塑料的化學鑑定方法

2021-03-10 21:43:25 字數 4858 閱讀 6174

常見塑料鑑別(1):聚烯烴 1

常見塑料鑑別(2):聚苯乙烯 1

塑料鑑別(3):聚甲基丙烯酸甲酯 2

常見塑料鑑別(4):丙烯腈 2

塑料鑑別(6):聚乙烯醇 3

塑料鑑別(7):含氯的聚合物 4

塑料鑑別(8):聚甲醛 4

塑料鑑別(9):聚碳酸酯 5

塑料鑑別(10):聚醯胺 5

塑料鑑別(11):聚氨基甲酸酯 6

塑料鑑別(12):酚樹脂 6

塑料鑑別(13):氨基塑料 6

塑料鑑別(14):環氧樹樹脂 6

聚乙烯及聚丙烯都是最常用的烯烴塑料。聚丁烯-1及聚4-甲基戊烯-1也有使用。乙烯乙烯的一些共聚物及用作墊圈的的聚異丁烯也是重要的聚烯烴塑料。

鑑定這些塑料的最簡單的方法是用紅外光譜。但是從熔融溫度範圍也可以得到一些資訊:

聚乙烯(與密度有關) 105~130℃

聚丙烯 160~170℃

聚丁烯 120~135℃

聚4-甲基戊烯-1 大於240℃

這些塑料的熱解氣體與氧化汞的反應互相之間存有差別。因此先將濾紙用含0.5克黃色氧化汞的硫酸溶液(1.

5毫公升濃硫酸加到8毫公升水中)浸透,然後在裂解管中放入少量適量乾燥試樣,管口用上述濾紙蓋住,加熱。如果蒸汽使濾紙上出現金黃色的斑點,這表明這些塑料可能含聚異丁烯,丁基橡膠,及聚丙烯(少量者要在幾分鐘之後才能顯色)。聚乙烯不反應。

天然橡膠,丁腈橡膠及聚丁二烯會產生棕色斑點。聚乙烯及聚丙烯熱解時產生蠟狀產物。聚乙烯的氣味象石蠟,而聚丙烯有輕微的芳香味。

聚苯乙烯及多數含苯乙烯共聚物的鑑定方法如下:放少量試樣於小試管中,加入四滴發煙硝酸,就會放出酸蒸氣而不破壞聚合物。殘餘物在火焰上加熱約1分鐘,固定試管,使開口端稍傾向下方,管口用濾紙片蓋上。

濾紙是這樣處理的:用2,4-二溴醌亞胺的乙醚溶液浸後在空氣中乾燥。如果加一滴氨水在濾紙上,濾紙變為藍色表明是苯乙烯。

如果試樣中仍含有一些游離的硝酸,試驗就全受到影響,濾紙變為棕色而掩蔽了藍色。

對苯乙烯-丁二烯共聚物及abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),這個鑑定反應也是有用的。丙烯腈是否存在可以用檢定氨來驗證。

不管是作為注射模型材料或作為玻璃材科,聚甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸酯塑料中都起著重要作用。

鑑定時,用0.5g試樣在試管中與約0.6g的千砂子共熱,解聚後得到甲基丙烯酸甲酯單體,可以在試管口用一團玻璃纖維來收集單體。

甲基丙烯酸甲酯單體可以從乙個試管蒸餾列另—試管中,兩試管用彎的玻璃管連線起來,彎管裝橡膠塞的一端塞在裝試樣的試管口上。將此單體與少量陷硝酸(密度1.4g/ml)加熱,直至得到清晰的黃色溶液為止。

冷卻後用約為它的體積一半的水稀釋,然後逐消加入5~10%的硝酸鈉溶液。溶液呈現藍綠色,就表單體是甲基丙烯酸甲酯,它可由氯仿抽提出來。

聚丙烯酸酯類熱裂解時,除了單體酯外,還產生幾種有強烈氣味的裂解產物,它們或者是黃色或者是棕色的,而且呈酸性。

聚丙烯腈最常以纖維形式遇見,它也可以存在聚丙烯氰與苯乙烯,丁二烯或甲基丙烯鉸甲酯的共聚塑料中。所有這些聚合物部含有氮。

丙烯腈聚合物的鑑定:將試樣、少量鋅紛及幾滴25%硫酸(1毫公升濃硫酸慢慢加到3毫公升水中配製而成),加入瓷坩鍋中,加熱該混合物,並用濾紙蓋住。如果有丙烯腈存在,濾紙就會出現淡藍色的斑點。

濾紙先用下述試劑溶液潤濕:溶解2.86克醋酸銅在1.

0公升水中。其次溶解14克聯苯胺到l00毫公升醋酸中,職67.5毫公升該溶液加入52.

