各種塑料簡易鑒別方法(完整版)
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在采用各種塑料再生方法對廢舊塑料進行再利用前,大多需要將塑料分揀。由于塑料消費渠道多而復雜,有些消費后的塑料又難于通過外觀簡單將其區(qū)分,因此,好能在塑料制品上標明材料品種。中國參照美國塑料協(xié)會(SPE)提出并實施的材料品種標記制定了GB/T16288—1996“塑料包裝制品回收標志”, 雖可利用上述標記的方法以方便分揀,但由于中國尚有許多無標記的塑料制品,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:
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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。
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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
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軟化或熔融范圍/°c
|
塑料品種
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軟化或熔融范圍/oc
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聚醋酸乙烯
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35~ 85
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聚氧化甲烯
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165~185
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聚乙烯
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70~115
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聚丙烯
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160~170
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聚氯乙烯
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75~90
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尼龍12
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170~180
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聚乙烯
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|
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密度0.92/ cm3
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110
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尼龍11
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180~190
|
密度0.94/ cm3
|
約120
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聚三氟氯乙烯
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200~220
|
密度0.96/ cm3
|
約130
|
尼龍610
|
210~ 220
|
聚-1-丁烯
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125~ 135
|
尼龍6
|
215~225
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聚偏二氯乙烯
|
115~ 140(軟化)
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聚碳酸酯
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220~ 230
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有機玻璃
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126~ 160
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聚-4-甲基戊烯-1
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240
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醋酸纖維素
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125~175
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尼龍66
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250~260
|
聚丙烯腈
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130~ 150(軟化)
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聚對二甲酸乙二醇酯
|
250~260
|
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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
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聚合物
|
溶劑
|
非溶劑
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聚乙烯
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對二①,三氯①
|
,
|
聚-1-丁烯
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癸烷①,十氫化萘①
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低級醇
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全同立構(gòu)聚丙烯
|
|
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無規(guī)聚丙烯
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烴類,異戊酯
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醋酸乙酯,丙醇
|
聚異丁烯
|
己烷,,四氧化碳,
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,甲醇,甲酯
|
聚丁二烯
|
脂肪族和芳香族烴類
|
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聚異戊二烯
|
|
|
聚乙烯
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,,,環(huán)己酮,丁酯,二硫化碳
|
低級醇,(溶脹)
|
聚氯乙烯
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,環(huán)己酮,甲酮,二甲基甲酰胺
|
甲醇,,庚烷
|
聚氟乙烯
|
環(huán)己酮,二基甲酰胺
|
脂肪族烴類,甲醇
|
聚四氟乙烯
|
不可溶
|
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聚乙烯異烯酯
|
,,甲醇,,丁酯
|
石油醚,丁醇
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聚乙烯異丁醚
|
,甲基乙烯酮,,芳香族烴類
|
甲醇,
|
聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯
|
三氯四烷,,乙酯,,
|
甲醇,,石油醚
|
聚丙烯腈
|
二基甲酰胺,二甲亞砜,濃水
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醇類,,水,烴類,
|
聚
|
水
|
甲醇,
|
聚丙烯酸
|
水,稀堿類,甲醇,二噁烷,二基甲酰胺
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烴類,甲醇,,
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聚乙烯醇
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水,二甲基甲酰胺①,二甲亞砜
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烴類,甲醇,,
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纖維素
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含水氫氧化銅銨,含水氯化鋅,含水硫氰酸鈣
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甲醇,
|
三醋酸纖維素
|
,,二噁烷
|
甲醇,
|
甲基纖維素(三甲基)
|
,
|
,,石油醚
|
羧甲基纖維素
|
水
|
甲醇
|
脂肪族聚脂類
|
,甲酸,
|
甲醇,,脂肪族烴類
|
對二甲酸乙二醇酯
|
間甲酚,鄰氯酚,硝基,三氯
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甲醇,,脂肪族烴類
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聚酰胺
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甲酸,濃,二基甲酰胺,間甲酚
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甲醇,,烴類
|
聚氨基甲酸酯類(不交聯(lián))
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甲酸,γ-丁內(nèi)脂,二基甲酰胺,間甲酚
|
甲醇,,烴類
|
聚氧化甲烯
|
①,二甲基甲酰胺①,甲醇①
|
甲醇,,脂肪族烴類
|
聚氧化乙烯
|
水,,二甲基甲酰胺
|
脂肪族烴類,
|
聚二甲基硅氧化烷
|
,庚烷,,
|
甲醇,
|
|
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,因為發(fā)泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在實際工業(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)
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1.19~1.35
|
增塑聚氯乙烯(大約含有40%增塑劑)
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0.83
|
聚甲基戊烯
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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
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高壓(低密度)聚乙烯
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1.26~1.28
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酚甲醛樹脂(未填充)
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0.91~0.92
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1-聚丁烯
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1.26~1.31
|
聚乙烯醇
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0.9~0.93
|
聚異丁烯
|
1.25~1.35
|
纖維素
|
0.92~1.00
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天然橡膠
|
1.30~1.41
|
酚甲醛樹脂(填充有機材料:紙,織物)
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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
|
聚對二甲酸乙二醇酯
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1.04~1.06
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丙烯腈-丁二烯-乙烯共聚物(ABS)
|
1.38~1.50
|
硬質(zhì)PVC
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1.04~1.08
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聚乙烯
|
1.41~1.43
|
聚氧化甲烯(聚甲醛)
|
1.05~1.07
|
聚醚
|
1.47~1.52
|
脲-三聚氰胺樹脂(加有有機填料)
|
1.06~1.10
|
乙烯-丙烯腈共聚物
|
1.47~1.55
|
氯化聚氯乙烯
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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)
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1.12~1.15
|
尼龍6
|
1.70~1.80
