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各種廢塑料簡易鑒別知識和方法
通過觀察塑料的外觀，可初步鑒別出塑料制品所屬大類：熱塑性塑料，，熱固性塑料或彈性體。一般熱塑性塑料有結(jié)晶和無定形兩類。結(jié)晶性塑料外觀呈半透明，乳濁狀或不透明，只有在薄膜狀態(tài)呈透明狀，硬度從柔軟到角質(zhì)。無定形一般為無色，在不加添加劑時為全透明，硬度從硬于角質(zhì)橡膠狀（此時常加有增塑劑等添加劑）。熱固性塑料通常含有填且不透料明，如不含填料時為透明。彈性體具橡膠狀手感，有一定的拉伸率。
上述三類塑料的加熱特征也是各不相同的，通過加熱的方法可以鑒別。熱塑性塑料加熱時軟化，易熔融，且熔融時變得透明，常能從熔體拉出絲來，通常易于熱合。熱固性塑料加熱至材料化學(xué)分解前，保持其原有硬度不軟化，尺寸較穩(wěn)定，至分解溫度炭化。彈性體加熱時，直到化學(xué)分解溫度前，不發(fā)生流動，至分解溫度材料分解炭化。
常用熱塑性塑料的軟化或熔融溫度范圍見表
| 塑料品種 | 軟化或熔融范圍/°c | 塑料品種 | 軟化或熔融范圍/oc |
| 聚醋酸乙烯 | 35~ 85 | 聚氧化甲烯 | 165~185 |
| 聚苯乙烯 | 70~115 | 聚丙烯 | 160~170 |
| 聚氯乙烯 | 75~90 | 尼龍12 | 170~180 |
| 聚乙烯 | |||
| 密度0.92/ cm3 | 110 | 尼龍11 | 180~190 |
| 密度0.94/ cm3 | 約120 | 聚三氟氯乙烯 | 200~220 |
| 密度0.96/ cm3 | 約130 | 尼龍610 | 210~ 220 |
| 聚-1-丁烯 | 125~ 135 | 尼龍6 | 215~225 |
| 聚偏二氯乙烯 | 115~ 140（軟化） | 聚碳酸酯 | 220~ 230 |
| 有機玻璃 | 126~ 160 | 聚-4-甲基戊烯-1 | 240 |
| 醋酸纖維素 | 125~175 | 尼龍66 | 250~260 |
| 聚丙烯腈 | 130~ 150（軟化） | 聚對苯二甲酸乙二醇酯 | 250~260 |
熱塑性塑料在溶劑中會發(fā)生溶脹，但一般不溶于冷溶劑，在熱溶劑中，有些熱塑性塑料會發(fā)生溶解，如聚乙烯溶于二甲苯中，熱固性塑料在溶劑中不溶，一般也不發(fā)生溶脹或僅輕微溶脹，彈性體不溶于溶劑，但通常會發(fā)生溶脹。
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塑料的溶解性
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聚合物
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溶劑
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非溶劑
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| 聚乙烯 | 對二甲苯①，三氯苯① | 丙酮，乙醚 |
| 聚-1-丁烯 | 癸烷①，十氫化萘① | 低級醇 |
| 全同立構(gòu)聚丙烯 | ||
| 無規(guī)聚丙烯 | 烴類，乙酸異戊酯 | 醋酸乙酯，丙醇 |
| 聚異丁烯 | 己烷，苯，四氧化碳，四氫呋喃 | 丙酮，甲醇，乙酸甲酯 |
| 聚丁二烯 | 脂肪族和芳香族烴類 | |
| 聚異戊二烯 | ||
| 聚苯乙烯 | 苯，甲苯，三氯甲烷，環(huán)己酮，乙酸丁酯，二硫化碳 | 低級醇，乙醚（溶脹） |
| 聚氯乙烯 | 四氫呋喃，環(huán)己酮，甲酮，二甲基甲酰胺 | 甲醇，丙酮，庚烷 |
| 聚氟乙烯 | 環(huán)己酮，二甲胺基甲酰胺 | 脂肪族烴類，甲醇 |
| 聚四氟乙烯 | 不可溶 | |
| 聚乙烯異烯酯 | 苯，三氯甲烷，甲醇，丙酮，乙酸丁酯 | 乙醚石油醚，丁醇 |
| 聚乙烯異丁醚 | 異丙醇，甲基乙烯酮，三氯甲烷，芳香族烴類 | 甲醇，丙酮 |
| 聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯 | 三氯四烷，丙酮，乙酸乙酯，四氫呋喃，甲苯 | 甲醇，乙醚，石油醚 |
| 聚丙烯腈 | 二甲胺基甲酰胺，二甲亞砜，濃硫酸水 | 醇類，乙醚，水，烴類, |
| 聚丙烯酰胺 | 水 | 甲醇，丙酮 |
| 聚丙烯酸 | 水，稀堿類，甲醇，二噁烷，二甲胺基甲酰胺 | 烴類，甲醇，丙酮，乙醚 |
| 聚乙烯醇 | 水，二甲基甲酰胺①，二甲亞砜 | 烴類，甲醇，丙酮，乙醚 |
| 纖維素 | 含水氫氧化銅銨，含水氯化鋅，含水硫氰酸鈣 | 甲醇，丙酮 |
| 三醋酸纖維素 | 丙酮，三氯甲烷，二噁烷 | 甲醇，乙醚 |
| 甲基纖維素（三甲基） | 三氯甲烷，苯 | 乙醇，乙醚，石油醚 |
| 羧甲基纖維素 | 水 | 甲醇 |
| 脂肪族聚脂類 | 三氯甲烷，甲酸，苯 | 甲醇，乙醚，脂肪族烴類 |
| 對苯二甲酸乙二醇酯 | 間甲酚，鄰氯酚，硝基苯，三氯乙酸 | 甲醇，丙酮，脂肪族烴類 |
| 聚酰胺 | 甲酸，濃硫酸，二甲胺基甲酰胺，間甲酚 | 甲醇，乙醚，烴類 |
| 聚氨基甲酸酯類（不交聯(lián)） | 甲酸，γ-丁內(nèi)脂，二甲胺基甲酰胺，間甲酚 | 甲醇，乙醚，烴類 |
| 聚氧化甲烯 | γ-丁內(nèi)酯①，二甲基甲酰胺①，苯甲醇① | 甲醇，乙醚，脂肪族烴類 |
| 聚氧化乙烯 | 水，苯，二甲基甲酰胺 | 脂肪族烴類，乙醚 |
| 聚二甲基硅氧化烷 | 三氯甲烷，庚烷，苯，乙醚 | 甲醇，乙醇 |
塑料的品種不同，其密度也不同，可利用測定密度的方法來鑒別塑料，但此時應(yīng)將發(fā)泡制品分別出來，因為發(fā)泡沫塑料的密度不是材料的真正的密度。在實際工業(yè)上，也有利用塑料的密度不同來分選塑料的。常用塑料的密度見下表：
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密度/（g/cm3）
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材料
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密度/（g/cm3）
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材料
