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各种塑料简易鉴别方法
发布日期:2011-04-07   |   阅读:2663

在采用各种塑料再生方法对废旧塑料进行再利用前,大多需要将塑料分拣。由于塑料消费渠道多而复杂,有些消费后的塑料又难于通过外观简单将其区分,因此,最好能在塑料制品上标明材料品种。中国参照美国塑料协会(SPE)提出并实施的材料品种标记制定了GB/T16288—1996“塑料包装制品回收标志”, 虽可利用上述标记的方法以方便分拣,但由于中国尚有许多无标记的塑料制品,给分拣带来困难,为将不同品种的塑料分别,以便分类回收,首先要掌握鉴别不同塑料的知识,下面介绍塑料简易鉴别法: 
1. 塑料的外观鉴别
    通过观察塑料的外观,可初步鉴别出塑料制品所属大类:热塑性塑料,,热固性塑料或弹性体。一般热塑性塑料有结晶和无定形两类。结晶性塑料外观呈半透明,乳浊状或不透明,只有在薄膜状态呈透明状,硬度从柔软到角质。无定形一般为无色,在不加添加剂时为全透明,硬度从硬于角质橡胶状(此时常加有增塑剂等添加剂)。热固性塑料通常含有填且不透料明,如不含填料时为透明。弹性体具橡胶状手感,有一定的拉伸率。
2. 塑料的加热鉴别
    上述三类塑料的加热特征也是各不相同的,通过加热的方法可以鉴别。热塑性塑料加热时软化,易熔融,且熔融时变得透明,常能从熔体拉出丝来,通常易于热合。热固性塑料加热至材料化学分解前,保持其原有硬度不软化,尺寸较稳定,至分解温度炭化。弹性体加热时,直到化学分解温度前,不发生流动,至分解温度材料分解炭化。
常用热塑性塑料的软化或熔融温度范围见表
塑料品种 软化或熔融范围/°c 塑料品种 软化或熔融范围/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 尼龙12 170~180
聚乙烯      
    密度0.92/ cm3 110 尼龙11 180~190
    密度0.94/ cm3 约120 聚三氟氯乙烯 200~220
    密度0.96/ cm3 约130 尼龙610 210~ 220
聚-1-丁烯 125~ 135 尼龙6 215~225
聚偏二氯乙烯 115~ 140(软化) 聚碳酸酯 220~ 230
有机玻璃 126~ 160 聚-4-甲基戊烯-1 240
醋酸纤维素 125~175 尼龙66 250~260
聚丙烯腈 130~ 150(软化) 聚对苯二甲酸乙二醇酯 250~260
 
3. 塑料的溶剂处理鉴别
    热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀,但一般不溶于冷溶剂,在热溶剂中,有些热塑性塑料会发生溶解,如聚乙烯溶于二甲苯中,热固性塑料在溶剂中不溶,一般也不发生溶胀或仅轻微溶胀,弹性体不溶于溶剂,但通常会发生溶胀。
塑料的溶解性
聚合物 溶剂 非溶剂
聚乙烯 对二甲苯①,三氯苯① 丙酮,乙醚
聚-1-丁烯 癸烷①,十氢化萘① 低级醇
全同立构聚丙烯    
无规聚丙烯 烃类,乙酸异戊酯 醋酸乙酯,丙醇
聚异丁烯 己烷,苯,四氧化碳,四氢呋喃 丙酮,甲醇,乙酸甲酯
聚丁二烯 脂肪族和芳香族烃类  
聚异戊二烯    
聚苯乙烯 苯,甲苯,三氯甲烷,环己酮,乙酸丁酯,二硫化碳 低级醇,乙醚(溶胀)
聚氯乙烯 四氢呋喃,环己酮,甲酮,二甲基甲酰胺 甲醇,丙酮,庚烷
聚氟乙烯 环己酮,二甲胺基甲酰胺 脂肪族烃类,甲醇   
聚四氟乙烯 不可溶  
聚乙烯异烯酯 苯,三氯甲烷,甲醇,丙酮,乙酸丁酯 乙醚石油醚,丁醇
聚乙烯异丁醚 异丙醇,甲基乙烯酮,三氯甲烷,芳香族烃类 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,四氢呋喃,甲苯 甲醇,乙醚,石油醚
聚丙烯腈 二甲胺基甲酰胺,二甲亚砜,浓硫酸水 醇类,乙醚,水,烃类,
聚丙烯酰胺 水 甲醇,丙酮
聚丙烯酸 水,稀碱类,甲醇,二噁烷,二甲胺基甲酰胺 烃类,甲醇,丙酮,乙醚
聚乙烯醇 水,二甲基甲酰胺①,二甲亚砜 烃类,甲醇,丙酮,乙醚
纤维素 含水氢氧化铜铵,含水氯化锌,含水硫氰酸钙 甲醇,丙酮
三醋酸纤维素 丙酮,三氯甲烷,二噁烷 甲醇,乙醚
甲基纤维素(三甲基) 三氯甲烷,苯 乙醇,乙醚,石油醚
羧甲基纤维素 水 甲醇
脂肪族聚脂类 三氯甲烷,甲酸,苯 甲醇,乙醚,脂肪族烃类
对苯二甲酸乙二醇酯 间甲酚,邻氯酚,硝基苯,三氯乙酸 甲醇,丙酮,脂肪族烃类
聚酰胺 甲酸,浓硫酸,二甲胺基甲酰胺,间甲酚 甲醇,乙醚,烃类
聚氨基甲酸酯类(不交联) 甲酸,γ-丁内脂,二甲胺基甲酰胺,间甲酚 甲醇,乙醚,烃类
聚氧化甲烯 γ-丁内酯①,二甲基甲酰胺①,苯甲醇① 甲醇,乙醚,脂肪族烃类
聚氧化乙烯 水,苯,二甲基甲酰胺 脂肪族烃类,乙醚
聚二甲基硅氧化烷 三氯甲烷,庚烷,苯,乙醚 甲醇,乙醇
 
