塑料物證的檢驗現狀

連俊青,溫 馨

(中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110035)

塑料，作為三大合成材料中產量最多的一種，它由于其質輕、防水、隔氣、延展性好等特點廣泛的應用于我們生活的方方面面。隨著科學技術的發展，塑料制作工藝也在不斷進步，在我們日常生活中隨處可見塑料袋、塑料瓶、塑料繩等塑料制品。因此，在兇殺、盜竊、爆炸等刑事案件中，尤其是交通肇事案件中，提取到有關塑料的檢材的幾率也越來越大。

塑料是以合成樹脂或天然樹脂為原料，再加入填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、著色劑等助劑，在一定溫度和一定的壓力下加工成型。在法庭科學中，對于塑料物證的檢驗往往是針對塑料的組成成分進行檢驗，對塑料檢材進行分析時通常先要進行初步的檢驗，從大體上確定塑料檢材的種類，排除一些外觀明顯不同的比對樣品，也就是進行檢材的初檢。但是此方法精準度不高，還要針對塑料檢材中有機成分和無機成分的不同選擇不同的儀器分析方法，從而對塑料檢材進行快速、準確的檢驗，為偵破案件提供線索，指明方向，縮小偵查范圍，在法庭上提供有力的科學證據。

1 塑料物證的檢驗方法

1.1 初步的檢驗

塑料檢材初步的檢驗方法包括外觀檢驗、比重檢驗、熒光檢驗、燃燒試驗以及溶解試驗等，這些方法對專業知識要求不高，不需使用大型的儀器，方法簡單、操作方便、迅速且成本低，但是該方法有一定的局限性，對于特征明顯的檢材適用性強，但是精準度不如儀器分析。

1.1.1 外觀檢驗

塑料檢材的外觀檢驗主要是對塑料檢材的顏色、透明度、光澤、表面硬度、圖案、老化情況以及外觀形態等特征進行觀察，大體上對塑料進行種屬的判斷。

高建國[1]等人對廢舊塑料的鑒別方法進行了初步的研究，在文獻中他們把常見塑料的外觀特征以表格的形式呈現出來，并列舉了兩個例子：(1)聚乙烯(PE)的手感滑膩，像蠟一樣，其中，低密度聚乙烯(LDPE)較軟，可以用指甲在其上劃痕，然而，高密度聚乙烯(HDPE)則較硬。(2)乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(E/VAC)的硬度取決于乙烯與乙酸乙烯的相對含量，由于聚乙烯大分子鏈上，導入了乙酰基的短鏈分枝結構，其硬度要小于LDPE，且具有一定的彈性。

此外，在相關文獻中報道，當檢材為塑料繩時，要觀察其股數、捻度、捻向，并測定塑料繩的直徑[2]，從而對其進行檢驗。

1.1.2 溶解試驗

由于不同的塑料可能由不同的樹脂組成，因此它們的結構單元也就不同。此外， 即使使用的樹脂相同，而加入的助劑不同，在不同的溶劑中，其溶解性也會有很大的差別。所以，我們往往可以利用不同溶劑對不同塑料的溶解性的差異，來鑒別塑料的種類。

高建國[1]等人將塑料樣品顆粒分別放入不同的溶劑中，在室溫下浸泡24h，然后觀察塑料樣品的溶解情況，并列舉出了在溫度為20℃時，常見塑料在部分有機溶劑中的溶解性。實驗結果表明，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PV)為結晶塑料，因此在常溫下一般不溶于常見的有機溶劑，只有在120℃以上結晶熔化以后，才能溶于對二甲苯等非極性溶劑中。對于發泡聚苯乙烯PS，由于含有添加劑，其外觀以及其他性質會發生較大的變化，通過溶解性鑒別可以將其分辨出來。

