差分拉曼光谱结合聚类分析检验运动鞋鞋底

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.013

中国塑料 ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (7): 80-85.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.07.013

差分拉曼光谱结合聚类分析检验运动鞋鞋底

张进¹, 姜红¹(), 张景顺¹, 刘峰², 段斌²

^1.中国人民公安大学, 北京 100038
^2.南京简智仪器设备有限公司, 南京 210049

收稿日期:2019-12-09 出版日期:2020-07-26 发布日期:2020-07-26
基金资助:
中国人民公安大学2019年度基科费重点项目(2019JKF222);南京简智仪器设备有限公司技术合作项目(20191218)

Discrimination and Classification of Sneaker Sole by Combination of Differential Raman Spectroscopy and Cluster Analysis

Jin ZHANG¹, Hong JIANG¹(), Jingshun ZHANG¹, Feng LIU², Bin DUAN²

^1.People's Public Security University of China, Beijing 100038, China
^2.Nanjing Jianzhi Instrument and Equipment Co，Ltd，Nanjing 210049, China

Received:2019-12-09 Online:2020-07-26 Published:2020-07-26
Contact: Hong JIANG E-mail:jiangh2001@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为建立一种快速、准确、无损的区分检验运动鞋鞋底的方法，采用差分拉曼光谱仪结合聚类分析方法对40个不同品牌，不同系列的白色运动鞋鞋底样品进行了检验研究。结果表明，根据鞋底样品的主要成分不同可将样品分为5类；同一类样品可依据添加的主要填料成分不同进行分组；同一组样品可依据特征峰的相对峰高比不同进行区分；利用聚类分析方法处理样品数据，当并类距离为2时，样品被分为5类，分类结果较为理想。该方法操作简便快速、结果准确可靠且无损检材，可为公安机关实际办案提供帮助。

关键词: 差分拉曼光谱, 鞋底, 填料, 聚类分析

Abstract:

In order to establish a fast, accurate and non?destructive method for distinguishing the sneaker soles, a differential Raman spectrometer combined with cluster analysis was used to examine the sole samples obtained from 40 different brands and different series of white sports shoes. The experimental results indicated that these samples could be divided into five categories according to the different main components of the sole samples. The same types of samples could be grouped according to the different main filler components added in the sole materials, and the same group of samples could be distinguished based on different relative peak height ratios of characteristic peaks. The data from these samples was processed by a cluster analysis method. When the parallel distance was 2, the samples were divided into five categories with an ideal classification result. This method was found to be simple and quick for operation, the obtained results were accurate and reliable, and there was no destruction in the inspected materials. The method developed by this work can provide help for police offices to handle the criminal cases.

Key words: differential raman spectroscopy, sole, filler, cluster analysis

中图分类号:

TQ322

张进, 姜红, 张景顺, 刘峰, 段斌. 差分拉曼光谱结合聚类分析检验运动鞋鞋底[J]. 中国塑料, 2020, 34(7): 80-85.

Jin ZHANG, Hong JIANG, Jingshun ZHANG, Feng LIU, Bin DUAN. Discrimination and Classification of Sneaker Sole by Combination of Differential Raman Spectroscopy and Cluster Analysis[J]. China Plastics, 2020, 34(7): 80-85.

图/表 10

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分类	主要成分	样品编号
第Ⅰ类	EVA	1^#、3^#、8^#、9^#、10^#、11^#、12^#、14^#、16^#、17^#、18^#、20^#、21^#、22^#、23^#、24^#、26^#、27^#、28^#、29^#、31^#、32^#、33^#、35^#、38^#、39^#
第Ⅱ类	NR	2^#、4^#、7^#、13^#、19^#、25^#、30^#、36^#、40^#
第Ⅲ类	PVC	34^#、37^#
第Ⅳ类	BR	6^#、15^#
第Ⅴ类	SBR	5^#

分类	主要成分	样品编号
第Ⅰ类	EVA	1^#、3^#、8^#、9^#、10^#、11^#、12^#、14^#、16^#、17^#、18^#、20^#、21^#、22^#、23^#、24^#、26^#、27^#、28^#、29^#、31^#、32^#、33^#、35^#、38^#、39^#
第Ⅱ类	NR	2^#、4^#、7^#、13^#、19^#、25^#、30^#、36^#、40^#
第Ⅲ类	PVC	34^#、37^#
第Ⅳ类	BR	6^#、15^#
第Ⅴ类	SBR	5^#

填料名称	拉曼特征峰/cm^-1
碳酸钙	153、280、711、1 085
高岭土	140、393、636
二氧化钛	142、240、449、612
滑石粉	106、192、289、360、430、464、674、1 048、1 096
氧化锌	330、436
硫酸钡	279、459、616、986、1 085、1 138
二氧化硅	126、203、262、352、400、463

填料名称	拉曼特征峰/cm^-1
碳酸钙	153、280、711、1 085
高岭土	140、393、636
二氧化钛	142、240、449、612
滑石粉	106、192、289、360、430、464、674、1 048、1 096
氧化锌	330、436
硫酸钡	279、459、616、986、1 085、1 138
二氧化硅	126、203、262、352、400、463

分组	主要填料	样品编号
1	碳酸钙	9^#、31^#
2	滑石粉	1^#、24^#
3	高岭土	3^#、11^#、20^#、39^#
4	二氧化钛	14^#、28^#、38^#
5	滑石粉+高岭土	8^#、35^#
6	二氧化钛+二氧化硅	10^#、16^#、18^#
7	碳酸钙+二氧化钛	12^#、22^#、26^#
8	二氧化钛+氧化锌	23^#、27^#、29^#、33^#
9	滑石粉+氧化锌	17^#、21^#、32^#

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Discrimination and Classification of Sneaker Sole by Combination of Differential Raman Spectroscopy and Cluster Analysis

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样品编号	相对峰高比（h₁/h₂）
12^#	0.65
22^#	0.15
26^#	0.92

样品编号	相对峰高比（h₁/h₂）
12^#	0.65
22^#	0.15
26^#	0.92