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各種塑料簡易鑒別方法

時間:2009-2-19閱讀:3009
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在采用各種塑料再生方法對廢舊塑料進(jìn)行再利用前,大多需要將塑料分揀。由于塑料消費(fèi)渠道多而復(fù)雜,有些消費(fèi)后的塑料又難于通過外觀簡單將其區(qū)分,因此,能在塑料制品上標(biāo)明材料品種。中國參照美國塑料協(xié)會(SPE)提出并實(shí)施的材料品種標(biāo)記制定了GB/T16288—1996“塑料包裝制品回收標(biāo)志”, 雖可利用上述標(biāo)記的方法以方便分揀,但由于中國尚有許多無標(biāo)記的塑料制品,給分揀帶來困難,為將不同品種的塑料分別,以便分類回收,首先要掌握鑒別不同塑料的知識,下面介紹塑料簡易鑒別法: 
1. 塑料的外觀鑒別
    通過觀察塑料的外觀,可初步鑒別出塑料制品所屬大類:熱塑性塑料,,熱固性塑料或彈性體。一般熱塑性塑料有結(jié)晶和無定形兩類。結(jié)晶性塑料外觀呈半透明,乳濁狀或不透明,只有在薄膜狀態(tài)呈透明狀,硬度從柔軟到角質(zhì)。無定形一般為無色,在不加添加劑時為全透明,硬度從硬于角質(zhì)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,通常易于熱合。熱固性塑料加熱至材料化學(xué)分解前,保持其原有硬度不軟化,尺寸較穩(wěn)定,至分解溫度炭化。彈性體加熱時,直到化學(xué)分解溫度前,不發(fā)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范圍見表
塑料品種 軟化或熔融范圍/°c 塑料品種 軟化或熔融范圍/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(jī)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(fā)生溶脹,但一般不溶于冷溶劑,在熱溶劑中,有些熱塑性塑料會發(fā)生溶解,如聚乙烯溶于二甲苯中,熱固性塑料在溶劑中不溶,一般也不發(fā)生溶脹或僅輕微溶脹,彈性體不溶于溶劑,但通常會發(fā)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(gòu)聚丙烯    
無規(guī)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,* 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(huán)己酮,乙酸丁酯,二硫化碳 低級醇,乙醚(溶脹)
聚氯乙烯 *,環(huán)己酮,甲酮,二甲基甲酰胺 甲醇,丙酮,庚烷
聚氟乙烯 環(huán)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,*,甲苯 甲醇,乙醚,石油醚
聚丙烯腈 二甲胺基甲酰胺,二甲亞砜,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
* 水,二甲基甲酰胺①,二甲亞砜 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(*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(lián)) 甲酸,γ-丁內(nèi)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(nèi)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
聚二甲基硅氧化烷 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(yīng)將發(fā)泡制品分別出來,因?yàn)榘l(fā)泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在實(shí)際工業(yè)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 硅橡腔(可用二氧化硅填充到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(lián)聚氨酯
0.89~0.93 高壓(低密度)聚乙烯 1.26~1.28 *甲醛樹脂(未填充)
0.91~0.92 1-聚丁烯 1.26~1.31 *
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 *甲醛樹脂(填充有機(jī)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(zhì)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(jī)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(jī)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(huán)氧樹脂(加有玻璃纖維)
1.10~1.40 環(huán)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    

常用于塑料的密度鑒別的溶液

溶液的種類
 
密度(25oc)/(g/ cm3)
 
配制方法
 
塑料(制品)種類
浮于溶液
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(yè)用)和150ml水 聚苯乙烯,有機(jī)玻璃,ABS 聚乙烯 聚氯乙烯,酚醛塑料
5.塑料的熱解試驗(yàn)鑒別
    熱解試驗(yàn)鑒別法是在熱解管中加熱塑料至熱解溫度,然后利用石蕊試紙或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(chǎn)物石蕊和pH值試紙測試結(jié)果
 