1.1.3 燃燒試驗

由于燃燒試驗是一種破壞檢材的檢測手段，當檢材量很少時不易采用此方法。樹脂的主要元素是C、H、O、N，因此具有不同程度的可燃性，并且在高溫時產生可燃性的揮發物。可以根據塑料物證是否容易燃燒、離火后能否繼續燃燒、火焰的顏色、檢材的形態在燃燒過程中的變化、煙以及炭燼的顏色、燃燒時產生的氣味等特征來確定塑料的種類[3]。

陳世山[1]等人，做了塑料的燃燒鑒別試驗，他們用鑷子取一小塊塑料試樣，用酒精燈外焰進行加熱，先使試樣的一部分接近火焰，可以先把易燃的試樣區分出來，然后再放到火焰上進行灼燒，進行點燒，以判斷離開火焰后是否能繼續燃燒。并通過實驗把常見塑料的燃燒特性列成表格。實驗結果表明，材料的可燃性與所含元素有關，一般含有氯、氮等元素的高分子一般有一定的阻燃性，而含碳量高的塑料在空氣中往往燃燒不充分，有時甚至會自熄；材料的發煙也與所含元素有關，氯量高的塑料發煙量大。此外，含有芳環的高聚物，發煙量一般都較大；高聚物燃燒時產生的氣味與結構相關，由于燃燒裂解時會生成不同的易揮發的小分子碎片從而導致燃燒氣味發生變化，因此，可以根據材料燃燒產生的氣味不同來進行品種的區分。

1.1.4 其他方面的檢驗

塑料檢材的初步檢驗除了上述的方法外還有一些其他的檢驗方法，例如熒光檢驗，密度分析，拼合檢驗、顏色比對和著色試驗等等。

其中熒光檢驗是把塑料物證和比對樣品在相同的條件下用紫外燈照射，觀察它們的熒光顏色和強度是否相同，從而來確定它們之間主要有機成分的異同。值得注意的是，在進行熒光檢驗前須將塑料表面的附著物清除干凈，防止其產生熒光干擾。必須指出的是，熒光檢驗用于排除認定時可以作為認定的依據，但是必須進行進一步的成分分析檢驗，才可以作為同種塑料的認定依據。

密度分析是由于不同種類塑料由于其所用原料不同，其密度有著明顯差異。在相關書籍[4]中總結，泡沫塑料的密度介于0.01～0.50g/cm3之間;樹脂的密度一般在0.83～2.20 g/cm3之間;硬塑料制品的密度在1.0～1.5 g/cm3之間。

著色試驗是根據各種塑料與試劑作用的不同而產生的不同色澤變化，來確定塑料的種類范圍。

1.2 儀器分析

1.2.1 塑料物證中有機成分的分析

1.2.1.1 紅外光譜法

由于紅外光譜法具有不破壞檢材的優勢，在塑料物證，尤其是檢材量很小時，我們往往會采用紅外光譜法對檢材進行檢驗。我們利用紅外光譜法主要是對塑料中的樹脂進行檢測，由于不同的樹脂所含的基團不同，因而在紅外區特征的吸收峰位置不同，以此對樹脂的種類進行認定，進而對塑料的種類進行鑒定。

2009年，盧光明[5]等人利用傅立葉變換紅外光譜法對生物降解塑料進行了檢驗，實驗的樣品和材料是脂肪族/芳香族共聚酯(PBAT)切片、民航用快餐盒、淀粉、滑石粉、PBAT與淀粉制塑料薄膜、聚對苯二甲酸(PET)塑料膜，然后取上述樣品和材料少許后制片，再經傅立葉變換紅外光譜儀檢驗。實驗對所得光譜以及對光譜之間的異同進行了比較，實驗結果表明用紅外光譜檢驗PBAT及其制品操作簡便、結果準確，樣品用量少、不破壞檢材。

2014年，杜巖[6]等人利用傅立葉變換紅外光譜法對同一品牌，同一品牌不同系列及不同銷售地的36個塑料吸管樣本進行了檢驗，實驗根據制造塑料吸管所用的三種合成樹脂不同將吸管分為3類，又根據塑料吸管中填充劑的種類對3類塑料吸管進一步分類，實驗結果表明，傅里葉變換紅外光譜法可以快速準確的鑒別不同品牌、同一品牌不同系列以及不同銷售地的塑料吸管。

