傅里叶变换红外光谱法检验手帕纸包装袋的研究

金 玥，姜 红，阎子龙，李晓白，蔡盛岚，付立婷，罗 媛，赵汉钦

（中国人民公安大学，北京100038）

0 前言

在各类刑事案件和交通事故现场中，经常能遇到有关塑料的物证检材，而手帕纸包装袋就是其中一种。由于手帕纸是人们日常生活中广泛使用的一种日用品，所以手帕纸包装袋被遗留在现场的可能性较大。因而弄清楚所用手帕纸的品牌、系列、生产厂家、来源等情况对案件侦破起着重要的作用。而现场的手帕纸包装袋往往会被烧毁、腐蚀甚至降解，只留下部分残片，给查明手帕纸的品牌、系列设置了障碍。这需要对剩余的残片进行进一步的检验［1］。

对塑料物证的检验一般有外观检验、微量化学法检验、塑料成分检验等方法。而对塑料成分的检验采用的仪器分析方法有红外光谱法、裂解气相色谱法、扫描电镜-X射线能谱法、薄层色谱法、紫外-可见光谱法、荧光光谱法等［2］。其中红外光谱法具有不破坏检材，操作简便快速，结果准确可靠等特点，在微量物证分析中被广泛使用［3］。作者采用傅里叶变换红外光谱法对收集到的12个品牌的30个手帕纸小包装袋样本和7个品牌的19个手帕纸大包装袋样本进行了分析，取得了令人满意的结果［4］。

1 实验

1.1 实验仪器及条件

Nicolet-6700傅里叶变换红外光谱仪，美国赛默百世尔公司。

测定参数：扫描次数64；分辨率8cm-1；波数范围4 000～400cm-1；Y 轴格式A（吸光度）；增益1。

1.2 试剂

无水乙醇（分析纯）

1.3 样品

不同品牌的手帕纸小包装样本（规格：10片×2／3／4层，210mm×210mm／片）30个，如表1所示；不同品牌的手帕纸大包装样本（规格：10片／包，10包／条）19个，如表2所示。

表1 手帕纸小包装袋样本表

表2 手帕纸大包装袋样本表

1.4 实验方法

根据手帕纸包装袋样本的性状特点，采用直接透射法采样，操作简便，只需将手帕纸包装袋样本直接放于采样箱内，采集样本谱图。从红外光谱图可以看出：利用红外光线的透射采集手帕纸包装袋样本红外光谱图的方法，在实验过程中几乎没有受到外界因素的干扰，信噪比较大，谱图的效果较好［5］。

2 结果与讨论

2.1 红外光谱法检验手帕纸包装袋的理论依据

手帕纸包装袋的主要成分是塑料。虽然塑料主要是由树脂组成，但是树脂种类甚多，即使种类相同的树脂，也因单体、制造工艺以及聚合度等不同，而在理化性质上有所差异［6］。由于手帕纸包装袋的生产厂家不同，所用的原料种类可能不同，而各厂家的合成工艺路线、生产设备以及商品化的助剂等诸多因素存在差异，其成分、含量等都会有所不同。同一厂家生产的手帕纸包装袋，可能是原料种类相同，但配比不同。另外，不同品牌、不同系列的手帕纸包装袋有各自不同的颜色、图案等特征，即在生产过程中添加了不同的辅助剂。这些差异均会使红外光谱图中特征峰的数目、峰位及相对峰高比不同。这就是利用红外光谱法分析鉴别手帕纸包装袋的理论依据。

2.2 手帕纸包装袋样本的红外光谱分析

采用直接透射法在上述实验条件下，分别对收集到的常见的30个手帕纸小包装袋样本和19个手帕纸大包装袋样本直接进行分析测定。

2.2.1 手帕纸包装袋样本的比较研究

通过对30个手帕纸小包装袋样本和19个手帕纸大包装袋样本红外光谱图的分析，可以看出手帕纸小包装袋样本绝大多数均在1 470～1 460 cm-1范围内出现一处强吸收峰，在723cm-1处出现中强吸收峰，与聚乙烯的特征谱图极为相似。由此可判断绝大多数手帕纸小包装袋的主要成分是聚乙烯；而手帕纸大包装样本均在1 455cm-1处出现强吸收峰，在1 380～1 360cm-1，1 166cm-1，841cm-1附近各出现一处中强吸收峰，在998～972cm-1范围内出现一个双峰，与聚丙烯的特征谱图极为相似。由此可判断手帕纸大包装袋的主要成分是聚丙烯［7］。故可根据手帕纸包装袋的主要成分是聚乙烯还是聚丙烯，基本判断出是小包装袋还是大包装袋［8］。

2.2.2 手帕纸小包装袋样本的比较研究

通过对30个手帕纸小包装袋样本红外光谱图的分析，可以根据其含有主要成分的差异，将手帕纸小包装袋样本分为两大类。

（Ⅰ）类是以26＃迪亚天天为代表的主要成分是聚乙烯的28个手帕纸小包装袋样本（即1＃～28＃），如图1所示。

图1 （Ⅰ）类中26＃样本的红外光谱图

（Ⅱ）类是以30＃可口可乐为代表的主要成分是聚丙烯的2个手帕纸小包装袋样本（即29＃，30＃），如图2所示。

图2 （Ⅱ）类中30＃样本的红外光谱图

对于（Ⅰ）类样本可根据其添加剂中是否含有CaCO3，BaSO4进一步划分为三类。

（a）类是以22＃清风B66ACN样本为代表的6个手帕纸小包装袋样本（即1＃，8＃，11，12＃，21，22＃），如图3所示。在1 650cm-1处有弱吸收峰，是C O伸缩振动形成的弱峰；在1 170～1 140 cm-1范围内出现一处弱吸收峰，是S—O伸缩振动和SO4变角振动形成的弱峰。由此可以判断这类手帕纸小包装袋的添加剂中同时含有CaCO3和BaSO4［9］。

