塑料薄膜的鉴别方法

三汇科技 2018-12-13 10:44:33


一、外观鉴别法

    各种塑料薄膜及玻璃纸各有自己的特有外观,如光泽、透明度、色调、挺力、光滑性等,从外观来鉴别薄膜是种比较简单易行的方法。无色透明、表面有漂亮的光泽、光滑且较挺实的薄膜的拉伸聚丙烯、聚苯乙烯、硬质聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯和醋酸纤维素薄膜。手感柔软的薄膜是软质聚氯乙烯、聚偏二氯惭烯、聚乙烯醇等薄膜。介于上述两者之间的是未拉伸聚丙烯、培养拉伸尼龙薄膜。透明薄膜经过揉搓后变成白色或乳白色的是聚乙烯、聚丙烯、尼龙薄膜等。盐酸橡胶是没有光泽而有橡胶感的灰黄色或绿色的半透明薄膜。另外,将薄膜一端固定后振动,如有挠性而且发出金属声音的则是聚酯、聚苯乙烯等薄膜。两片重叠时,滑爽性差的则是聚偏二氯乙烯、软质聚氯乙烯、低密度聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、尼龙(未拉伸)等薄膜。

    压花薄膜、收缩薄膜等经过加工的薄膜同未加工薄膜的特性有些不同,所以鉴别时要加以注意。薄膜外观特性见表1

薄膜的外观特性

薄膜种类

光泽

透明度

挺力

光滑性

聚乙烯(低密度)

~

×~

聚乙烯(中密度)

~

×~

聚乙烯(高密度)

~

×~

乙烯—醋酸乙烯共聚物

×

沙林(离子聚合物)

×

聚丙烯(未拉伸)

~

~

聚丙烯(双向拉伸)

软质聚氯乙烯

×~

~

硬质聚氯乙烯

聚苯乙烯(拉伸)

聚偏二氯乙烯

×~

×~

聚酯

尼龙(未拉伸)

~

尼龙(双向拉伸)

聚氨酯

×

×~

盐酸橡胶

聚乙烯醇

×~

×~

普通玻璃纸

聚碳酸酯

~

醋酸纤维素

☆—优   ○—良   △—可    ×—最差点   注:温度高的时候,有些变得不好;

二、物理性能试验鉴别法

    各种薄膜具有不同的物理性能,如强度、延伸率、撕裂强度、耐冲击强度、受热后的收缩性等。通过对这些薄膜的物理特性的试验,可以在某种程度上鉴别薄膜的种类。薄膜的简易鉴别法如图1所示。下面具体说明物理性质试验的几种具体方法。

    1、撕裂强度试验

    在薄膜一端用剪刀将薄膜切成一厘米长的切口,然后用手撕裂,观察薄膜对撕裂的抵抗力及裂痕的状态。容易撕裂的薄膜有聚苯乙烯、玻璃纸、醋酸纤维素等薄膜。聚乙烯、聚酯、尼龙、聚丙烯等薄膜的撕裂强度大,但根据加工条件、增塑剂含量的不同而略有区别。例如增塑剂含量高的聚氯乙烯薄膜比无增塑剂的聚氯乙烯薄膜的强度稍大些。双向拉伸薄膜通常是横向与纵向的强度均衡,但实际上有时也会产生若干差异。单向拉伸薄膜是纵向拉伸,因此,纵向比横向的撕裂强度大。总之,通过物理性质的检验以鉴别薄膜的种类是比较复杂的,一般需要与其他鉴别法结合进行。

    2、收缩性能试验

    将薄膜缓慢接近火焰,不同种类的薄膜呈现出激烈收缩和不激烈收缩两种状态。收缩少的薄膜有聚酯、醋酸纤维素薄膜、硬质聚氯乙烯(无增缩剂)、聚碳酸酯等薄膜,激烈收缩的薄膜有拉伸聚氯乙烯(热收缩性聚氯乙烯)、拉伸聚丙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯等薄膜。

    另外,将薄膜投入热水中时,极易收缩的薄膜有:聚氯乙烯(热收缩性)、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、盐酸橡胶薄膜等。几乎没有什么变化的朋聚酯、聚碳酸酯、尼龙等薄膜。

    3、延伸性试验

    剪下一片长10~15厘米、宽1厘米的带状薄膜,捏住二端慢慢拉伸,采用这种试验方法可以发现:延伸率大的薄膜有聚乙烯、未拉伸聚丙烯、软质聚氯乙烯、聚乙烯醇、盐酸橡胶、未拉伸尼龙薄膜等,延伸率小的薄膜有普通玻璃纸、聚酯、醋酸纤维素、硬质聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯薄膜等,聚碳酸酯、拉伸尼龙的延伸率介于上述两者之间。

