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塑料材料的簡易鑒別方法

瀏覽次數:3682發布日期:2009-11-03

1. 塑料的外觀鑒別
    通過觀察塑料的外觀,可初步鑒別出塑料製品所屬大類:熱塑性塑料,,熱固性塑料或彈性體。一般熱塑性塑料有結晶和無定形兩類。結晶性塑料外觀呈半透明,乳濁狀或不透明,隻有在薄膜狀態呈透明狀,硬度從柔軟到角質。無定形一般為無色,在不加添加劑時為全透明,硬度從硬於角質橡膠狀(此時常加有增塑劑等添加劑)。熱固性塑料通常含有填且不透料明,如不含填料時為透明。彈性體具橡膠狀手感,有一定的拉伸率。

2. 塑料的加熱鑒別
    上述三類塑料的加熱特征也是各不相同的,通過加熱的方法可以鑒別。熱塑性塑料加熱時軟化,易熔融,且熔融時變得透明,常能從熔體拉出絲來,通常易於熱合。熱固性塑料加熱至材料化學分解前,保持其原有硬度不軟化,尺寸較穩定,至分解溫度炭化。彈性體加熱時,直到化學分解溫度前,不發生流動,至分解溫度材料分解炭化。
常用熱塑性塑料的軟化或熔融溫度範圍見表

塑料品種

軟化或熔融範圍/°c

塑料品種

軟化或熔融範圍/oc

聚醋酸乙烯

35~ 85

聚氧化甲烯

165~185

聚苯乙烯

70~115

聚丙烯

160~170

聚氯乙烯

75~90

尼龍12

170~180

聚乙烯

 

 

 

    密度0.92/ cm3

110

尼龍11

180~190

    密度0.94/ cm3

約120

聚三氟氯乙烯

200~220

    密度0.96/ cm3

約130

尼龍610

210~ 220

聚-1-丁烯

125~ 135

尼龍6

215~225

聚偏二氯乙烯

115~ 140(軟化)

聚碳酸酯

220~ 230

有機玻璃

126~ 160

聚-4-甲基戊烯-1

240

醋酸纖維素

125~175

尼龍66

250~260

聚丙烯腈

130~ 150(軟化)

聚對苯二甲酸乙二醇酯

250~260

3. 塑料的溶劑處理鑒別
    熱塑性塑料在溶劑中會發生溶脹,但一般不溶於冷溶劑,在熱溶劑中,有些熱塑性塑料會發生溶解,如聚乙烯溶於二甲苯中,熱固性塑料在溶劑中不溶,一般也不發生溶脹或僅輕微溶脹,彈性體不溶於溶劑,但通常會發生溶脹。

塑料的溶解性 

聚合物 

溶劑 

非溶劑 

聚乙烯

對二甲苯①,三氯苯①

丙酮,乙醚

聚-1-丁烯

癸烷①,十氫化萘①

低級醇

全同立構聚丙烯

 

 

無規聚丙烯

烴類,乙酸異戊酯

醋酸乙酯,丙醇

聚異丁烯

己烷,苯,四氧化碳,四氫呋喃

丙酮,甲醇,乙酸甲酯

聚丁二烯

脂肪族和芳香族烴類

 

聚異戊二烯

 

 

聚苯乙烯

苯,甲苯,三氯甲烷,環己酮,乙酸丁酯,二硫化碳

低級醇,乙醚(溶脹)

聚氯乙烯

四氫呋喃,環己酮,甲酮,二甲基甲酰胺

甲醇,丙酮,庚烷

聚氟乙烯

環己酮,二甲胺基甲酰胺

脂肪族烴類,甲醇   

聚四氟乙烯

不可溶

 

聚乙烯異烯酯

苯,三氯甲烷,甲醇,丙酮,乙酸丁酯

乙醚石油醚,丁醇

聚乙烯異丁醚

異丙醇,甲基乙烯酮,三氯甲烷,芳香族烴類

甲醇,丙酮

聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯

三氯四烷,丙酮,乙酸乙酯,四氫呋喃,甲苯

甲醇,乙醚,石油醚

聚丙烯腈

二甲胺基甲酰胺,二甲亞碸,濃硫酸水

醇類,乙醚,水,烴類,

聚丙烯酰胺

甲醇,丙酮

聚丙烯酸

水,稀堿類,甲醇,二噁烷,二甲胺基甲酰胺

烴類,甲醇,丙酮,乙醚

聚乙烯醇

水,二甲基甲酰胺①,二甲亞碸

烴類,甲醇,丙酮,乙醚

纖維素

含水氫氧化銅銨,含水氯化鋅,含水硫氰酸鈣

甲醇,丙酮

三醋酸纖維素

丙酮,三氯甲烷,二噁烷

甲醇,乙醚

甲基纖維素(三甲基)

