Распознавание природы пластмасс по внешнему виду

Вид пластмасс и их химическую природу можно установить различными методами. Наиболее простой метод — органолептический. Он заключается во внешнем осмотре образца, когда оценивается прозрачность или непрозрачность изделия, его цвет, твердость, эластичность, вид поверхности, метод изготовления, внешние внутренние дефекты.

Другой подход, связанный с разрушением образца, заключа­ется в испытании проб образцов пластмасс на нагревание и горе­ние, когда исследуется, размягчается или не размягча­ется образец, вид и характер пламени, запах продуктов горения.

При рассмотрении образцов органолептическим методом сле­дует иметь в виду, что практически все термопластичные полиме­ры в исходном состоянии прозрачны или имеют небольшую опалесценцию (мутность). В тонкой пленке полимеры могут быть про­зрачны, а в толстой пленке или пластине прозрачность полиме­ров уменьшается. Введение наполнителей и красящих пигментов в полимер приводит к тому, что получаемый материал становится окрашенным и непрозрачным (непрозрачные пластмассы). Введе­ние красителей приводит к образованию окрашенных прозрачных пластмасс.

Если при комнатной температуре полимер находится в твер­дом состоянии, то он может быть либо аморфным (стеклообразным), либо кристаллическим. При введении в полимер пласти­фикатора снижается температура стеклования и увеличивается эластичность полимера (за счет уменьшения величины межмо­лекулярного взаимодействия). Например, непластифицированный поливинилхлорид имеет температуру стеклования 80 °С; такой материал, достаточно жесткий при комнатной температуре; носит название «винипласт». Введение 5 -10 % пластификатор снижает температуру стеклования до 45 - 50 °С, а большее количество пластификатора (30 – 40 %) приводит к образованию эластичного поливинилхлорида (пластикат), температура стеклования которого снижается до -10 - -20 °С и ниже. При комнатной температуре такой пластифицированный поливинилхлорид эластичный и мягкий, характеризуется большим удлинением при разрыве. Поэтому при экспертной оценке материала по внешнему виду следует учитывать влияние пластификаторов на свойства пластмасс.

Очень часто пластмассы получают не из полимера одного вида, а из смеси полимеров или сополимеров. В этом случае трудно определить природу пластмассы только органолептическим методом.

Твердость полимеров также сильно различается: фено-, аминопласты, полистирол имеют высокую поверхностную твердость, полиэтилен, полиуретан — низкую.

По способу изготовления также можно определить природу полимера. Некоторые полимеры, например фено- и аминопласты получают в основном только способом горячего прессования. Похожий по внешнему виду на аминопласт жесткий полистирол получают, как правило, методом литья под давлением.

Студенты разбиваются на группы по два человека и получают от преподавателя задание в виде 5-10 образцов пластмасс в виде кусочков и тары из пластмасс. Внимательно рассматривают, отмечают внешние особенности, сравнивают результаты наблюдений с данными таблицы 2.1 в которой приведены характерные внешние отличительные признаки наиболее распространенных пластмасс.

Результаты распознавания природы пластмасс по внешнему виду записывают в таблицу 2.2.

Таблица 2.1

Отличительные признаки пластмасс и изделий из них

Вид пластмассы	Прозрачность	Поверхность	Агрегатное физическое состояние	Способ переработки	Дополнительные признаки
Аминопласт	Непрозрачный, просвечиваемый в тонком слое	Гладкая, блестящая	Твердый, жесткий	Горячее прессова­ние. Следы от вы­талкивателей на нелицевой поверх­ности	Преимущественно ярких цветов. При легком ударе издает глухой короткий звук
Фенопласт	Непрозрачный	Гладкая	Твердый, жесткий	Горячее прессо­вание. Следы от выталкивателей на нелицевой стороне	Преимущественно корич­невого и черного цветов. При ударе издает глухой короткий звук
Полиэтилен	Непрозрачный, полупрозрачный и прозрачный в тонких пленках	Средней гладкости, парафино-подобный на ощупь	Средней твердос­ти из ПЭНД, эластичный из ПЭВД	Литье под давле­нием (след от лит­ника), экструзия и экструзия с разду­ванием (боковые швы от смыкания пресс-формы)	Бесцветный или белый в неокрашенных изделиях. Различных цветов мягких тонов. Поверхность парафинообразная на ощупь