石蕊試紙
 
基本上無變色
藍(lán)
 
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  *  *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(huán)   氧樹脂   交聯(lián)聚氨酯 聚酰胺  ABS聚合物   聚丙烯腈    酚和甲酚樹脂    氨基樹脂(*-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(xiàn)出微弱的堿性
6. 塑料的燃燒試驗(yàn)鑒別
    燃燒試驗(yàn)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, 同時注意熄火后,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(tài)
氣化物氣味
材料
不燃———— —————— 刺激性(*,HF) 聚硅酮  聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯  聚酰亞胺
阻燃,離開火焰后即熄滅 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(lán)煙 *,甲醛氨,胺,甲醛鹽酸————燒焦的動物角質(zhì) 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) 聚碳酸酯硅橡膠聚酰胺
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(lán)色,黃色,中心呈藍(lán)色 *,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,離開火焰后繼續(xù)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(lán)色放出火花 有強(qiáng)烈刺激性*芳香,天然后味乙酸燒焦橡膠芳香,水果香甲醛 聚酯樹脂(玻璃纖維增強(qiáng))環(huán)氧樹脂(玻璃纖維增強(qiáng))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,離開火焰后繼續(xù)燃燒 深黃色微弱的火花淺綠色,放出火花桔黃色明亮而強(qiáng)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(yīng)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,冷卻后加入3滴50%的硫酸(由等體積的水和濃硫酸制成),立即觀察顯色反應(yīng),在試樣放置10min后再觀察試樣顏色,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(yīng)稱為Liebermann-Storch-Morawski反應(yīng)
幾種塑料的Liebermann-Storch-Morawski顯色反應(yīng)
材料 立即顯色 10min后顏色 加熱到100度后顏色
酚醛樹脂 淺紅紫-粉紅色 棕色 棕-紅色
* 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(lán)灰色 棕色-黑色
氯化橡膠 黃棕色 黃棕色 淺紅色-黃棕色
環(huán)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(yīng)來鑒別。見下圖表。注意,試驗(yàn)前,試料必須經(jīng)乙醚萃取,以除去增塑劑,試驗(yàn)方法:將經(jīng)乙醚苯取過的試樣溶于*,濾去不溶成分,加入甲醇使之沉淀,萃取后在前75度以下干燥。將干燥過的少量試樣用不著1ml吡啶與之反應(yīng),過幾分鐘后,加入2到場滴5%*的甲醇溶液(1g*溶解于是20ml甲醇中),立即觀察一下顏色,5min和1h后再分別觀察一次。根據(jù)顏色即可鑒別不同的含氯塑料。
       尼龍也可通過對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)來鑒別。此鑒別如下:在試管中加熱0。1 ~0。2g 試樣,將熱分解物置于小棉花塞上,在綿花上滴上濃度為14%的對二甲基氨基苯的甲醇溶液,再滴一滴濃鹽酸,如為尼龍則顯示棗紅色。
吡啶用于含氯塑料的顯色反應(yīng)
材料
與吡啶和試劑溶液一起煮沸
與吡啶煮沸,冷卻后加入試劑溶液
 
在試樣中加入試劑溶液和吡啶,不加熱
 
即刻
5min 后
即刻
5min 后
即刻
5min 后
聚氯乙烯
紅-棕
血紅,棕-紅
血紅,棕-紅
紅-棕,黑沉淀
紅-棕
黑- 棕
氯化聚氯乙烯
血紅,棕-紅
棕-紅
棕-紅
紅-棕,黑沉淀
紅-棕
紅-棕
氯化橡膠
深紅-棕
深紅-棕
黑- 棕
黑- 棕沉淀
茶青-棕
茶青-棕
聚氯丁二烯
白色-渾濁
白色-渾濁
無色
無色
白色-渾濁
白色-渾濁
聚偏二氯乙烯
棕-黑
棕-黑沉淀
棕-黑沉淀
黑- 棕沉淀
棕-黑
棕-黑
聚氯乙烯混合料
棕-黑沉淀
白色-渾濁
白色沉淀
無色
無色