同年8月，姜紅[7]等人利用傅立葉變換紅外光譜儀，對50個不同用途、不同產地的塑料編織袋樣品進行分析檢驗。依據紅外光譜圖中吸收峰的不同將50個塑料編織袋分為兩大類，每一類又可以根據吸收峰的峰數、峰位置、峰形和相對峰高比的不同進一步加以區分。實驗結果表明，傅立葉變換紅外光譜檢測法不破壞檢測材料，重現性好，可用于鑒定高分子材料(塑料編織袋)物證。

2016年，張嘉楠[8]等人利用傅立葉變換紅外光譜法對38種品牌的95個塑料飲料瓶樣本進行分析，實驗先是對透射法和反射法這兩種方法進行選擇與比較，最終選擇用反射法進行檢驗，實驗依據紅外譜圖的不同將95個樣品分為3大類，又對同一品牌不同系列塑料飲料瓶樣本進行分析比較，實驗結果表明該方法可以對塑料飲料瓶樣品進行分類。

1.2.1.2 裂解色譜法

由于塑料是高分子材料，它無法直接用氣相色譜法進行分析，而裂解氣相色譜法是把熱裂解和氣相色譜兩種技術相結合的方法，塑料在一定溫度下裂解成碎片后再隨載氣進入氣相色譜儀進行分離和鑒定，從而達到檢驗的目的。由于塑料在一定的條件下的裂解有一定的規律，因此裂解產物就得到了有特征的指紋圖譜，以此來鑒別塑料。2004年，俞文[9]對高分子聚合物微量物證的裂解氣相色譜進行了分析，在文獻中給出了塑料的裂解氣相色譜分析條件，并給出了實驗條件優化的結果：用OV-1柱的分離效果較好，裂解溫度應為750℃。

1.2.1.3 熱分析法

由于塑料的種類不同，化學組成不同，內部的分子結構不同，因此它們的玻璃化溫度、結晶溫度、軟化溫度、熔融溫度、熱裂解溫度也各不相同，轉變過程中的熱效應也不同，因此可以通過測定塑料物證的熱分析曲線來鑒別不同化學組成的塑料，以此對塑料進行檢驗。差示掃描量熱法(DSC)是利用不同種類的塑料的熱力學參數不同以此來進行檢驗的技術，不同廠家或同一廠家不同生產批次的同種類塑料，由于原料來源、工藝過程不同，其熱力學參數可能存在差異。

2010年，鄭一平[10]等人建立熱差/熱重檢驗方法鑒別常見塑料，通過分析圖譜發現了3種區分不同塑料試樣的方法：(1)通過熱重圖譜中平臺數量的差異，可以對兩種不同的塑料樣品進行區分;(2)在兩種試樣的熱重圖譜的平臺數量一致的情況下,可以通過比較他們各自平臺的失重情況的不同和最終殘余量的不同來區分不同的塑料樣品;(3)通過分析差示掃描量熱玻璃化轉變的圖譜,根據不同塑料樣品的玻璃化轉變次數、玻璃化變化溫度和比熱變化的差異來區分不同的塑料試樣。

1.2.2 塑料物證中無機成分的分析

塑料中除了含有樹脂之外，為了增加其使用的性能，降低生產的成本，在生產過程中還會添加顏料、填料、穩定劑、補強劑等助劑，這些助劑中含有大量的無機元素，而不同的塑料所含的助劑不同，因此所含的無機元素不同，我們就可以利用無機元素的種類和含量的不同對塑料樣品進行鑒別。

