塑料回收使用光学分拣系统根据聚合物类型对塑料碎片进行分类，确保每一批都是由单一的塑料树脂组成，这对于生产高质量的再生材料至关重要。光学分拣系统通常依靠近红外（NIR）成像光谱技术，根据塑料独特的光谱特征来识别塑料类型。对于大多数塑料，该系统运行良好。然而，黑色塑料通常添加了炭黑颜料，它们几乎吸收了可见光和红外光谱中的所有光线，而不是反射光线，这使得近红外传感器几乎无法识别它们。结果，黑色塑料碎片常常被误分类或当作废料丢弃，降低了回收率，还将宝贵的材料送进了垃圾填埋场或焚烧炉。
SPECIM中波红外高光谱成像系统能够准确识别和分拣黑色塑料，为解决传统近红外和重力分拣系统的局限性提供了解决方案。
图 1：专门为工业应用开发、在中波红外范围内工作的高光谱相机，能够高速检测塑料和橡胶。
中波红外（MWIR）高光谱成像技术被证明是解决黑色塑料分拣难题的高效方案，而近红外（NIR）成像技术长期以来在这一难题上困难重重。近红外高光谱成像的光谱范围约为 900 至 2500 纳米（nm），中波红外高光谱成像技术则将范围扩展到 3 至 5 微米（μm），能够捕捉到高度详细的光谱数据。
在中波红外范围内，不同类型的塑料因其分子组成而呈现出独特的光谱特征（见图 2）。因此，使用中波红外高光谱成像技术时，无论塑料颜色如何，都能够区分不同类型的塑料，包括最难分拣的黑色塑料。
图2：由于分子组成不同，塑料在中波红外范围内具有独特的光谱特征，利用中波红外高光谱成像技术可以无视颜色差异对它们加以区分。
汽车、电子和包装等严重依赖黑色塑料聚合物的行业，从这项先进技术中受益匪浅。例如，在汽车行业，黑色塑料广泛应用于仪表盘、保险杠和装饰部件。通过有效分拣这些材料，中波红外高光谱成像技术可以帮助汽车制造商实现回收目标，并减少汽车生产对环境的影响。
在电子行业，从智能手机到家用电器，黑色塑料外壳随处可见。利用中波红外高光谱成像技术，回收商可以有效地从废弃电子产品中分拣出黑色塑料，帮助制造商满足日益严格的电子垃圾法规要求。
食品包装行业也能从中获利。黑色塑料托盘常用于即食食品和其他食品的包装。通过更有效地分拣这些托盘，中波红外高光谱成像技术有助于减少最终进入垃圾填埋场的食品包装垃圾数量。
图 3：使用SPECIM中波红外高光谱成像技术对黑色塑料、橡胶以及非黑色塑料和橡胶进行图像分拣过程的示例。
能够分拣和回收黑色塑料带来了显著的环境和经济效益。回收可以防止黑色塑料被送往垃圾填埋场或焚烧炉，减少环境污染并节约宝贵资源。这还有助于形成塑料废物的闭环利用，推动向循环经济的转型，在循环经济模式中，材料是被重复使用而非丢弃。
从经济角度来看，回收黑色塑料为制造商节省了成本。在新产品中重复使用黑色塑料，减少了对原生材料的需求，从而降低了生产成本。此外，企业可以避免因未遵守回收法规而受到的处罚，对于那些希望在日益注重环保的市场中保持竞争力的企业来说，中波红外高光谱成像技术是一个经济可行的选择。