4.  塑料的密度鉴别
    塑料的品种不同,其密度也不同,可利用测定密度的方法来鉴别塑料,但此时应将发泡制品分别出来,因为发泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在实际工业上,也有利用塑料的密度不同来分选塑料的。常用塑料的密度见下表: 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(大约含有40%增塑剂)
0.83 聚甲基戊烯 1.20~1.22 聚碳酸酯(双酚A型)
0.85~0.91 聚丙烯 1.20~1.26 交联聚氨酯
0.89~0.93 高压(低密度)聚乙烯 1.26~1.28 苯酚甲醛树脂(未填充)
0.91~0.92 1-聚丁烯 1.26~1.31 聚乙烯醇
0.9~0.93 聚异丁烯 1.25~1.35 乙酸纤维素
0.92~1.00 天然橡胶 1.30~1.41 苯酚甲醛树脂(填充有机材料:纸,织物)
0.92~0.98 低压(高密度)聚乙烯 1.30~1.40 聚氟乙烯
1.01~1.04 尼龙12 1.34~1.40 赛璐珞
1.03~1.05 尼龙11 1.38~1.41 聚对苯二甲酸乙二醇酯
1.04~1.06 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 1.38~1.50 硬质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-三聚氰胺树脂(加有有机填料)
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 尼龙610 1.50~2.00 酚醛塑料和氨基塑料(加有无机填料)
1.12~1.15 尼龙6 1.70~1.80 聚偏二氟乙烯
1.13~1.16 尼龙66 1.80~2.30 聚酯和环氧树脂(加有玻璃纤维)
1.10~1.40 环氧树脂,不饱和聚酯树脂 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 乙酰丁酸纤维素 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 丙酸纤维素    
常用于塑料的密度鉴别的溶液 溶液的种类
  密度(25oc)/(g/ cm3)
  配制方法
  塑料(制品)种类
浮于溶液 沉入溶液
水 1   聚乙烯,聚丙烯 聚氯乙烯,聚苯乙烯
饱和食盐溶液 1.19 74ml水和26g食盐 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 高压聚乙烯 低压聚乙烯
氯化钙水溶液 1.27 100g的氯化钙(工业用)和150ml水 聚苯乙烯,有机玻璃,ABS 聚乙烯 聚氯乙烯,酚醛塑料
 
 
5.塑料的热解试验鉴别
    热解试验鉴别法是在热解管中加热塑料至热解温度,然后利用石蕊试纸或pH试纸测试逸出气体的pH值来鉴别的方法。 常用塑料热解产物石蕊和pH值试纸测试结果
  石蕊试纸  
红 基本上无变色 蓝
  pH试纸  
0.5~4.0 5.0~5.5 8.0~9.5
含卤素聚合物 聚乙烯酯   纤维素酯  聚对苯二甲酸乙二酯  酚醛树脂  聚氨酯弹性体 不饱和聚酯树脂 含氟聚合物 硬纤维板 聚硫醚 聚烯烃  聚乙烯醇  聚乙烯醇缩甲醛   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   线形聚氨酯   酚醛树脂环   氧树脂   交联聚氨酯 聚酰胺  ABS聚合物   聚丙烯腈    酚和甲酚树脂    氨基树脂(苯胺-三聚氰胺-和脲醛树脂)
①缓慢地加热热解管②有些样品表现出微弱的碱性
 