三氯甲烷,苯

乙醇,乙醚,石油醚

羧甲基纖維素

甲醇

脂肪族聚脂類

三氯甲烷,甲酸,苯

甲醇,乙醚,脂肪族烴類

對苯二甲酸乙二醇酯

間甲酚,鄰氯酚,硝基苯,三氯乙酸

甲醇,丙酮,脂肪族烴類

聚酰胺

甲酸,濃硫酸,二甲胺基甲酰胺,間甲酚

甲醇,乙醚,烴類

聚氨基甲酸酯類(不交聯)

甲酸,γ-丁內脂,二甲胺基甲酰胺,間甲酚

甲醇,乙醚,烴類

聚氧化甲烯

γ-丁內酯①,二甲基甲酰胺①,苯甲醇①

甲醇,乙醚,脂肪族烴類

聚氧化乙烯

水,苯,二甲基甲酰胺

脂肪族烴類,乙醚

聚二甲基矽氧化烷

三氯甲烷,庚烷,苯,乙醚

甲醇,乙醇

4.  塑料的密度鑒別
    塑料的品種不同,其密度也不同,可利用測定密度的方法來鑒別塑料,但此時應將發泡製品分別出來,因為發泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在實際工業上,也有利用塑料的密度不同來分選塑料的。常用塑料的密度見下表 

密度/(g/cm3) 

材料 

密度/(g/cm3) 

材料 

0.80

矽橡腔(可用二氧化矽填充到1。25)

1.19~1.35

增塑聚氯乙烯(大約含有40%增塑劑)

0.83

聚甲基戊烯

1.20~1.22

聚碳酸酯(雙酚A型)

0.85~0.91

聚丙烯

1.20~1.26

交聯聚氨酯

0.89~0.93

高壓(低密度)聚乙烯

1.26~1.28

苯酚甲醛樹脂(未填充)

0.91~0.92

1-聚丁烯

1.26~1.31

聚乙烯醇

0.9~0.93

聚異丁烯

1.25~1.35

乙酸纖維素

0.92~1.00

天然橡膠

1.30~1.41

苯酚甲醛樹脂(填充有機材料:紙,織物)

0.92~0.98

低壓(高密度)聚乙烯

1.30~1.40

聚氟乙烯

1.01~1.04

尼龍12

1.34~1.40

賽璐珞

1.03~1.05

尼龍11

1.38~1.41

聚對苯二甲酸乙二醇酯

1.04~1.06

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)

1.38~1.50

硬質PVC

1.04~1.08

聚苯乙烯

1.41~1.43

聚氧化甲烯(聚甲醛)

1.05~1.07

聚苯醚

1.47~1.52

脲-三聚氰胺樹脂(加有有機填料)

1.06~1.10

苯乙烯-丙烯腈共聚物

1.47~1.55

氯化聚氯乙烯

1.07~1.09

尼龍610

1.50~2.00

酚醛塑料和氨基塑料(加有無機填料)

1.12~1.15

尼龍6

1.70~1.80

聚偏二氟乙烯

1.13~1.16

尼龍66

1.80~2.30

聚酯和環氧樹脂(加有玻璃纖維)

1.10~1.40

環氧樹脂,不飽和聚酯樹脂

1.86~1.88

聚偏二氯乙烯

1.14~1.17

聚丙烯腈

2.10~2.20

聚三氟-氯乙烯

1.15~1.25

乙酰丁酸纖維素

2.10~2.30

聚四氟乙烯

1.161.20

聚甲基丙烯酸甲酯

 

 

1.17~1.20

聚乙酸乙烯酯

 

 

1.18~1.24

丙酸纖維素

 

 

常用於塑料的密度鑒別的溶液

溶液的種類 

密度(25oc)/(g/ cm3) 

配製方法 

塑料(製品)種類 

浮於溶液 

沉入溶液 

1

 

聚乙烯,聚丙烯

聚氯乙烯,聚苯乙烯

飽和食鹽溶液

1.19

74ml水和26g食鹽

聚苯乙烯,ABS

聚氯乙烯

58-4%的酒精溶液

0.91

100ml水和140ml95%的酒精

聚丙烯

聚乙烯

55-4的酒精溶液

0.925

100ml水和124ml95%的酒精

高壓聚乙烯

低壓聚乙烯

氯化鈣水溶液

1.27

100g的氯化鈣(工業用)和150ml水

聚苯乙烯,有機玻璃,ABS 聚乙烯

聚氯乙烯,酚醛塑料

5. 塑料的熱解試驗鑒別
    熱解試驗鑒別法是在熱解管中加熱塑料至熱解溫度,然後利用石蕊試紙或pH試紙測試逸出氣體的pH值來鑒別的方法。 

常用塑料熱解產物石蕊和pH值試紙測試結果 

 

石蕊試紙 

 

紅 

基本上無變色 

藍 

 

pH試紙 

 

