Статті Полімерні матеріали
Додати до контактів Написати повідомлення
Методика визначення природи полімеру методом спалювання
Розпізнавання полімерів характером поведінки при нагріванні і горінні є досить простим, і в той же час досить точним методом якісного визначення природи полімерів. Метод ґрунтується на візуальному спостереженні за поведінкою зразка при внесенні його у верхню частину полум'я. У міру нагрівання зразки термопластів поступово розм'якшуються та плавляться, а реактопласти не розм'якшуються і не плавляться. Тому стосовно нагрівання можна визначити клас полімерів (термопласти або реактопласти). При подальшому нагріванні зразка відбувається його загоряння, що супроводжується виділенням продуктів розкладання, які мають специфічний для окремих полімерів запах, що дозволяє визначати вид полімерів. Для швидкого та якісного розпізнавання різних видів пластмас досить невеликого практичного досвіду.
Може здатися дивним, але різні види пластмас та горять по-різному! Наприклад, одні яскраво спалахують і інтенсивно згоряють (майже без кіптяви), інші, навпаки, сильно коптять. Пластмаси навіть видають різні звуки під час свого горіння! Тому за набором непрямих ознак можна точно ідентифікувати вид пластмаси, її марку.
Зразок слід внести в полум'я сірника, запальнички або пальника та провести спостереження за нагріванням, розм'якшенням та загорянням полімерного матеріалу. При загорянні зразка його необхідно видалити з полум'я пальника; якщо він плавиться і зіщулюється, витримати у вогні до займання. У процесі спостережень за матеріалом, що загорівся, поза полум'ямпальники, слід визначити забарвлення полум'я, характер горіння (спокійне, інтенсивне, з кіптявою, припинення горіння тощо), відзначити запах продуктів горіння та додаткові ознаки (наприклад, здатність витягуватись у нитки). Для визначення запаху продуктів слід погасити полум'я та легким рухом кисті рук направити повітря від згасаного зразка до носа.
Спочатку розглянемо загальні характеристики з різних пластмас, пізніше вони будуть зведені в єдину таблицю, що дозволить досить легко і швидко проводити аналіз.
ПЕВД (поліетилен високого тиску, низька щільність). Горить синюватим, полум'ям, що світиться, з оплавленням і палаючими потоками полімеру. При горінні стає прозорим, ця властивість зберігається тривалий час після гасіння полум'я. Горить без кіптяви. Краплі, що горять, при падінні з достатньої висоти (близько півтора метра), видають характерний звук. При охолодженні, краплі полімеру схожі на застиглий парафін, дуже м'які, при розтиранні між пальцями - жирні на дотик. Дим згаслого поліетилену має запах парафіну. Щільність ПЕВД: 0,91-0,92 г/см. куб.
ПЕНД (поліетилен низького тиску, високої густини). Більш жорсткий і щільний ніж ПЕВД, тендітний. Проба на горіння – аналогічна ПЕВД. Щільність: 0,94-0,95 г/см. куб.
ПЕЗД (поліетилен середнього тиску). Найжорсткіший із поліетиленів. Щільність: 0,96-0,97 г/див. куб. Всі види поліетилену розм'якшуються при поміщенні в киплячу воду. При кімнатній температурі не розчиняються в органічних розчинниках. При температурі 100 градусів Цельсія і вище повністю розчиняються в бензолі. Плавають у воді.
Пінополіетилен. Губчаста маса білого кольору. Властивості при горінні, див. ПЕВС.
Поліпропілен (ПП). При внесенні в полум'я, поліпропілен горить полум'ям, що яскраво світиться. Горінняаналогічно горінню ПЕВД, але запах гостріший і солодкуватий. При горінні утворюються потіки полімеру. У розплавленому вигляді – прозорий, при охолодженні – каламутніє. Якщо торкнутися розплаву сірником, то можна витягнути довгу, досить міцну нитку. Краплі остиглого розплаву жорсткіше, ніж у ПЕВД, твердим предметом давляться з хрускотом. Дим із гострим запахом паленої гуми, сургуча. Щільність поліпропілену: 0,9-0,91 г/см. тобто він легший ПЕВД і також плаває у воді.
Поліетилентерафталат (ПЕТФ). Міцний, твердий та легкий матеріал. Щільність ПЕТФ становить 1,36 г/см. Має хорошу термостійкість (опір термодеструкції) в діапазоні температур від - 40 ° до + 200 °. ПЕТФ стійкий до дії розведених кислот, масел, спиртів, мінеральних солей та більшості органічних сполук, за винятком сильних лугів та деяких розчинників. При горінні полум'я, що сильно коптить. При видаленні з полум'я самозагасає.
Полістирол. При згинанні смужки полістиролу легко гнеться, потім різко ламається з характерним тріском. На зламі спостерігається дрібнозерниста структура. Горить яскравим полум'ям, що сильно коптить (плескачі кіптяви тонкими павутинками злітають вгору!). Запах солодкуватий, квітковий. Полістирол добре розчиняється в органічних розчинниках (стирол, ацетон, бензол). Щільність полістиролу: від 1,05 до 1,08 г/см. куб. (тоне у воді!). Пінополістирол (пінопласт). Легкий пористий матеріал білого кольору. Один з найкращих та доступних тепло-звукоізоляційних матеріалів. Об'ємна маса: 0,01-0,1 г/см. куб. Проба на горіння аналогічна полістиролу. Легко розчиняється в ацетоні.
Полівінілхлорид (ПВХ). Еластичний. Трудногорюч (при видаленні з полум'я самозагасає). При горінні сильно коптить, в основі полум'я можна спостерігати яскраве блакитно-зеленесвітіння. Дуже різкий, гострий запах диму. При згорянні утворюється чорна, вуглеподібна речовина (легко розтирається між пальцями в сажу). Розчинний у чотирихлористому вуглеці, дихлоретані. Щільність: 1,38-1,45 г/див. куб.
Поліметіметакрилат (органічне скло, ПММА). Прозорий, тендітний матеріал. Горить синювато-світлим полум'ям з легким потріскуванням. У диму гострий фруктовий запах (ефіру). Легко розчиняється у дихлоретані.
Поліамід (ПА). Матеріал має відмінну олію-бензостійкість та стійкість до вуглеводневих продуктів, які забезпечують широке застосування ПА в автомобільній та нафтовидобувній промисловості (виготовлення шестерень, штучних волокон…). Поліамід відрізняється порівняно високим поглинанням волого, яке обмежує його застосування у вологих середовищах для виготовлення відповідальних виробів. Горить блакитним полум'ям. При горінні набухає, "пшикає", утворює палаючі патьоки. Дим із запахом паленого волосся. Застиглі краплі дуже тверді та тендітні. Поліаміди розчиняються в розчині фенолу, концентрованої сірчаної кислоти. Щільність: 1,1-1,13 г/див. куб. Тоне у воді.
Поліуретан. Основна сфера застосування - підошви для взуття. Дуже гнучкий та еластичний матеріал (при кімнатній температурі). На морозі - тендітний. Горить полум'ям, що коптить, що світиться. В основі полум'я блакитне. При горінні утворюються краплі-потеки, що горять. Після остигання, ці краплі - липка, жирна на дотик речовина. Поліуретан розчинний у крижаній оцтовій кислоті.
Пластик АВС. Всі властивості горіння аналогічні полістиролу. Від полістиролу досить важко відрізнити. Пластик АВС більш міцний, жорсткий та в'язкий. На відміну від полістиролу, більш стійкий до бензину.
Фторопласт-3. Застосовується як суспензій для нанесення антикорозійних покриттів. Негорюча, при сильному нагріванні обвуглюється. При видаленні з полум'я одразу згасає. Щільність: 2,09-2,16 г/см.
Фторопласт-4. Матеріал із гладкою, слизькою поверхнею. Один із найкращих діелектриків. Не горюча, при сильному нагріванні плавиться. Чи не розчиняється практично в жодному розчиннику. Найстійкіший із усіх відомих матеріалів. Щільність: 2,12-2,28 г/см. (залежить від ступеня кристалічності – 40-89%). За органолептичними властивостями дуже схожий на надвисокомолекулярний поліетилен. Але на відміну від нього відразу тоне у воді через велику щільність.