薄膜的简易鉴别法

             


三、燃烧试验法

    将小片薄膜用火点燃,观罕其性质与状态的变化、燃烧的难易程度、自燃性的有无(离开火焰后是否继续燃烧)、臭味、火焰及烟的颜色、燃烧后残渣的颜色和状态等。

    一般的薄膜在点火后都可燃烧,而聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、盐酸橡胶等则是难燃型薄膜。但不同的薄膜,燃烧时生成的火焰性质和状态各不相同,如果积累了丰富的经验,此法则是简便易行的方法。如果因经验不足而不能确定共聚物以及混有油墨、颜料、增塑剂、其他添加剂等成分时,可与已知薄膜度样进行对比试验来鉴别。各种主要薄膜的燃烧特征如表2及图2所示。

    在采用燃烧法估测塑料时,应注意如下几点:

    1)嗅气体时应尽量小心,不能将鼻子直对燃烧时产生的气体,应该用手煽动使少量气体至鼻子附近。这样可以防止有害气体身体的伤害。

    2)在进行燃烧时,可以将的热塑性塑料和热固性塑料区分开来。前者在火焰中出现熔化、熔体滴落和气泡,而后者出现烧焦,爆裂和褪色等现象。

    3)要防止金属夹具与塑料同时燃烧。如果金属和塑料一起燃烧,则自熄性、火焰颜色等可能与正常状态下不一样。

    4)估测含有氯元素的塑料时,铜质夹具要先放在火焰中加热至焰色稳定,然后用已加热的铜质夹具夹住待估测的塑料放在火焰中,如果火焰为鲜绿色则可判断为含氯塑料。

塑料燃烧估测表

塑料名称

可燃性

自燃性

火焰焰色

火焰气味

燃烧后塑料形态

溶解性

备注

聚乙烯

上端黄色,下端蓝色

有石蜡燃烧的气味

熔融,滴落

在高温下溶于二甲苯

浮在水上

聚丙烯

上端黄色,下端蓝色,少量黑烟

有石油味

熔融,滴落

不溶于普通溶剂

浮在水上

聚苯乙烯

黄色,浓黑烟,烟灰大

压抑的花香味

熔化,起泡

溶于苯,四氟化碳,丙酮

比重为1

聚氯乙烯

离火自熄

黄色,下端绿色,白烟

刺激性酸味

软化且变黑

溶于四氢呋喃环乙酮

沉入水中

有机玻璃

浅蓝色,顶端白色

果味、烂菜味

熔化,起泡

溶于乙烯二氯化物

沉入水中

ABS

黄色,黑烟

特殊气味

软化烧焦

不溶于普通溶剂

比重1.06

氯乙烯-醋酸乙烯共聚物

离火自熄

暗黄色

特殊气味

软化

不溶于普通溶剂

沉入水中

聚偏二氯乙烯

很难

离火自熄

黄色,端部绿色

特殊气味

软化

不溶于通常溶剂

沉入水中

AS

黄色,浓黑烟

微弱苯味

软化,起泡,变黑

不溶于普通溶剂

沉入水中

尼龙

慢慢燃烧

慢慢熄灭

蓝色,上端黄色

烧焦羊毛味

熔融,滴落

不溶于普通溶剂

沉入水中

聚甲醛

上端黄色,下端蓝色

鱼腥臭味

熔融,滴落

不溶于普通溶剂

沉入水中

聚酯

黄色带黑烟

强烈的苯乙烯味

微膨胀

不溶于普通溶剂

沉入水中

聚碳酸酯

慢慢熄灭

黄花菜色、黑烟、炭束

特殊花果臭味

熔融起泡

溶于甲苯三氯化物

比重大于1

氯化聚醚

离火熄灭

上端黄色,下端蓝色

防腐剂味

熔化且变黑

不溶于普通溶剂


聚苯醚

离火熄灭

浓黑烟

花果臭味

熔融

不溶于普通溶剂


聚砜

离火熄灭

黄褐色烟

略有橡胶燃烧味

熔融

不溶于普通溶剂


聚四氟乙烯

不燃


无火焰


变透明呈胶状物



聚三氟氯乙烯

不燃


无火焰


熔化



聚氨酯

离火熄灭

蓝色带烟


熔化滴落

不溶于普通溶剂


聚偏二氯乙烯

很难

熄灭

黄绿色

辣味

熔化

不溶于普通溶剂


醋酸纤维素

继续燃烧

暗黄色,少量黑烟

醋酸味

熔化滴落

溶于丙酮


醋酸、丁酸纤维素

继续燃烧

暗黄色,少量黑烟