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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)
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1.10~1.40
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環(huán)氧樹脂,不飽和聚酯樹脂
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1.86~1.88
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聚偏二氯乙烯
|
1.14~1.17
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聚丙烯腈
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2.10~2.20
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聚三氟-氯乙烯
|
1.15~1.25
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乙酰丁酸纖維素
|
2.10~2.30
|
聚四氟乙烯
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1.161.20
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聚甲基丙烯酸甲酯
|
|
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1.17~1.20
|
聚乙烯酯
|
|
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1.18~1.24
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丙酸纖維素
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常用于塑料的密度鑒別的溶液
溶液的種類
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密度(25oc)/(g/ cm3)
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配制方法
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塑料(制品)種類
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浮于溶液
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沉入溶液
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水
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1
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聚乙烯,聚丙烯
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聚氯乙烯,聚乙烯
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飽和食鹽溶液
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1.19
|
74ml水和26g食鹽
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聚乙烯,ABS
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聚氯乙烯
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58-4%的酒精溶液
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0.91
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100ml水和140ml95%的酒精
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聚丙烯
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聚乙烯
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55-4的酒精溶液
|
0.925
|
100ml水和124ml95%的酒精
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高壓聚乙烯
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低壓聚乙烯
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氯化鈣水溶液
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1.27
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100g的氯化鈣(工業(yè)用)和150ml水
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聚乙烯,有機玻璃,ABS 聚乙烯
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聚氯乙烯,酚醛塑料
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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
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|
石蕊試紙
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|
紅
|
基本上無變色
|
藍
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pH試紙
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0.5~4.0
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5.0~5.5
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8.0~9.5
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含鹵素聚合物 聚乙烯酯 纖維素酯 聚對二甲酸乙二酯 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
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聚烯烴 聚乙烯醇 聚乙烯醇縮甲醛 聚乙烯醚 乙烯聚合物(包括: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
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聚酰胺 ABS聚合物 聚丙烯腈 酚和甲酚樹脂 氨基樹脂(胺-三聚氰胺-和脲醛樹脂)
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①緩慢地加熱熱解管②有些樣品表現(xiàn)出微弱的堿性
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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
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火焰狀態(tài)
|
氣化物氣味
|
材料
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不燃————
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——————
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刺激性(氫氟酸,HF)
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聚硅酮 聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯 聚酰亞胺
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阻燃,離開火焰后即熄滅
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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
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酚,甲醛氨,胺,甲醛————燒焦的動物角質(zhì)
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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,邊緣呈藍色,黃色,中心呈藍色
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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
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酚醛樹脂 聚乙烯醇 聚氯丁二烯 聚對二甲酸乙二醇酯 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,中心呈藍色放出火花
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有強烈刺激性酚芳香,天然后味燒焦橡膠芳香,水果香甲醛
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聚酯樹脂(玻璃纖維增強)環(huán)氧樹脂(玻璃纖維增強)聚乙烯 聚乙烯橡膠 聚甲基丙烯酸甲酯 聚氧化甲烯
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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烈
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和丁酸 燒焦的紙 氮的氧化物
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丁酯纖維素纖維素 纖維素 硝酸纖維素
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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熱酐中溶解或懸浮幾毫克試樣,冷卻后加入3滴50%的(由等體積的水和濃制成),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)
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材料
|
立即顯色
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10min后顏色
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加熱到100度后顏色
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酚醛樹脂
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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(huán)氧樹脂
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無色到黃色
|
無色到黃色
|
無色-黃色
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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,試驗前,試料必須經(jīng)萃取,以除去增塑劑,試驗方法:將經(jīng)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%的對二甲基氨基的甲醇溶液,再滴一滴濃,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
|
黃
|
棕-黑沉淀
|
白色-渾濁
|
白色沉淀
|
無色
|
無色
|
對二甲基氨基甲醛顯色反應(yīng)也可用來鑒別聚碳酸酯.當顯示的顏色為深藍色時,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 對二甲基氨基甲醛和0。01g 對二酚,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
|
淡黃色
|
淡黃色
|
天然橡膠(聚異戊二烯)
|
黃棕色
|
綠-紫-藍色
|
聚丁二烯
|
淡綠色
|
藍綠色
|
丁基橡膠
|
黃色
|
黃棕色至淡紫色
|
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純一氯化溶解于1L醋酸中制得。檢驗時,先將材料溶解在或熔化的對二氯(熔點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
|
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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
|
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|
|
|
|
|
聚烯烴類
|
聚乙烯醇
|
天然樹脂
|
聚乙烯及其共聚物
|
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
|
聚乙烯醇縮醛
|
|
聚酯
|
聚氟烴
|
氨基塑料聚丙烯腈及基共聚物
|
|
|
|
|
丁基橡膠
|
聚縮醛酚樹脂 醛二 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范圍。
各種尼龍的熔點范圍
|
聚酰胺類型
|
熔點范圍/oc
|
聚酰胺類型
|
熔點范圍/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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