         對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)也可用來鑒別聚碳酸酯.當(dāng)顯示的顏色為深藍(lán)色時,即可知材料為聚碳酸酯.
    彈性體或橡膠可用Burchfield顯色反應(yīng)來鑒別其種類.方法如下:在試管中加熱0.5 g試樣,將產(chǎn)生的熱解氣化物通入1.5ml試劉(在100ml甲醇中加入1g 對二甲基氨基苯甲醛和0。01g 對苯二酚,緩慢加熱溶解后,加入5ml濃鹽和10ml乙二醇)中,觀察其顏色,然后,加入5ml甲醇稀釋溶液,并使之沸騰 3min,再觀察其顏色。不同種類彈性體或橡膠的Burchfield 顯色反應(yīng)結(jié)果見下表:
不同種類彈性體或橡膠的Burchfield顯色反應(yīng)結(jié)果
彈性體
熱解蒸氣與試劑接觸處
在持續(xù)沸騰和加甲醇后
空白試驗(yàn)
淡黃色
淡黃色
天然橡膠(聚異戊二烯)
黃棕色
綠-紫-藍(lán)色
聚丁二烯
淡綠色
藍(lán)綠色
丁基橡膠
黃色
黃棕色至淡紫色
苯乙烯-丁二烯共聚物
黃綠色
綠色
丁二烯-丙烯腈共聚物
橙紅色
紅色至紅棕色
聚氯丁二烯
黃綠色
淡黃綠色
硅橡膠
黃色
黃色
聚氨酯彈性體
黃色
黃色
      含不飽和雙鍵的聚合物可用Wijs溶液鑒別。溶液制備:將6~7ml純一氯化碘溶解于1L醋酸中制得。檢驗(yàn)時,先將材料溶解在四氯化碳或熔化的對二氯苯(熔點(diǎn)50oc)中,滴加Wijs溶液,如材料帶有雙鍵,則使溶液褪色。
 
8.其他塑料鑒別法
塑料的分子結(jié)構(gòu)中有的含有除碳,氫以外的雜原子。通過雜原子的試驗(yàn)也可鑒別不同的塑料。按雜原子的塑料分類見下表:
塑料按所含雜原子的分類
雜原子
 
O,鹵素
 
N,O
S,O
Si
N,S
N,S,P
  不可皂化   可皂化            
    皂化值SN<200 皂化值SN>200            
聚烯烴類 * 天然樹脂 聚乙酸乙烯及其共聚物 聚氯乙烯 聚酰胺 聚亞烴化硫 聚硅酮 硫脲縮聚物 酪素樹脂
聚苯乙烯 聚乙烯醚 改性酚醛樹脂 聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯 聚偏二氯乙烯 聚氨酯聚脲 硫化橡膠 聚硅氧烷 硫酰胺縮聚物  
聚異戊二烯 *縮醛   聚酯 聚氟烴 氨基塑料聚丙烯腈及基共聚物        
丁基橡膠 聚乙二醇聚縮醛酚樹脂       醛二甲苯   樹脂纖維素醚纖維素 醇酸樹脂纖維素酯氫氯化橡膠 氯化橡膠聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮 氯化橡膠聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮          
聚酰胺(尼龍)可通過測定熔點(diǎn)區(qū)分不同的種類,如尼龍6,66,610,11和12。下表列出不同尼龍的熔點(diǎn)范圍。
各種尼龍的熔點(diǎn)范圍
聚酰胺類型 熔點(diǎn)范圍/oc 聚酰胺類型 熔點(diǎn)范圍/oc
尼龍6 215~225 尼龍1010 190~200
尼龍66 250~260 尼龍11 180~190
尼龍610 210~220 尼龍12 170~180

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