丁酸味

熔融,滴落

溶于丙酮


硝化纤维素

继续燃烧

黄色

樟脑味

剧烈燃烧

溶于丙酮


聚醋酸乙烯

继续燃烧

暗黄色黑烟

醋酸味

软化

不溶于普通溶剂


聚醋酸乙烯酸

继续燃烧

暗黄色,黑烟

酯酸味

软化

不溶于普通溶剂


硅树脂

熄灭

无焰,白烟

强刺激性

变黑

不溶于普通溶剂


醇酸树脂



褐色,烧焦爆烈

不溶于普通溶剂


三聚氰胺

自熄

黄色

刺激甲醛味

开裂,色加深

不溶于普通溶剂不溶于普通溶剂


脲醛树脂

自熄

黄色带蓝边

鱼腥味

膨胀 ,爆裂,褐色

不溶于普通溶剂


酚醛树脂

自熄

黄色火焰

浓甲醛味

开裂,色加深

不溶于普通溶剂


环氧树脂

自熄

黄色

有苯酚味

膨胀 ,爆裂,褐色

不溶于普通溶剂


不饱和聚酯

自熄

闪亮有黑烟

有刺激味

膨胀 ,爆裂,褐色

不溶于普通溶剂


 

 

2  高聚物燃烧现象


                  


    

四、显色反应试验法

    将某种试剂滴在薄膜表面,便可显示出薄膜特有的颜色,这是一种根据薄膜特有的官能基显色来鉴别薄膜种类的方法。采用这种方法的有利伯曼—斯托赫—莫拉夫斯基反应、醋酸鉴别法、缩二脲反应等鉴别方法。这些鉴别法适用于大部分薄膜,但用于这些试难的薄膜,必须是比较纯的、无色的薄膜。鉴别时要注意由于含有增塑剂而产生的差异。

    1、利伯曼—斯托赫—莫拉夫斯基显色反应

    在试管内加入无水醋酸,将鉴定的薄膜试片放入试管内加热,使薄膜一部分溶化(不会全部 溶化),冷却后,取溶液二、三滴滴在滴板上,再加上一滴浓硫酸,放置20-30分钟观察其显色。采用这种方法时,聚乙烯、聚酯苤膜不会显出明显的变色。根据本试验法测定的主要薄膜的结果如表3

    2、醋酸鉴别法

    这种鉴别法适用于醋酸乙烯、醋酸纤维素薄膜。

    将少量的薄膜放在点滴板上,加上5%的硝镧溶液及一滴0.01N(标准浓度)碘的酒精溶液,再加浓氨水一滴,如有醋酸存在则显示褐色,即可证明为上述两种薄膜。

    3、缩二脲反应

    此法适用于尼龙、聚胺酯薄膜等。将薄膜试片放入浓苛性钠溶液  中并加热,当薄膜一部分被溶解后冷却,再加入少量的硫酸铜溶液,如果呈显紫色,即证明存在CONH—基。

    4、硝酸鉴定

    此法适用于硝化纤维素。将0.1克二苯胺放入30ml水和100ml浓硫酸的溶液中溶解作为试剂,将薄膜试片放在点滴板上,然后在薄膜试片上滴一滴试剂,如呈显深蓝色,即表示存在硝化纤维素或其酯类。

    5、聚偏二氯乙烯鉴定法

    此法适用于聚偏二氯乙烯薄膜。通常采用以下两种方法:

    1)把研成粉末的薄膜溶解于吡啶中,制0.2%的溶液,然后将少量的溶液煮沸并加入等量的0.2%苛性钠甲醇溶液,如果有聚偏二氯乙烯存在,便渐显暗褐色。

    2)将薄膜小碎片浸放在吗啉中,在常温下放置24小时,如含有聚偏二氯乙烯,便呈黑褐色。

五、溶解性试验

    将薄膜试片浸于各种有机溶剂中进行观察,根据溶解性的不同,可鉴别薄膜的种类。采用这种鉴别方法,有时由于构成薄膜的分子的聚合度的增加,或者由于延伸形成结晶而产生不易溶解的现象,因此,不能立即得出确切的结论。另外,薄膜含有增塑剂等添加剂时,也会影响其溶解性,因此,有必要同其他方法并用。

六、物理常数试验

    薄膜的物理常数试验有比重试验、熔点试验、折光率试验等。

    比重试验是将薄膜浮于水面上,如能浮起来,则薄膜的比重小于1,可能是聚乙烯或聚丙烯薄膜,如浮不起来,虽然能鉴别出比重是大于1,但还必须测定准确的比重,否则鉴别时就有很大差别,这是需要注意的。比重试验有水置换法、比重瓶测定法、滴定法、密度梯度管测定法等。

