各种塑料简易鉴别方法

发布时间:2018-03-06 21:54
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12170~180
聚乙烯


    密度0.92/ cm3110尼龙11180~190
    密度0.94/ cm3约120聚三氟氯乙烯200~220
    密度0.96/ cm3约130尼龙610210~ 220
聚-1-丁烯125~ 135尼龙6215~225
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-1240
醋酸纤维素125~175尼龙66250~260
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)
0.91~0.921-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121.34~1.40赛璐珞
1.03~1.05尼龙111.38~1.41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6101.50~2.00酚醛塑料和氨基塑料(加有无机填料)
1.12~1.15尼龙61.70~1.80聚偏二氟乙烯
1.13~1.16尼龙661.80~2.30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

1
聚乙烯,聚丙烯聚氯乙烯,聚苯乙烯
饱和食盐溶液1.1974ml水和26g食盐聚苯乙烯,ABS聚氯乙烯
58-4%的酒精溶液0.91100ml水和140ml95%的酒精聚丙烯聚乙烯
55-4的酒精溶液0.925100ml水和124ml95%的酒精高压聚乙烯低压聚乙烯
氯化钙水溶液1.27100g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


基本上无变色


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

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6215~225尼龙1010190~200
尼龙66250~260尼龙11180~190
尼龙610210~220尼龙12170~180








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