센서 배열의 W1S 센서는 메틸류 물질에 민감하고, W1W 센서는 황화물, W2S 센서는 알코올류와 알데히드 케톤류 성분에 현저한 반응을 보이며, 복잡한 냄새의 핵심 성분을 정확하게 포착할 수 있다.

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테스트 시나리오 상세 정보
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시험 재료
시판 재생 PC 플라스틱 9종, 상세 정보 아래 표

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계기 설비
독일 Airsense사의 전자코는 10개의 금속산화물센서를 함유하고있으며 부동한 휘발물에 대한 민감도가 다르다.
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시험 단계
CB/T40006.1-2021의 요구에 따라 (20±0.1)g 시료를 광구유리병에 채취하여 단단히 닫은 후 (80±2) °C 항온상자에 넣어 (120±10) min을 유지하고 (60±2) °C로 다시 냉각한 후 전자코로 냄새 측정을 진행한다.
센서 세척 시간, 제로 타임, 데이터 수집 시간, 샘플링 트래픽 등 매개변수 설정을 통해 전자 코 테스트 재생 PC 플라스틱 냄새의 우수한 테스트 조건을 결정합니다.단일 요소 시험을 통해 구축된 우수한 테스트 조건은 센서 세척 시간 80s, 조정 시간 5s, 데이터 수집 시간 120s, 샘플링 유량 400mL/min이다.
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시험 결과 및 분석
센서 응답 분석

센서의 응답은 먼저 증가하고 나중에 떨어지는데, 냄새 성분이 먼저 센서 표면에 풍부하기 때문에, 후에 흡착 속도는 휘발 속도보다 작다.
데이터 수집 시간 120s는 각 센서의 높은 응답치를 얻을 수 있으며, W1S (메틸류에 민감), W1W (황화물에 민감), W2S (알코올류, 알데히드 케톤류에 민감) 는 재생 PC 냄새에 뚜렷하게 반응한다.
지문도 분석

1급, 2급, 3급 재생 PC 플라스틱을 선택하여 냄새 지문도를 그리고, W1S, W1W, W2S 센서 응답값은 3급 > 2급 > 1급 법칙을 나타내며, 기타 센서 최대 응답값은 기본적으로 일치한다;그 원인에는 황을 함유한 난연제가 분해되어 황화물이 생기고, PC가 분해되어 알데히드케톤류 산물이 생기고, 이소프로필사슬이 끊어져 메틸류 산물이 생기며, 재생 횟수가 많을수록 분해되기 쉬운 성분의 응답치가 크다.
주성분 분석(PCA)

3가지 재생 PC 플라스틱에 대하여: 센서 고응답처 62, 63, 64, 65s를 선택하여 모델을 구축하고, 주성분 기여율 99.46%, 둘째 주성분 0.53%, 총 기여율 99.99%, 3가지 시료 식별 능력 모두 1, PCA 그림에서 분리, 1급과 3급의 간격이 멀고 냄새 차이가 크며 인공 냄새와 일치한다.
9가지 재생 PC 플라스틱에 대한 주성분 기여율 70.51%, 두 번째 주성분 28.94%, 총 기여율 99.45%, 9가지 시료 식별 능력 모두 > 0.99로 냄새 차이를 구분할 수 있다;냄새 강도 순서는 인공 냄새와 일치하며, 3급 재생 PC 냄새가 강하고, 동종 2급 재생 PC 냄새가 1급보다 크며, PC/GF는 유리 섬유 특성으로 인해 냄새가 강하다.
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연구 결론
AIRSENSE 전자 코 데이터 수집 시간을 120s로 설정하면 각 센서가 재생 PC 냄새에 대한 높은 응답 값을 얻을 수 있으며 전자 코는 메틸류, 황화물, 알코올류, 알데히드 케톤류 성분에 가장 민감하다.
각 센서의 높은 응답 값으로 그린 냄새 지문도를 추출하여 재생 PC의 플라스틱 냄새 차이를 직관적으로 분석할 수 있습니다.
센서 응답 신호를 기반으로 구축된 PCA 모델은 재생 PC별 플라스틱 냄새 응답 값 차이를 효과적으로 구분할 수 있으며, 냄새 크기도 판별할 수 있어 인공 냄새 판별 결과와 일치한다.