5毫公升水中。把分別盛有醋酸銅和聯苯胺溶液的容器放在暗處儲存(備用:在使用前將這兩種溶液等體積混合)。

在共聚物中有丙烯氰,也可以用下法證明:在試管中加熱幹試樣,然後用試紙對生成的h**進行檢驗。

試紙的制法如下:溶解0.3克醋酸銅於l00毫公升水中.將濾紙條用該溶液潤濕.然後在空氣中乾燥。

正好在使用前,將濾紙浸於含有0.05克聯苯胺的100毫公升的醋酸溶液中(等體積的2n醋酸和水混合而成)。如果h**遇到溼濾紙,濾紙就變為藍色。

含醋酸乙烯醋的聚合物在熱分解時會產生醋酸,根據這一現象就可以進行鑑定。醋酸纖維素的行為也相類似。

試驗方法:熱裂解少量試樣.用含水的棉花收集蒸氣,然後用水洗棉花,將液體收集在試管中,加入3~4滴5%的硝酸銅水溶液,一滴0.1n碘溶液及1~2滴濃氨水,聚醋酸乙烯酯就變深藍色或者幾乎是黑色;聚丙烯酸酯變成淡紅色,聚醋酸乙烯酯呈綠至藍色。

進一步試驗:聚醋酸乙烯酯用0.01n碘-碘酸鉀溶液(0.1n碘溶液稀釋到原來體積的l0倍)浸濾紙,濾紙呈現紫-棕色,用水洗滌時顏色變深。

聚醋酸乙烯酯皂化就得到聚乙烯醇,作為塑料原料,聚乙烯醇並不重要。皂化度不同.鑑定反應的結果也不一樣,高皂化度的聚乙烯醇不溶於一般有機溶劑劑中.但溶於水及甲醯胺中。

與碘反應試驗如下:

將5毫公升聚乙烯醇的水溶液與2滴0.1n的碘-碘化鉀溶液反應。用水稀釋至顏色剛好能判別為止。

用5毫公升該溶液與刮勺尖那麼多的硼砂反應,搖動,用5毫公升濃鹽酸酸化,產生深綠色,特別是在未溶解的硼砂顆粒上產生的深綠色更為明顯.這就表明是聚乙烯醇。

除了聚氯乙烯(pvc)以外,含氯聚合物及氯乙烯的各種共聚物有:聚偏氯乙烯、含氯橡膠、氫氯化橡膠、氯化聚烯烴,聚氯丁二烯及聚三氟氯乙烯。除了用伯爾斯坦試驗來撿定氯之外,也可以用與吡啶的顏色反應來鑑定這些聚合物(見表)。

首先,試樣必須用乙醚抽提除去增塑劑。也可以將試樣溶解於四氫呋喃中.過濾除去可能存在的不溶成分,再加甲醇重新沉沉澱,抽濾後,在75℃以下乾燥,用少量試樣與1毫公升吡啶反應。靜置幾分鐘,然後加入2~5滴5%的氫氧化納甲醇溶液。

(1克氫氧化鈉溶解在20ml甲醇中).注意剛剛加入試劑時、5分鐘及l小時後的顏色變化。

進一步的試驗是將少量的除去了增塑劑的試件與1毫公升吡啶沸騰一分鐘,然同將溶液分為2份,重新加熱至沸騰,然後立即加2滴5%的氫氧化鈉甲醇溶液到其中一分溶液中,另乙份先冷卻,然後再加2滴氫氧化鈉甲醇溶液,觀察顏色及5分鐘後觀察顏色的變化。

聚氧亞甲基(甲醛或三氧雜環己烷坑的聚合物)是由甲醛加熱而形成的。甲醛對鉻變酸試驗為正結果。

將少量塑料試樣與2毫公升濃硫酸及少許鉻變酸晶體一起在60~70℃加熱約十分鐘。出現深紫色表明有甲醛存在。

幾乎所有用作塑料的聚碳酸酯都含有雙酚。鑑定時它們與對-甲胺基苯甲醛的顏色反應或gibss靛酚試驗都得到正結果。

聚碳酸酯在10%的氫氧化鉀乙醇溶液中加熱幾分鐘就會完全皂化。反應時有碳酸鉀鉀沉澱析出,過濾並用稀硫酸酸化沉澱,就會放出二氧化碳氣體。當加入氫氧化鋇溶液時就會產生碳酸鋇沉澱。

工業上最重要的聚醯胺有尼龍6、66、610、11及12。還有許多不同的聚醯胺共聚物,它們都可以象聚醯胺一樣用簡單的的方法進行鑑定(例如勺在火焰中就有燃燒牛角的氣味)。但是要進行完全簽定並不總是可能的。