0.5~4.0 

5.0~5.5 

8.0~9.5 

含鹵素聚合物 聚乙烯酯   纖維素酯  聚對苯二甲酸乙二酯  酚醛樹脂  聚氨酯彈性體 不飽和聚酯樹脂 含氟聚合物 硬纖維板 聚硫醚

聚烯烴  聚乙烯醇  聚乙烯醇縮甲醛   聚乙烯醚   苯乙烯聚合物(包括:苯乙烯-丙烯腈共聚物)②    聚甲基丙烯酸酯   聚氧化甲烯   聚碳酸酯   線形聚氨酯   酚醛樹脂環   氧樹脂   交聯聚氨酯

聚酰胺  ABS聚合物   聚丙烯腈    酚和甲酚樹脂    氨基樹脂(苯胺-三聚氰胺-和脲醛樹脂)

①緩慢地加熱熱解管②有些樣品表現出微弱的堿性

6. 塑料的燃燒試驗鑒別
    燃燒試驗鑒別法是利用小火燃燒塑料試樣,觀察塑料在火中和火外時的燃燒性, 同時注意熄火後,熔融塑料的落滴形式及氣味來鑒別塑料種類的方法。 

燃燒性能 

火焰狀態 

氣化物氣味 

材料 

不燃————

——————

刺激性(氫氟酸,HF)

聚矽酮  聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯  聚酰亞胺

阻燃,離開火焰後即熄滅

明亮,有黑煙鮮黃色,火苗邊緣呈綠色,閃亮,有黑煙黃色,有灰煙,桔黃色,有藍煙

苯酚,甲醛氨,胺,甲醛鹽酸————燒焦的動物角質

酚醛樹脂  氨基樹脂  氯化橡膠,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯(無易燃增塑劑) 聚碳酸酯矽橡膠聚酰胺

在火焰中燃燒,離開火焰則緩慢熄滅或依舊燃燒

黃色,閃亮,材料分解,桔黃色,桔黃色,有黑煙,黃色,邊緣呈藍色,黃色,中心呈藍色

苯酚,燒焦的紙有刺激性,損傷氣管燒焦的橡膠新鮮芳香有刺激性(異氰酸酯)石蠟

酚醛樹脂 聚乙烯醇 聚氯丁二烯  聚對苯二甲酸乙二醇酯 聚氨酯聚乙烯,聚丙烯

易引燃,離開火焰後繼續燃燒

閃亮,有黑煙黃色閃亮,有黑煙深黃色,有少許黑煙深黃色,有黑煙閃亮,中心呈藍色放出火花

有強烈刺激性苯酚芳香,天然後味乙酸燒焦橡膠芳香,水果香甲醛

聚酯樹脂(玻璃纖維增強)環氧樹脂(玻璃纖維增強)聚苯乙烯  聚乙酸乙烯橡膠  聚甲基丙烯酸甲酯  聚氧化甲烯

易引燃,離開火焰後繼續燃燒

深黃色微弱的火花淺綠色,放出火花桔黃色明亮而強烈

乙酸和丁酸  乙酸  燒焦的紙  氮的氧化物

乙酸丁酯纖維素乙酸纖維素 纖維素  硝酸纖維素

7. 塑料的顯色反應鑒別
    通過不同的指示劑可鑒別某些塑料,在2ml熱乙酸酐中溶解或懸浮幾毫克試樣,冷卻後加入3滴50%的硫酸(由等體積的水和濃硫酸製成),立即觀察顯色反應,在試樣放置10min後再觀察試樣顏色,再在水浴中將試樣加熱至100度,觀察試樣顏色。用此法可鑒別下表中的塑料。此顯色反應稱為Liebermann-Storch-Morawski反應

幾種塑料的Liebermann-Storch-Morawski顯色反應 

材料

立即顯色

10min後顏色

加熱到100度後顏色

酚醛樹脂

淺紅紫-粉紅色

棕色

棕-紅色

聚乙烯醇

無色-淡黃色

無色-淺黃色

棕色-黑色

聚乙酸乙烯酯

無色-淺黃色

藍灰色

棕色-黑色

氯化橡膠

黃棕色

黃棕色

淺紅色-黃棕色

環氧樹脂

無色到黃色

無色到黃色

無色-黃色

聚氨酯

檸檬黃

檸檬黃

棕色-綠熒光

        含氯塑料有聚氯乙烯,氯化聚氯乙烯,氯化橡膠,聚氯丁二烯,聚偏二氯乙烯,聚氯乙烯混配料等,它們可通過吡啶顯色反應來鑒別。見下圖表。注意,試驗前,試料必須經乙醚萃取,以除去增塑劑,試驗方法:將經乙醚苯取過的試樣溶於四氫呋喃,濾去不溶成分,加入甲醇使之沉澱,萃取後在前75度以下幹燥。將幹燥過的少量試樣用不著1ml吡啶與之反應,過幾分鍾後,加入2到場滴5%氫氧化鈉的甲醇溶液(1g氫氧化鈉溶解於是20ml甲醇中),立即觀察一下顏色,5min和1h後再分別觀察一次。根據顏色即可鑒別不同的含氯塑料

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