Consumatorii și producătorii de materiale de ambalaj întâlnesc periodic nevoia de a recunoaște natura filmelor polimerice. Este bine cunoscut faptul că proprietățile de bază ale polimerilor sunt determinate de structura moleculară, astfel încât să prezicăm proprietățile structurii polimerului și identificarea acestuia, este suficient să se știe care sunt grupurile funcționale care fac parte din macromolecule.
Celulele de celuloză, de exemplu, datorită prezenței grupărilor hidroxil (-OH), gravitează spre moleculele de apă. Aceasta explică higroscopicitatea ridicată a peliculelor de celuloză și o schimbare puternică a proprietăților lor atunci când sunt umezite. Poliamidele conțin un număr relativ mic de grupări hidrofile (amide), astfel încât filmele din acestea absorb mult mai puțină umiditate. Polietilena tereftalat (lavsan), polietilenă, polipropilenă și polistiren nu conțin deloc niciun grup hidrofil.
Aceasta explică rezistența la apă a filmelor fabricate din astfel de polimeri. Grupurile funcționale pot fi determinate utilizând metode de cercetare instrumentală (spectroscopie IR, spectroscopie Raman, etc.). Dar aceste metode necesită condiții de laborator și întreținere calificată.
moduri simple și rapide pentru a recunoaște natura filmelor polimerice bazate pe faptul că acestea diferă în mod semnificativ în proprietățile fizice și organoleptice, precum și în ceea ce privește căldura, natura arderii și a reacțiilor chimice. Aceasta determină domeniul de aplicare al filmelor polimerice, facilitând în mare măsură identificarea necesară. Tabelul 1 prezintă principalii indicatori ai proprietăților fizice ale filmelor polimerice, cele mai des folosite ca ambalaje. Tabelul 2 prezintă trăsăturile distinctive ale filmelor polimerice.
Recunoașterea tipului de filme prin metode organoleptice și prin proprietățile lor fizice
În primul rând, filmele polimerice sunt luate în considerare cu atenție, notând caracteristicile lor externe și comparând rezultatele studiului cu datele din tabelul 2. În același timp, să ia în considerare următorii factori: o culoare și luciu (nume de ton și culoare, mat sau eșantion lucios), precum și natura suprafeței (gras, neted, aspră) o transparență (transparent, translucid, opac) o duritate, rigiditate sau elasticitate, flexibilitate o natura zgomotului atunci când pelicula este îndoită și rezistența sa la rupere. Rezultatele studiilor obținute pot fi comparate cu datele din tabel. 2.
După aceasta, pur și simplu alocați filmul unuia sau altui polimer prezentat în tabel. Prin proprietățile optice, adică vizual, este destul de dificil să se separe filmele polimerice între ele. Prin urmare, sunt studiate proprietățile lor mecanice. Filmele de LDPE, HDPE, PP și PVC neorientat în mâini sunt ușor întinse. Filmele de poliamidă, acetat de celuloză, PVC orientat și PS sunt inextensibile.
Filmele pe bază de polimeri sintetici (celofan și acetat de celuloză), nu rezistent să se rupă ușor divizat în direcție perpendiculară pe orientarea și zgomotul lor în timpul sfărâmare. Mai rezistent la ruperea filmelor de poliamidă și lavsan (PET). Ei fac, de asemenea, un zgomot când se destramă. În același timp, filmele LDPE, PVC plastifiat, PVDH nu produc zgomot în timpul zdrobitorii și au rezistență ridicată la rupere. Deoarece proprietățile fizice ale peliculelor polimerice diferă semnificativ, acest lucru le permite să fie utilizate ca teste pentru recunoașterea tipului de polimer.
În mare măsură, această situație se referă la cele mai frecvente poliolefine din tehnologiile de ambalare (LDPE, HDPE, PP). După cum se poate observa din tabel. 1, densitatea LDPE, HDPE, PP este mai mică decât una. filme bazate pe ele plutesc în apă, prin imersie de benzi plate de film polimeric, evitând apariția de bule de aer care distorsionează experiența poate fi separată imediat de alți polimeri poliolefine. Practic, densitatea este determinată prin simpla greutăți tehnice convenționale pe un braț de care este suspendat dintr-un cilindru de plasă pentru mostrele de film.
Densitatea se calculează prin raportul:
Densitatea = masa filmului în aer / (masa filmului în aer - masa filmului în apă)
Cu toate acestea, această metodă este mai degrabă aproximativă și este folosită în mod obișnuit pentru polimerii cu densitate scăzută. Pentru determinarea mai exactă a densității, sunt necesare studii suplimentare. Metodele de determinare a densității și a altor caracteristici fizice ale peliculelor polimerice pot fi găsite în GOST (specificații tehnice) corespunzătoare.