Продолжение таблицы 2.1

Полипропи­лен	Непрозрачный, полупрозрачный	Гладкая, блестящая	Твердый, эластичный	Литье под давле­нием (след от лит­ника), экструзия, экструзия с разду­ванием (следы отложного шва)	Неокрашенный или раз­личных цветов. Похож на ПЭНД, но более твердый и менее эластичный, по­верхность более гладкая и блестящая, чем у ПЭВД
Поливинил- хлорид — винипласт	Непрозрачный, полупрозрачный, прозрачный в тонких слоях	Гладкая	Жесткий, иногда стекловидный	Литье под давле- нием, экструзия, прессование	Разных цветов, бесцветный. Изделия из листов, трубы, жесткая светотехническая пленка
Поливинил- хлорид — пластикат	Прозрачный, непрозрачный	Гладкая, матовая, с фактурным рисунком	Мягкий, эластичный	Вальцево-каландровый, экструзионный	Различные цвета. Легко растягивается. Возможна пористость
Полиметил- метакрилат (органиче- ское стекло)	Прозрачный (стеклоподоб- ный), окрашенный, приглушенный (чаще белый)	Очень глад- кая, блестя- щая	Стекловидный, однородный, жесткий	Полимеризация в блоке, литье, штампование. Возможна механическая обработка	Яркие цвета, возмжен перламутровый эффект. При ударе издает глухой короткий звук. Изделия обычно толстостенные
Полистирол и его сополимеры	Прозрачные, стеклоподобные; полупрозрачные, непрозрачные	Гладкая, блестящая, с зеркальным блеском. Менее блестящая у ударопрочного полистирола	Стеклообразный, твердый, однородный	Литье под давле- нием, пневмова- куум-формование	Изделия тонкостенные. При ударе издают высокий металлический звук
Полиамиды (капрон, найлон)	Преимущественно полупрозрачные, непрозрачные, неокрашенные мутновато-желто­го цвета	Чуть шероховатая, после полировки - гладкая	Твердость невысокая, полужест­кий	Литье под давлением, экструзия	Производство галантерейных изделий, элемен­ты трения в бытовых приборах (например, втулки, вкладыши)
Полиэтилен-терефталат (лавсан)	Прозрачный, упругий	Гладкая, блестящая	Твердый, в тонких слоях упругий	Экструзия с разду­ванием, литье под давлением, пневмо-вакуум-формование	Применяют для произ­водства пленок и бутылок для газированных жид­костей (низкая проницае­мость СО2)
Фторопласт	Непрозрачный в толстом слое, пленки - матовые	Воскоподобная на ощупь, гладкая	Легко царапается	Спекание, горячее прессование	Высокие диэлектриче­ские свойства. Низкий коэффициент трения

Продолжение таблицы 2.1

Поликарбо­нат	Высокая прозрач­ность (стеклопо-добный) в ненаполненном состоя­нии	Гладкая, блестящая	Высокая твердость	Литье под давле­нием	Высокие оптические свойства. В наполненном состоянии используется как термостойкий материал. При ударе издает высокий звук
Полиуретан (в частности, поролон)	Непрозрачный. Белый, желто­ватый, черный	Пористая, губчатая	Высокоэласти­ческий, мягкий, упругий	Вспенивание меха­ническое или хими­ческое	Высокая пористость, высокие тепло- и звуко­изоляционные свойства. Непористый, упругий, износостойкий
Целлулоид (нитрат цел­люлозы)	Прозрачный, непрозрачный, окрашенный в яркие цвета	Гладкая, блестящая	Низкая твердость, упругий в тонком слое, пластифи­цированный - мягкий	Пленки - полив из раствора, каландрование, вакуум-фор­мование	Маслянистая поверх­ность. Высокая горючесть
Ацетат целлюлозы	Прозрачный, неокрашенный	Гладкая, блестящая	Жесткий, элас­тичный в пленке	Пленки - полив из раствора	Используется в качестве кино- и фотопленки, для магнитных носителей памяти
Целлофан	Прозрачный, неокрашенный	Гладкая, блестящая	Жесткий, элас­тичный, шурша­щий в пленке	Полив из раствора	Содержит пластифика­тор - глицерин. Часто используют в комбина­ции с ПЭ

Таблица 2.2

Распознавание природы пластмасс по внешнему виду