ЗАВАНТАЖИТИ

ЦІКАВА ІНФОРМАЦІЯ

Як ідентифікувати полімер

Вироби із пластмас виготовляються з різних матеріалів, використовуючи різноманітні технології. Практично неможливо ідентифікувати матеріал на основі візуальної оцінки або даних простих механічних випробувань. При цьому існує безліч причин, які спонукають ідентифікувати полімер. Одна з найпоширеніших — це бажання встановити, з якого матеріалу зроблений конкуруючий виріб. Крім того, дефектні вироби, що вертаються виготовлювачеві, часто вимагають надійного визначення їх походження. Іноді буває необхідно перевірити, чи дійсно заявлений матеріал був використаний. Виробники матеріалів із вторинної сировини також мусить визначати, якиі матеріали одержуються з різних джерел. Досить часто до переробника попадають більші кількості сировини із загубленою ідентифікаційною маркою, або ж на складі зберігається матеріал без належної етикетки. У всіх цих випадках навіть початкові знання про методику ідентифікації полімерів допоможуть заощадити час і гроші.

Іноді й у споживача готових виробів може виникнути бажання перевірити, чи відповідає використаний матеріал заявленому типу полімеру, і в цьому випадку можна провести найпростішу ідентифікацію матеріалу. Створення нових матеріалів також вимагає розвитку методів ідентифікації.

Існують два підходи до ідентифікації полімерних матеріалів. Перший з них досить простий, виконується швидко й недорого. Він вимагає дуже простого інструментарію й зовсім невеликого обсягу знань про полімери. Другий метод заснований на виконанні систематичного хімічного й термічного аналізу. У цьому випадку використовується складна експериментальна техніка; цей підхід вимагає більших витрат часу й грошей, а інтерпретація одержуваних результатів доступна тільки професіоналові, добре знайомому з хімією полімерів.

Полімерні матеріали часто являють собою співполімери, суміші, а їх властивості модифікуються використанням різних добавок або змішуванням їх з такими компонентами, як вогнезахисні добавки, піноутворювачі, лубриканти і стабілізатори. У цих випадках найпростіші методи ідентифікації не дадуть задовільних результатів. Єдиний шлях до одержання правильних результатів полягає у використанні складних хімічних і термічних методів аналізу.
Перший із зазначених підходів заснований на використанні послідовного виключення можливих варіантів за допомогою найпростіших випробувань. Він представлений у «Системі Ідентифікації полімерів» (Plastics Identification Chart).

Існують кілька основних вказівок, якими слід керуватися для того, щоб спростити ідентифікацію полімеру.

Насамперед слід встановити, чи є випробуваний полімер термопластом або чи відноситься він до класу термореактивних смол. Цей поділ на основні типи полімерів досить просто здійснити, приклавши до зразка нагрітий паяльник або гарячу паличку при температурі порядку 500 ºF. Якщо при цьому матеріал розм'якшиться, то це — термопласт. Якщо ні, то — реактопласт (термореактивна смола).

Наступний крок — це випробування на горіння. Для підпалювання зразків бажано використовувати бунзеновський паяльник, що дає безбарвне полум'я. Замість нього можна використовувати просто запальничку. Однак слід розділяти запах від палаючого газу в пальнику й запах, що утворюється при горінні полімеру. Перш ніж починати випробування на горіння рекомендується приготувати наступний запитальник, на який треба буде відповідати за результатами випробувань.

Чи горить матеріал?
Який колір полум'я?
Як пахне палаючий матеріал?
Чи утворюються краплі при горінні матеріалу?
Тип і колір диму, що утворюється?
Чи утворюється кіптява в процесі горіння?
Чи є матеріал самозагасаючим або продовжує горіти після видалення джерела полум'я?
Чи відбувається горіння швидко або повільно?

Для того щоб ідентифікувати матеріал, потрібно зрівняти спостереження з оцінками, наведеними в «Системі ідентифікації полімерів». Надійність отриманих результатів може бути суттєво поліпшена, якщо провести паралельні випробування відомого матеріалу. При здійсненні процедури ідентифікації полімерів не слід забувати про дотримання правил техніки безпеки. Краплі, що падають із палаючого зразка, можуть бути дуже гарячими й легко прилипати до будь-якої поверхні. Після того як зразок потухне, потрібно дуже обережно вилучити дим. Деякі пластмаси, наприклад поліацетати, при горінні утворюють токсичний формальдегід, який, потрапляючи в дихальні шляхи, викликає відчуття печіння.

Результати описаних вище простих тестів на ідентифікацію полімеру повинні бути надалі підтверджені наступними випробуваннями:
— визначенням точки плавлення;
— оцінкою розчинності;
— випробуванням мідним дротом;
— виміром питомої ваги.

Сучасні методи ідентифікації

Як було сказано раніше, повна й надійна ідентифікація полімерного матеріалу — це складне й комплексне завдання, що вимагає тривалого часу й заснована на глибокім розумінні аналітичної хімії, досвіді й використанні сучасного устаткування. Полімерні матеріали часто являють собою співполімери, суміші й містять різні добавки. Модифікація матеріалу змінює його фундаментальні характеристики, використовувані для ідентифікації, такі як колір диму й запах, що робить непридатними прості методи ідентифікації. Більше того, часто доступні дуже малі кількості матеріалу, так що ідентифікація полімеру стає можливою тільки на основі використання сучасних методів, описаних нижче. Усього кілька міліграмів речовини потрібно для того, щоб виконати дослідження методами спектроскопії, термічного аналізу, мікроскопії або хроматографії.
Для ідентифікації полімерів і добавок, що отримуються в композиціях на їхній основі, використовують наступні сучасні аналітичні методи:
— Фур'є-інфрачервону й інфрачервону спектроскопію в близькій області спектра;
— термогравіметричний аналіз;
— диференціальну скануючу калориметрію;
— термомеханічний аналіз;
— ядерну магнітно-резонансну спектроскопію;
— хроматографію;
— мас-спектроскопію;
— рентгеноструктурний аналіз;
— мікроскопію.