În funcție de valorile densității, polietilena de înaltă presiune se numește polietilenă de joasă densitate (LDPE), iar polietilena de joasă presiune este polietilenă de înaltă densitate (HDPE). Structura moleculară a celor două tipuri de polietilenă diferite în modul în care este produsă este aceeași, prin urmare, în aspect și alte caracteristici (tabelul 2), ambele polietilene diferă puțin unul de celălalt. LDPE are lanțuri moleculare mai ramificate decât HDPE.
Din acest motiv, acesta din urmă este mai cristalin și are o densitate mai mare. LDPE pentru rezistența la tracțiune este ușor inferior HDPE, și pentru rezistența la deformări repetate (încovoiere) este semnificativ superioară HDPE, a cărui rigiditate mai mare și filme mai puțin elastice. În același timp, permeabilitatea HDPE este de aproximativ 5-6 ori mai mică decât cea a LDPE. Prin urmare, HDPE este o barieră bună la umiditate.
Din tabel. 1 se poate observa că, împreună cu proprietățile fizico-mecanice (rezistență la tracțiune și rezistența la încovoiere, modul de elasticitate, alungire la rupere), toate acestea filmul de polimer diferă în mod substanțial în proprietăți termice (rezistență la căldură, temperatura de topire). Aceasta este baza pentru recunoașterea tipului de filme polimerice prin eșantioane pentru ardere.
LDPE (LDPE) - polietilenă de joasă densitate (presiune înaltă), HDPE (HDPE) - polietilenă de înaltă densitate (presiune joasă)) PP - polipropilenă PVC - clorură de polivinil, PVDC - clorură de poliviniliden, NSO - orientat polistiren, PA - o poliamidă, PET - polietilen tereftalat, PC - policarbonat, AC - acetat de celuloză.
Determinarea naturii polimerului prin metode termice
Proba este aprinsă și ținută în flacără timp de 5-10 secunde, fixând următoarele proprietăți:
- capacitatea de ardere (aprins, nu aprins)
- ușurință de aprindere (se aprinde ușor sau cu dificultate)
- natura arderii (arsuri în flacără și în afara ei, ars numai în flacără, luminează scurt și stinge în afara flăcării etc.)
- culoarea și caracterul flăcării (un luminos, verde, albastru, fum, scântei, altele) produse de ardere o miros (picant, dulce, fenol, etc.).
Semnele caracteristice ale arderii sunt observate cel mai clar atunci când eșantioanele sunt aprinse. În această perioadă, trebuie să fiți deosebit de atenți. Pentru a stabili tipul de probe, rezultatele experimentelor sunt comparate cu datele privind comportamentul filmelor polimerice în timpul arderii.
Prin natura de ardere și de ardere a produselor poliolefine miros care amintește de parafină, deoarece compoziția chimică elementară a acestor materiale este aceeași, ele diferă numai prin mărimea lanțurilor moleculare. Prin urmare, pentru a distinge PE din PP metode termice (precum și metode de utilizare a proprietăților organoleptice și fizice) este dificilă.
Acest lucru este posibil numai cu o anumită abilitate în produsele de ardere a mirosului, care au un PP mai pronunțat, asemănător mirosului de cauciuc ars sau ceară de arsură. Decizia finală asupra materialului din care se face ambalarea este luată pe baza rezultatelor unei evaluări complete și în ceea ce privește încălzirea, reacțiile chimice.
Identificarea filmelor polimerice prin proprietăți chimice
Dacă există o dificultate în determinarea denumirii polimerului prin caracteristicile organoleptice, proprietățile fizice și termice, studiile suplimentare ale filmelor sunt efectuate prin metode chimice. De regulă, astfel de metode sunt utilizate în litigiile de arbitraj, în cazul în care natura ambalajului nu poate fi stabilită altfel.
Pentru acest polimer poate fi supus descompunerii termice (piroliză), definind în produsele de disponibilitate degradare caracteristică pentru un anumit atomi de polimer (de exemplu, azot, clor, siliciu), sau grupe de atomi (fenol, grupe nitro, etc.). Predispus la reacții specifice, ca rezultat al cărui există un anumit efect indicator.
Aceste studii necesită aptitudini speciale în tehnica de lucru în laborator, cunoașterea tehnicilor speciale, care sunt prezentate în cartea [1]. Răspunsurile calitative la produsele de dizolvare sunt prezentate în Fig. Baza pentru determinarea tipului de peliculă de polimer din solubilitatea acestuia a fost schema din cartea [2].
Trimiteți-le prietenilor: