Загальні теоретичні положення

Споживачі та виробники пакувальних матеріалів періодично стикаються з необхідністю визначення та ідентифікації пакувальних матеріалів. На сьогоднішній день в Україні розроблено та діють державні стандарти на пакувальні матеріали (Додаток до роботи). Винятком залишаються полімерні плівкові та листові матеріали, а також комбіновані матеріали. В переважній більшості ці матеріали виготовляються у відповідності з технічними умовами, що розробляються підприємствами-виготовлювачами матеріалів.

Ідентифікація полімерних плівок

Основні властивості полімерних матеріалів визначаються складом і структурою їх макромолекулярних ланцюгів. Звідси ясно, що для ідентифікації полімерних плівок в першому наближенні може бути достатньою оцінка функціональних груп, що входять до складу макромолекул. Деякі полімери завдяки наявності гідроксильних груп тяжіють до молекул води. Це пояснює високу гігроскопічність, наприклад, целюлозних плівок і помітна зміна їх експлуатаційних характеристик при зволоженні. У інших полімерах (поліетилентерефталат, поліетилени, поліпропілен тощо) такі групи відсутні взагалі, що пояснює їх достатньо хорошу водостійкість.

Наявність тих або інших функціональних груп в полімері може бути визначена на основі існуючих і науково обґрунтованих інструментальних методів дослідження. Разом з тим, існують достатньо прості і швидкі практичні способи розпізнавання природи полімерних плівок. Ці способи засновані на тому, що полімерні плівки з різних полімерних матеріалів відрізняються одна від іншої за своїми зовнішніми ознаками, фізико-механічними властивостями, а також по відношенню до нагрівання, характеру їх горіння і розчинності в органічних і неорганічних розчинниках.

У багатьох випадках природу полімерних матеріалів, з яких виготовлені полімерні плівки, можна встановити за зовнішніми ознаками, при вивченні яких особливу увагу слід звертати на наступні особливості: стан поверхні, колір, блиск, прозорість, жорсткість і еластичність, стійкість до роздирання. Наприклад, неорієнтовані плівки з поліетиленів, поліпропілену і полівінілхлориду легко розтягуються. Плівки з поліаміду, ацетату целюлози, полістиролу, орієнтованих поліетиленів, поліпропілену, полівінілхлориду розтягуються погано. Плівки з ацетату целюлози нестійкі до роздирання, легко розщеплюються в напрямі, перпендикулярному їх орієнтації, а також шарудять при їх м'ятті. Стійкіші до роздирання поліамідні і поліетилентерефталатні плівки, які також шарудять при м'ятті. У той же час плівки з поліетилену низької щільності, пластифікованого полівінілхлориду не шарудять при м'ятті і володіють високою стійкістю до роздирання. Результати вивчення зовнішніх ознак досліджуваної полімерної плівки слід порівняти з характерними ознаками, наведеними в табл. 4.1, після чого вже можна зробити деякі попередні висновки.

Проте, як неважко з'ясувати з аналізу даних, наведених в табл. 4.1, не завжди за зовнішніми ознаками можна однозначно встановити природу полімеру, з якого виготовлена плівка. В цьому випадку, необхідно спробувати кількісно оцінити які-небудь фізико-механічні характеристики наявного зразка полімерної плівки. Як видно, наприклад, з даних, наведених в табл. 4.2, щільність деяких полімерних матеріалів (ПЕНГ, ПЕВГ, ПП) менше одиниці, а, отже, зразки цих плівок повинні плавати у воді.

Крім особливостей у фізико-механічних характеристиках слід зазначити і існуючі відмінності в характерних ознаках різних полімерів при їх горінні. Цей факт дозволяє використовувати на практиці так званий метод ідентифікації полімерних плівок при поведінці у полум'ї. Він полягає в тому, що зразок плівки підпалюють і витримують у відкритому полум'ї протягом 5…10 секунд, фіксуючи при цьому наступні властивості: здібність до горіння і його характер, колір і характер полум'я, запах продуктів горіння тощо. Характерні ознаки горіння найвиразніше спостерігаються у момент підпалу зразків. Для встановлення виду полімерного матеріалу, з якого виготовлена плівка, необхідно порівняти результати проведеного випробування з даними про характерні особливості поведінки полімерів при горінні, наведеними в табл. 4.3.

