在大多數塑料回收自動(dòng)分選系統中，傳感器通過(guò)分析材料表面反射的紅外光來(lái)區分不同類(lèi)型的聚合物。黑色塑料中的炭黑顏料會(huì )吸收絕大部分紅外光。這樣一來(lái)，近紅外（NIR）分選傳感器“看不到”黑色塑料，更不用說(shuō)將不同種類(lèi)的聚合物分開(kāi)。

　　目前有許多國家和地區要求制造商在新產(chǎn)品中含有一定比例的再生塑料，但如果沒(méi)有有效的黑色塑料回收解決方案，那么要達到相關(guān)要求將會(huì )變得更加艱難。

高光譜成像技術(shù)

　　高光譜成像能夠識別外觀(guān)相似但化學(xué)結構不同的目標，打開(kāi)了自動(dòng)分選復雜廢塑料的大門(mén)。每種物質(zhì)有自身特有的光譜曲線(xiàn)，根據吸收或者反射的光譜便能確定物質(zhì)的種類(lèi)。高光譜成像便是基于此種原理。

　　傳統的近紅外（NIR）技術(shù)通常在0.9-1.7微米波長(cháng)范圍內，但由于黑色塑料的碳黑具有強吸收性，因此很難通過(guò)這種技術(shù)識別黑色塑料。而中波紅外（MWIR）高光譜成像則涵蓋了3-5微米的光譜范圍，這對于探測黑色塑料來(lái)說(shuō)非常有用。

　　在中波紅外范圍內，塑料根據其分子組成表現出獨特的光譜特征。這些“光譜指紋”使 MWIR HSI 能夠區分各種塑料，而不受顏色的影響。即使是近紅外系統無(wú)法識別的黑色塑料，亦能通過(guò)這項技術(shù)精準辨識，因為黑色塑料的分子結構在中波紅外光譜中以不同的方式反射光。

MWIR 范圍內不同塑料的獨特光譜特征（圖源：SPECIM）

高光譜成像的應用

　　據SPECIM官網(wǎng)介紹，SPECIM FX50 高光譜相機為黑色塑料的分類(lèi)提供了強大的工具。它是市場(chǎng)上唯一一款覆蓋 2.7-5.3 μm 整個(gè)中波紅外（MWIR）光譜范圍的高光譜相機，這是精確分選黑色塑料所需的。

　　芬蘭 Specim 提供中波紅外成像技術(shù)，據稱(chēng)可以對黑色塑料進(jìn)行更細致的分類(lèi)（圖源：SPECIM）

　　Specim FX50 可以快速、可靠地分選包括黑色塑料、橡膠、非黑色塑料和橡膠等在內的材料。Specim FX50 專(zhuān)為工業(yè)應用而設計，利用推掃技術(shù)高速精確識別塑料和橡膠，從而在傳送帶上實(shí)現高吞吐量分選。在現實(shí)場(chǎng)景中，它每分鐘可處理高達 300 公斤的塑料薄片，準確率接近 99%，大幅提高分選速度和效率。

　　使用 Specim FX50 分類(lèi)的 PS、ABS、PE、PA 和 PC 樣品（圖源：SPECIM）

黑色塑料回收的新時(shí)代

　　在汽車(chē)行業(yè)，黑色塑料普遍被應用于制作儀表板、保險杠以及裝飾零部件等。通過(guò)對這些材料進(jìn)行有效分選，中波紅外高光譜技術(shù)可以幫助汽車(chē)制造商實(shí)現其回收目標并減少汽車(chē)生產(chǎn)對環(huán)境的影響。

　　在電子行業(yè)，從智能手機到家用電器，黑色塑料外殼無(wú)處不在。借助中波紅外高光譜成像，回收商可以有效地從廢棄電子產(chǎn)品中分類(lèi)黑色塑料，幫助制造商遵守日益嚴格的電子廢物法規。

　　食品包裝行業(yè)也將從中受益。黑色塑料托盤(pán)通常用于盛放即食食品和其他食品。通過(guò)對這些托盤(pán)進(jìn)行更有效的分類(lèi)，中波紅外高光譜技術(shù)有助于減少最終進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)的食品包裝廢物量。