有時,測定熔點可以將不同的聚醯胺區分開來:

聚醯胺型別熔點

尼龍6 215~225

尼龍66 250~260

尼龍610 210~220

尼龍11 180~190

尼龍12 170~180

聚醯胺也可以通過與對-二甲氨基苯甲醛的顯色反應來鑑定。

可以利用各種聚醯胺酸解後生成的酸來區分不同的聚醯胺。把5克試樣樣與50毫公升濃鹽酸在帶回流冷凝的燒瓶中進行加熱。回流直至大部分試樣溶解。

然後加入活性炭,將溶液加熱至沸騰,直至顏色啊色消失。趁熱進行過濾。冷卻後,酸會沉澱出來,過濾,並在少量水中使它重結晶。

如果沒有酸沉澱出來,則用乙醚抽提濾液.將抽提液中的乙醚蒸發掉,把殘留物在水中進行重結晶.這些酸的熔點如下t

己二酸(尼龍6 6) 1 52℃

癸二酸(尼龍610) 1 8 8℃

8-氨基己酸的鹽酸鹽(尼龍6) 1 2 8℃

11-氨基十一羧酸(尼龍1 1) 1 4 5℃

12-氨基十二羧酸(尼龍j 2) 168℃

聚氨酯在熱解時,在某種程度上會重新生成用來合成它們的異氰酸酯。鑑定方法為在試管中加熱乾燥試樣,使產生的氣體通過蓋在試管口上的濾紙,然後以1%的4-硝基苯並氟硼酸重氮鹽潤濕慮紙。隨著異氰酸酯型別的不同,濾紙會變為黃色、淡紅、棕色或紫色

酚樹脂是由酚或酚的衍生物和甲醛製成的。在許多情況下它們還含有無機或有機填料。固化以後,樹脂不溶於一般的溶劑中,但它們溶於苯胺中,並隨即分解。

酚樹脂可以用gibss靛酚試驗方法進行鑑定。結合的甲醛可用鉻變酸進行鑑定。

氨基塑料是甲醛與脲,硫脲,三聚氰胺或苯胺的縮合產物。它們常常用細木粉、石粉或石棉等作填科.通常主要用作模壓部件或層壓製品。全部氨基塑料都會有氮和結合甲醛.後者可以用鉻變酸來鑑定。

脲或硫脲樹脂脂的鑑定方法:取數毫克試樣,加入一滴熱濃硫酸(約110℃),加熱至幹。冷卻後,加入一滴苯胺,在195℃的油浴中加熱5分鐘。

冷卻,加入三滴稀氨水(1:1)及5滴10%的硫酸鎳溶液。同氯仿一起搖盪,溶液變為紅色到紫色,表明有脲或硫脲存在。

進行硫的鑑定試驗之後,可以將脲和硫脲區分開來。

三聚氰胺樹脂可以用熱裂解方法來鑑定。少量試樣與幾滴濃鹽酸置於熱裂解管中,放在190~200℃的油浴中加熱。用剛果紅試紙覆蓋管口,加熱,直至試紙不再變藍色為止。

冷卻,然後加入幾粒硫代硫酸鈉的晶體到冷卻的殘液中。熱解管口用3%過氧化氫溶液潤濕的剛果紅試紙蓋好。並在l60℃的油浴中加熱。

存在三聚氰胺時,試紙就變為藍色(脲醛樹脂例脂不反應)。

苯胺樹指也可以用熱裂解方法鑑定。將熱裂解出來的氣體通入次氯酸鈉或次氯酸鈣溶液中,產生紅紫色或紫色即為苯胺樹脂。

對於已經轉化的環氧基或已固化環氧樹脂中的交聯單元,都沒有簡單的專屬性的試驗方法。環氧樹脂對酚的gibbs靛酚試驗是正反應(由於存在雙酚a)。與酚樹脂相反,對甲醛的鉻變酸試驗是負反應。

當低於260℃進行熱裂解時,全部環氧樹脂都會產生乙醛。步驟為:在熱裂解管中放入試佯,管口用新配製的5%硝基***及嗎啉的水溶液潤濕的濾紙覆蓋,在油浴中加熱至240℃。

熱裂解放出的氣體通過濾紙時.濾紙變藍色表明是環氧樹脂樹脂。

用下達方法也可以些鑑別環氧樹脂:在室溫下,取約100毫克樹脂於約10毫公升濃硫酸中,然後加入約1毫公升濃硝酸。五分鐘以後,小心地加5%氫氧化鈉水溶液到溶液的頂部,如果存在雙酚a型環氧例脂,兩層溶液的介面就會出現櫻桃紅色。

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