Як видно з даних, наведених в табл. 4.3, за характером горіння і запаху продуктів горіння поліолефіни (поліетилени і поліпропілен) нагадують парафін. Це цілком зрозуміло, оскільки елементарний хімічний склад цих речовин один і той же. Звідси виникає складність в розрізненні поліетиленів і поліпропілену. Проте при певному навику можна відрізнити поліпропілен за різкішим запахом продуктів горіння з відтінками паленої гуми або сургучу, що горить.

Викладені вище практичні методи визначення виду полімерних матеріалів, з яких виготовлені полімерні плівки, носять до певної міри суб'єктивний характер, а, отже, не можуть гарантувати їх стопроцентної ідентифікації.

Таблиця 4.1

Зовнішні ознаки полімерних плівок

Вид полімеру	Механічні	Стан поверхні на дотик	Колір	Прозорість	Блиск
ПЕВТ	М'яка, еластична, стійка до роздирання	Масляниста, гладка	Безбарвна	Прозора	Матова
ПЕНТ	Жорсткувата, стійка до роздирання	Злегка масляниста, гладка, слабо шарудить	Безбарвна	Напівпрозора	Матова
ПП	Жорсткувата, злегка еластична, стійка до роздирання	Суха, гладка	Безбарвна	Прозора або напівпрозора	Середній
ПВХ	Жорсткувата, стійка до роздирання	Суха, гладка	Безбарвна	Прозора	Середній
ПС	Жорстка, стійка до роздирання	Суха, гладка, сильно шарудить	Безбарвна	Прозора	Високий
ПЕТФ	Жорстка, слабо стійка до роздирання	Суха, гладка, сильно шарудить	Безбарвна або з голубуватим відтінком	Прозора	Середній

Таблиця 4.2

Фізико-механічні характеристики полімерних плівок при 20 °C

Вид полімеру	Щільність, кг/м³	Міцність при розриві, МПа	Відносне подовження при розриві, %	Температура плавлення, °C
ПЕВТ	910-930	10-16	150-600	102-105
ПЕНТ	940-960	20-32	400-800	125-138
ПП	900-920	30-35	200-800	165-170
ПВХ	1370-1420	47-53	30-100	150-200
ПС	1050-1100	60-70	18-22	170-180
ПЕТФ	1360-1400	60-80	50-75	240-270

Таблиця 4.3

Характеристики горіння полімерних плівок

Вид полімеру	Поведінка матеріалу у вогні	Забарвлення полум'я	Запах продуктів горіння	Властивості крапель, що остигнули
ПЕВТ	Горить синюватим полум'ям, що світиться, з оплавленням і потоками полімеру, що горять. При горінні стає прозорим, ця властивість зберігається тривалий час після гасіння полум'я. Горить без кіптяви. Краплі, що горять, при падінні з достатньої висоти (близько півтора метрів), видають характерний звук	Всередині синювате, без кіптяви	Парафіну, що горить	Схожі на застиглий парафін, дуже м'які, при розтиранні між пальцями жирні на дотик і з характерним запахом парафіну
ПЕНТ	Горіння аналогічно горінню ПЕВТ	Всередині синювате, без кіптяви	Парафіну, що горить
ПП	При внесенні у вогонь, поліпропілен горить полум'ям, що яскраво світиться. Горіння аналогічно горінню ПЕВТ, але запах гостріший і солодкуватий. При горінні утворюються потоки полімеру. У розплавленому вигляді - прозорий, при охолодженні - каламутніє. Якщо торкнутися розплаву сірником, то можна витягнути довгу, достатньо міцну нитку	Всередині синювате, без кіптяви	Гострий запах паленої гуми, сургучу	Краплі розплаву, що остигнув, жорсткіше, ніж у ПЕВТ, твердим предметом давляться з хрускотом.
ПВХ	Погано горить (при видаленні з полум'я загасає). При горінні сильно коптить	Голубувато-зелене з кіптявою	Хлористого водню, дуже різкий, гострий	При згоранні утворюється чорна, вуглеподібна речовина (легко розтирається між пальцями в сажу).
ПС	Горить яскравим полум'ям, що сильно коптить (цілі пластівці кіптяви тонкими павутинами злітають вгору)	Жовтувате з сильною кіптявою	Солодкуватий (квітковий)
ПЕТФ	Полум'я, що сильно коптить. При нагріванні покривається великою кількістю дрібних бульбашок, каламутніє. При видаленні з полум'я загасає	Світиться	Солодкуватий, нагадує запах свіжого хліба	Склоподібні, крихкі.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лабораторна робота № 4	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.014 сек.