图3 （Ⅰ）中（a）类22＃样本的红外光谱图

（b）类是以6＃维达V0038样本为代表的19个手帕纸小包装袋样本（即2＃～7＃，9＃，10＃，13＃～20＃，24＃～26＃），如图4所示。在1 650cm-1处有弱吸收峰，是C O伸缩振动形成的弱峰，而在1 170～1 140cm-1范围内未出现吸收峰。由此可以判断这类手帕纸小包装袋的添加剂中只含有CaCO3。

（c）类是以23＃银雅样本为代表的3个手帕纸小包装袋样本（即23＃，27＃，28＃），如图5所示。在1 650cm-1处和1 170～1 140cm-1范围内均未出现吸收峰。由此可以判断这类手帕纸小包装袋的添加剂中不含CaCO3和BaSO4。

图4 （Ⅰ）中（b）类6＃样本的红外光谱图

图5 （Ⅰ）中（c）类23＃样本的红外光谱图

2.2.3 手帕纸大包装袋样本的比较研究

通过对19个手帕纸大包装袋样本红外光谱图的分析，可根据手帕纸大包装袋样本的添加剂中是否含有滑石粉，以及其在1 456cm-1与1 376cm-1处峰高比是否为2∶1，将其划分为三类［10］。

（Ⅰ）类是以47＃舒洁样本为代表的3个手帕纸大包装袋样本（即35＃，40＃，47＃），如图6所示。在988～979cm-1范围内出现一个宽峰，很可能是由于含SiO2-3引起的原有聚丙烯谱图中双峰位置、形态的改变。由此可以判断这类手帕纸大包装袋的添加剂中含有滑石粉。此外，这类手帕纸大包装袋的谱图中1 456cm-1与1 376cm-1处峰高比为2∶1。

图6 （Ⅰ）类中47＃样本的红外光谱图

（Ⅱ）类是以38＃心相印C1710样本为代表的11个手帕纸大包装袋样本（即32＃～34＃，36＃，37＃，38＃，42＃，43＃，46＃，48＃，49＃），如图7所示。在998～972cm-1范围内有一个双峰，而非在988～979cm-1范围内出现一个宽峰。由此可以判断这类手帕纸大包装袋的添加剂中不含滑石粉。此外，这类手帕纸大包装袋的谱图中1 456cm-1与1 376 cm-1处峰高比为2∶1。

图7 （Ⅱ）类中38＃样本的红外光谱图

（Ⅲ）类是以39＃心相印C1110样本为代表的5个手帕纸大包装袋样本（即31＃，39＃，41＃，44＃，45＃），如图8所示。在998～972cm-1范围内有一个双峰，而非在988～979cm-1范围内出现一个宽峰。由此可以判断这类手帕纸大包装袋的添加剂中不含滑石粉。此外，这类手帕纸大包装袋的谱图中1 456cm-1与1 376cm-1处峰高比接近1∶1，而非2∶1。

图8 （Ⅲ）类中39＃样本的红外光谱图

2.3 重现性实验

任选手帕纸小包装袋和手帕纸大包装袋样本，按实验方法测定其红外光谱，每个样品平行测定3次。从选取的1＃样本的红外光谱图可以看出，3次测定的红外光谱吸收峰的峰数、峰位相同，峰形基本一致。实验表明该方法的重现性好。

3 结论

利用傅里叶变换红外光谱法可以对不同品牌、不同系列的手帕纸大、小包装袋样本进行鉴别。该方法操作简便、快速准确、不破坏检材，可以在实际办案中对现场中提取到的手帕纸包装袋物证进行检验鉴别。

［1］ 王剑.犯罪现场微量物证勘查［M］.北京：警官教育出版社，1995：213-216.

［2］ 姜红.微量物证检验及应用［M］.北京：中国人民公安大学出版社，2011：165-166.

［3］ 翁诗甫.傅里叶变换红外光谱仪［M］.北京：化学工业出版社，2005：320-326.

［4］ FLORIN Mihai，ABOUL Enein，HASSAN Y，et al.Application of micro-Raman and FT-IR spectroscopy in forensic analysis of questioned documents［J］.Gazi University Journal of Science，2012（25）：371-375.

［5］ 姜红，高晓梅，刘雅莉，等.傅里叶红外光谱法检验合成胶水的研究［J］.广东公安科技，2012（3）：8-13.

［6］ 郝旺林.物证分析（下）［M］.北京：警官教育出版社，1985：1-3.

［7］ 李淑英，温志胜，李跃龙.红外光谱法检验常见的塑料物证［J］.广东公安科技，2001（2）：16-19.

［8］ CHANG Raymond.Chemistry［M］.2nd ed.Toronto：Random House Incorporated，1981：703-707.

［9］ 吴瑾光.近代傅里叶变换红外光谱技术及应用（上）［M］.北京：科学技术文献出版社，1993：639-647.

［10］ 冯计民.红外光谱在微量物证分析中的应用［M］.北京：化学工业出版社，2010：62-83.