6. 塑料的燃烧试验鉴别
    燃烧试验鉴别法是利用小火燃烧塑料试样,观察塑料在火中和火外时的燃烧性, 同时注意熄火后,熔融塑料的落滴形式及气味来鉴别塑料种类的方法。 燃烧性能 火焰状态 气化物气味 材料
不燃———— —————— 刺激性(氢氟酸,HF) 聚硅酮  聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯  聚酰亚胺
阻燃,离开火焰后即熄灭 明亮,有黑烟鲜黄色,火苗边缘呈绿色,闪亮,有黑烟黄色,有灰烟,桔黄色,有蓝烟 苯酚,甲醛氨,胺,甲醛盐酸————烧焦的动物角质 酚醛树脂  氨基树脂  氯化橡胶,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯(无易燃增塑剂) 聚碳酸酯硅橡胶聚酰胺
在火焰中燃烧,离开火焰则缓慢熄灭或依旧燃烧 黄色,闪亮,材料分解,桔黄色,桔黄色,有黑烟,黄色,边缘呈蓝色,黄色,中心呈蓝色 苯酚,烧焦的纸有刺激性,损伤气管烧焦的橡胶新鲜芳香有刺激性(异氰酸酯)石蜡 酚醛树脂 聚乙烯醇 聚氯丁二烯  聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚氨酯聚乙烯,聚丙烯
易引燃,离开火焰后继续燃烧 闪亮,有黑烟黄色闪亮,有黑烟深黄色,有少许黑烟深黄色,有黑烟闪亮,中心呈蓝色放出火花 有强烈刺激性苯酚芳香,天然后味乙酸烧焦橡胶芳香,水果香甲醛 聚酯树脂(玻璃纤维增强)环氧树脂(玻璃纤维增强)聚苯乙烯  聚乙酸乙烯橡胶  聚甲基丙烯酸甲酯  聚氧化甲烯
易引燃,离开火焰后继续燃烧 深黄色微弱的火花浅绿色,放出火花桔黄色明亮而强烈 乙酸和丁酸  乙酸  烧焦的纸  氮的氧化物 乙酸丁酯纤维素乙酸纤维素 纤维素  硝酸纤维素
7.塑料的显色反应鉴别
    通过不同的指示剂可鉴别某些塑料,在2ml热乙酸酐中溶解或悬浮几毫克试样,冷却后加入3滴50%的硫酸(由等体积的水和浓硫酸制成),立即观察显色反应,在试样放置10min后再观察试样颜色,再在水浴中将试样加热至100度,观察试样颜色。用此法可鉴别下表中的塑料。此显色反应称为Liebermann-Storch-Morawski反应
几种塑料的Liebermann-Storch-Morawski显色反应
材料 立即显色 10min后颜色 加热到100度后颜色
酚醛树脂 浅红紫-粉红色 棕色 棕-红色
聚乙烯醇 无色-淡黄色 无色-浅黄色 棕色-黑色
聚乙酸乙烯酯 无色-浅黄色 蓝灰色 棕色-黑色
氯化橡胶 黄棕色 黄棕色 浅红色-黄棕色
环氧树脂 无色到黄色 无色到黄色 无色-黄色
聚氨酯 柠檬黄 柠檬黄 棕色-绿荧光
      含氯塑料有聚氯乙烯,氯化聚氯乙烯,氯化橡胶,聚氯丁二烯,聚偏二氯乙烯,聚氯乙烯混配料等,它们可通过吡啶显色反应来鉴别。见下图表。注意,试验前,试料必须经乙醚萃取,以除去增塑剂,试验方法:将经乙醚苯取过的试样溶于四氢呋喃,滤去不溶成分,加入甲醇使之沉淀,萃取后在前75度以下干燥。将干燥过的少量试样用不着1ml吡啶与之反应,过几分钟后,加入2到场滴5%氢氧化钠的甲醇溶液(1g氢氧化钠溶解于是20ml甲醇中),立即观察一下颜色,5min和1h后再分别观察一次。根据颜色即可鉴别不同的含氯塑料。
       尼龙也可通过对二甲基氨基苯甲醛显色反应来鉴别。此鉴别如下:在试管中加热0。1 ~0。2g 试样,将热分解物置于小棉花塞上,在绵花上滴上浓度为14%的对二甲基氨基苯的甲醇溶液,再滴一滴浓盐酸,如为尼龙则显示枣红色。 吡啶用于含氯塑料的显色反应
材料 与吡啶和试剂溶液一起煮沸 与吡啶煮沸,冷却后加入试剂溶液
  在试样中加入试剂溶液和吡啶,不加热
  即刻 5min 后 即刻 5min 后 即刻 5min 后
聚氯乙烯 红-棕 血红,棕-红 血红,棕-红 红-棕,黑沉淀 红-棕 黑- 棕
氯化聚氯乙烯 血红,棕-红 棕-红 棕-红 红-棕,黑沉淀 红-棕 红-棕
氯化橡胶 深红-棕 深红-棕 黑- 棕 黑- 棕沉淀 茶青-棕 茶青-棕
聚氯丁二烯 白色-浑浊 白色-浑浊 无色 无色 白色-浑浊 白色-浑浊
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 黄 棕-黑沉淀 白色-浑浊 白色沉淀 无色 无色

