在采用各種塑料再生方法對(duì)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(guò)外觀簡(jiǎn)單將其區(qū)分,因此,能在塑料制品上標(biāo)明材料品種。中國(guó)參照美國(guó)塑料協(xié)會(huì)(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(guó)尚有許多無(wú)標(biāo)記的塑料制品,給分揀帶來(lái)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(shí),下面介紹塑料簡(jiǎn)易鑒別法: |
1. 塑料的外觀鑒別 通過(guò)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(wú)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(wú)定形一般為無(wú)色,在不加添加劑時(shí)為全透明,硬度從硬于角質(zhì)橡膠狀(此時(shí)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(shí)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(guò)加熱的方法可以鑒別。熱塑性塑料加熱時(shí)軟化,易熔融,且熔融時(shí)變得透明,常能從熔體拉出絲來(lái),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(shí),直到化學(xué)分解溫度前,不發(fā)生流動(dòng),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(duì)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(huì)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(huì)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(huì)發(fā)生溶脹。 塑料的溶解性 | 聚合物 | 溶劑 | 非溶劑 | 聚乙烯 | 對(duì)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(jí)醇 | 全同立構(gòu)聚丙烯 | | | 無(wú)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,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(huán)己酮,乙酸丁酯,二硫化碳 | 低級(jí)醇,乙醚(溶脹) | 聚氯乙烯 | 四氫呋喃,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,四氫呋喃,甲苯 | 甲醇,乙醚,石油醚 | 聚丙烯腈 | 二甲胺基甲酰胺,二甲亞砜,濃硫酸水 | 醇類,乙醚,水,烴類, | 聚丙烯酰胺 | 水 | 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 | 水 | 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(duì)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(cè)定密度的方法來(lái)鑒別塑料,但此時(shí)應(yīng)將發(fā)泡制品分別出來(lái),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(lái)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(duì)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(wú)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 | 水 | 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(cè)試逸出氣體的pH值來(lái)鑒別的方法。 常用塑料熱解產(chǎn)物石蕊和pH值試紙測(cè)試結(jié)果 | | 石蕊試紙 | | 紅 | 基本上無(wú)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(duì)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(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(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(shí)的燃燒性, 同時(shí)注意熄火后,熔融塑料的落滴形式及氣味來(lái)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(氫氟酸,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(dòng)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(wú)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(duì)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(guò)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L(zhǎng)iebermann-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(wú)色-淡黃色 | 無(wú)色-淺黃色 | 棕色-黑色 | 聚乙酸乙烯酯 | 無(wú)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(wú)色到黃色 | 無(wú)色到黃色 | 無(wú)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(guò)吡啶顯色反應(yīng)來(lái)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(guò)的試樣溶于四氫呋喃,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(guò)的少量試樣用不著1ml吡啶與之反應(yīng),過(guò)幾分鐘后,加入2到場(chǎng)滴5%氫氧化鈉的甲醇溶液(1g氫氧化鈉溶解于是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(guò)對(duì)二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)來(lái)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(duì)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(wú)色 | 無(wú)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(wú)色 | 無(wú)色 | 對(duì)二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)也可用來(lái)鑒別聚碳酸酯.當(dāng)顯示的顏色為深藍(lán)色時(shí),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(lái)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(duì)二甲基氨基苯甲醛和0。01g 對(duì)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(shí),先將材料溶解在四氯化碳或熔化的對(duì)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(guò)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(guò)測(cè)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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