1.2.2.1 X射線熒光光譜法

當塑料樣品受到激發時，樣品中的各種元素會發射出二次X射線，元素不同所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或者波長特性。因此，只要測出熒光X射線的波長或者能量，就可知道元素的種類。此外，熒光X射線的強度與相應元素的含量之間存在一定的關系。以上就是X射線熒光光譜法定性定量的原理。

2016年，姜紅[11]等人用X射線熒光光譜法對57個塑料飲料瓶進行了檢驗。本文獻是通過把傅立葉紅外光譜法、X射線熒光光譜法和厚度儀檢測這3種方法相結合建立了對塑料飲料瓶物證的分析方法，對實驗結果進行分析時發現，在紅外光譜分類的基礎上， X射線熒光光譜法依據Ca元素的質量分數的不同可對樣品進行進一步的分析，實驗結果表明利用傅里葉變換紅外光譜、能量色散型X射線熒光光譜，結合測厚儀可以對不同品牌、同一品牌不同系列、同一品牌同一系列不同批次的塑料飲料瓶樣品進行檢驗分析。

2017年，張璐[12]等人利用能量色散型X射線熒光光譜儀對41個不同品牌、不同規格的黑色塑料袋樣品進行測定，根據實驗結果，把41個樣品根據所含元素的數量和種類的不同對樣品進行區分，對于所含元素相同的樣品又根據其元素含量的不同進行進一步的區分。實驗結果表明，應用X射線熒光光譜儀，可以將不同廠家、不同品牌，以及同一品牌不同規格的黑色塑料袋樣品進行鑒別。方法簡單快速，準確可靠。

2 總結

近年來，塑料的種類越來越多，同時在案件中作為物證出現頻率也越來越高。目前，對塑料物證的檢驗方法有很多，但是各種方法存在各自的優點和不足，因此建議將多種方法聯合應用達到檢驗的目的。此外，建議建立相關的數據庫，方便塑料物證的檢索，為相關案件的偵破指明方向，縮小偵查范圍，減少成本，提高破案效率。

[1] 高建國,陳世山.廢舊塑料鑒別方法的初步研究[J].工程塑料應用，2004,32(2):47-51.

[2] 李樹研,姜 紅.法庭科學中塑料物證的檢驗方法[J].上海塑料，2005,12(3):27-30.

[3] 孟品佳.微量物證與毒物毒品分析[M].北京:中國人民公安大學出版社,2004.

[4] 錢知勉.塑料性能應用手冊[M].上海:上海科學技術文獻出版社,1980.

[5] 盧光明,趙明澤,馮計民.傅立葉變換紅外光譜檢驗生物降解塑料[J].刑事技術,2009(1):17-18.

[6] 杜 巖,姜 紅,李曉白,等.傅里葉變換紅外光譜法檢驗塑料吸管的研究[J].上海塑料,2014(2)：38-42.

[7] 姜 紅,李明健,閻子龍,等.傅立葉變換紅外光譜法檢驗塑料編織袋的研究[J].遼寧石油化工大學學報,2014,34(4):13-17.

[8] 張嘉楠,姜 紅,郭 鵬,等.傅立葉變換紅外光譜法檢驗塑料飲料瓶的研究[J].微量元素與健康研究,2016,33(4):61-62.

[9] 俞 文.高分子聚合物微量物證的裂解氣相色譜分析[J].中國人民公安大學學報：自然科學版,2004,10(1):48-49.

[10] 鄭一平,樓壽松,黃紅娟, 等.熱差/熱重雙重檢驗法鑒別常見塑料的方法研究[J].刑事技術,2010(2):17-20.

[11] 姜 紅,高春芳,務瑞杰,等.X射線熒光光譜法檢驗塑料飲料瓶的研究[J].2016(4):52-57.

[12] 姜 紅,張 璐,滿 吉,等.X射線熒光光譜法檢驗黑色塑料袋的研究[J].遼寧師范大學學報(自然科學版),2017,40(1):69-73.

(本文文獻格式：連俊青,溫馨.塑料物證的檢驗現狀[J].山東化工，2018，47(02)：90-91，99.)