    水置换法又称天平法,这是一种用化学天平测定液体(主要是水)中的浮力的方法。试料的重量比较多,测定薄膜重量的精确度很高,可作为常用的简易鉴别法。试验方法是取大小约为2×2.5厘米的薄膜作为试片,尽量除掉薄膜上的污秽、脂肪等附着物。准确测定薄膜片的重量(精确度为1毫克),然后将蒸馏水(煮沸并除掉空气)注入烧杯中,在保持23±10C的情况下放置在烧杯台上。将薄膜片用细金属丝从天平的一端吊入水中,准确地测出其重量(精确度为1毫克),然后将薄膜片取下,恢复其原来的状态,再准确地测定金属丝的重量(精确度至1毫克),根据下式算出:

W / W - W1+ W

    式中:W=薄膜片的重量(克)、W1=薄膜片用金属丝吊入水中时的重量(克)、W=金属丝的重量(克)。

    其他试验方法如比重瓶测定法、滴定法、密度梯度管测定法等。

    熔点试验很难。通常是把薄膜小片放置在电热板上,将其加热并测定熔化时的温度,当温度达到熔点时,薄膜就失去原有形状。这时某些薄膜迅速熔化而完全变为液体,有些薄膜则分解为各式各样的状态。最正确的鉴别,是首先急速升温到比预计熔点低200C~250C,然后再控制在每秒上升10C的速度进行观察。

    折光率的测定,有阿贝折光法和显微镜法等。

    上述各种物理常数试验,在薄膜很纯的情况下基本可以测定,但一般作为最终制成品的薄膜,由于含有增塑剂、颜料、气泡、填充剂等,情况则大不相同。此外,它也受结晶度、聚合度的影响,因此,最好能与其他鉴别方法结合起来进行测定。

七、红外线吸收光谱试验

    这种测试方法是用仪器来分析复杂的共聚物的成分,操作方法比较简易,即把红外线照在薄膜上,使薄膜吸收红外线,但不同的薄膜吸收的量不同。这种方法可以鉴别薄膜的构造。红外线吸收光谱仪是衍射光栅,将光源射出的光分光,分为.2.5~25微米(实际是16微米)的波长,将光谱从2.5微米依次照射于薄膜上,记录其光透过率,便可以进行定性测定和定量测定。各种薄膜的红外线吸收光谱图可查阅专著。

    另外,通常市场出售的薄膜中含有增塑剂填充剂、颜料等,复合材料中还有粘合剂,因此,有鉴别薄膜时是否把这些因素考虑在内,是有很大差别的。为了更准确地鉴别,最好与前述其他简易鉴别法并用。

八、其他测试法

    其他测试法中有热分解法,它是通过测定聚合物中存在的单体来进行鉴别的一种方法。此外,还有通过测定薄膜的紫外线吸收光谱的波长来进行鉴别等等。

    热分解法,是对可以进行热分解的分解气体,通过显色及其他适当的方法进行鉴定。热分解试验通常要进行24小时或数周的长时间热分解。薄膜的热分解见表4

    通过测定聚合物中存在的单体来进行鉴别的方法适用于聚苯乙烯、聚丙烯酸类薄膜等,这些薄膜在制造过程中,不可避免地含有少量未反应的单体,通过对这类薄膜的加热。

利伯曼—斯托赫—莫拉夫斯基显色反应

薄膜的种类

显色及其他

薄膜的种类

显色及其他

聚丙烯

淡颜色

聚乙烯醇

亮褐色—红褐色

聚苯乙烯

略有淡桃色

聚乙烯缩相醛

黄色—暗褐色

聚氯乙烯

淡蓝色—灰绿色

聚丙烯酸甲酯

慢慢变成亮褐色

氯乙烯—醋酸乙烯共聚物

慢慢地由绿色变青色—褐色

醋酸纤维素

亮褐色

聚偏二氯乙烯

慢慢变黄色

硝化纤维素

暗红色,发生二氧化氮气体

尼龙

白浊—透明

甲基纤维素

慢慢变成黄色—橄榄色

聚碳酸酯

黄色—桃色

乙基纤维素

橙色—褐色—黑色

盐酸橡胶

茶褐色

聚乙烯

无色

丁二烯—苯乙烯共聚物

黄色—褐色—红褐色—浊绿色

聚酯

无色

聚醋酸乙烯(部分皂化物)

慢慢变绿色



 

 

薄膜的热分解

各种薄膜

热分解的特征

聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈

生成无色、挥发性的单体

聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、盐酸橡胶

分解生成氯气

天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶

分解生成橡胶臭气

纤维素酯

分解生成含低级脂肪酸的气体

硝化纤维素

生成过氧化氮

尼龙、聚丙烯腈、聚胺酯

生成类似羊毛烧焦时气味的气体

 

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