         对二甲基氨基苯甲醛显色反应也可用来鉴别聚碳酸酯.当显示的颜色为深蓝色时,即可知材料为聚碳酸酯.
    弹性体或橡胶可用Burchfield显色反应来鉴别其种类.方法如下:在试管中加热0.5 g试样,将产生的热解气化物通入1.5ml试刘(在100ml甲醇中加入1g 对二甲基氨基苯甲醛和0。01g 对苯二酚,缓慢加热溶解后,加入5ml浓盐和10ml乙二醇)中,观察其颜色,然后,加入5ml甲醇稀释溶液,并使之沸腾 3min,再观察其颜色。不同种类弹性体或橡胶的Burchfield 显色反应结果见下表:
不同种类弹性体或橡胶的Burchfield显色反应结果
弹性体 热解蒸气与试剂接触处 在持续沸腾和加甲醇后
空白试验 淡黄色 淡黄色
天然橡胶(聚异戊二烯) 黄棕色 绿-紫-蓝色
聚丁二烯 淡绿色 蓝绿色
丁基橡胶 黄色 黄棕色至淡紫色
苯乙烯-丁二烯共聚物 黄绿色 绿色
丁二烯-丙烯腈共聚物 橙红色 红色至红棕色
聚氯丁二烯 黄绿色 淡黄绿色
硅橡胶 黄色 黄色
聚氨酯弹性体 黄色 黄色
      含不饱和双键的聚合物可用Wijs溶液鉴别。溶液制备:将6~7ml纯一氯化碘溶解于1L醋酸中制得。检验时,先将材料溶解在四氯化碳或熔化的对二氯苯(熔点50oc)中,滴加Wijs溶液,如材料带有双键,则使溶液褪色。
 
8.其他塑料鉴别法
塑料的分子结构中有的含有除碳,氢以外的杂原子。通过杂原子的试验也可鉴别不同的塑料。按杂原子的塑料分类见下表:
塑料按所含杂原子的分类
杂原子
  O,卤素   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            
聚烯烃类 聚乙烯醇 天然树脂 聚乙酸乙烯及其共聚物 聚氯乙烯 聚酰胺 聚亚烃化硫 聚硅酮 硫脲缩聚物 酪素树脂
聚苯乙烯 聚乙烯醚 改性酚醛树脂 聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯 聚偏二氯乙烯 聚氨酯聚脲 硫化橡胶 聚硅氧烷 硫酰胺缩聚物  
聚异戊二烯 聚乙烯醇缩醛   聚酯 聚氟烃 氨基塑料聚丙烯腈及基共聚物        
丁基橡胶 聚乙二醇聚缩醛酚树脂       醛二甲苯   树脂纤维素醚纤维素 醇酸树脂纤维素酯氢氯化橡胶 氯化橡胶聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮 氯化橡胶聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮          
聚酰胺(尼龙)可通过测定熔点区分不同的种类,如尼龙6,66,610,11和12。下表列出不同尼龙的熔点范围。 各种尼龙的熔点范围
聚酰胺类型 熔点范围/oc 聚酰胺类型 熔点范围/oc
尼龙6 215~225 尼龙1010 190~200
尼龙66 250~260 尼龙11 180~190
尼龙610 210~220 尼龙12 170~180

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