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| 0．80 | 硅橡腔（可用二氧化硅填充到1。25） | 1．19~1．35 | 增塑聚氯乙烯（大約含有40%增塑劑） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．83 | 聚甲基戊烯 | 1．20~1．22 | 聚碳酸酯（雙酚A型） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．85~0．91 | 聚丙烯 | 1．20~1．26 | 交聯(lián)聚氨酯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．89~0．93 | 高壓（低密度）聚乙烯 | 1．26~1．28 | 苯酚甲醛樹脂（未填充） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．91~0．92 | 1-聚丁烯 | 1．26~1．31 | 聚乙烯醇 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．9~0．93 | 聚異丁烯 | 1．25~1．35 | 乙酸纖維素 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．92~1．00 | 天然橡膠 | 1．30~1．41 | 苯酚甲醛樹脂（填充有機材料：紙，織物） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0．92~0．98 | 低壓（高密度）聚乙烯 | 1．30~1．40 | 聚氟乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．01~1．04 | 尼龍12 | 1．34~1．40 | 賽璐珞 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．03~1．05 | 尼龍11 | 1．38~1．41 | 聚對苯二甲酸乙二醇酯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．04~1．06 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） | 1．38~1．50 | 硬質(zhì)PVC | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．04~1．08 | 聚苯乙烯 | 1．41~1．43 | 聚氧化甲烯（聚甲醛） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．05~1．07 | 聚苯醚 | 1．47~1．52 | 脲-三聚氰胺樹脂（加有有機填料） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．06~1．10 | 苯乙烯-丙烯腈共聚物 | 1．47~1．55 | 氯化聚氯乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．07~1．09 | 尼龍610 | 1．50~2．00 | 酚醛塑料和氨基塑料（加有無機填料） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．12~1．15 | 尼龍6 | 1．70~1．80 | 聚偏二氟乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．13~1．16 | 尼龍66 | 1．80~2．30 | 聚酯和環(huán)氧樹脂（加有玻璃纖維） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．10~1．40 | 環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂 | 1．86~1．88 | 聚偏二氯乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．14~1．17 | 聚丙烯腈 | 2．10~2．20 | 聚三氟-氯乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．15~1．25 | 乙酰丁酸纖維素 | 2．10~2．30 | 聚四氟乙烯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．161．20 | 聚甲基丙烯酸甲酯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．17~1．20 | 聚乙酸乙烯酯 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．18~1．24 | 丙酸纖維素 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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常用于塑料的密度鑒別的溶液
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熱解試驗鑒別法是在熱解管中加熱塑料至熱解溫度，然后利用石蕊試紙或pH試紙測試逸出氣體的pH值來鑒別的方法。
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常用塑料熱解產(chǎn)物石蕊和pH值試紙測試結(jié)果
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石蕊試紙
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紅
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基本上無變色
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藍
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pH試紙
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0．5~4．0
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5．0~5．5
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8．0~9．5
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| 含鹵素聚合物 聚乙烯酯 纖維素酯 聚對苯二甲酸乙二酯 酚醛樹脂 聚氨酯彈性體 不飽和聚酯樹脂 含氟聚合物 硬纖維板 聚硫醚 | 聚烯烴 聚乙烯醇 聚乙烯醇縮甲醛 聚乙烯醚 苯乙烯聚合物（包括：苯乙烯-丙烯腈共聚物）② 聚甲基丙烯酸酯 聚氧化甲烯 聚碳酸酯 線形聚氨酯 酚醛樹脂環(huán) 氧樹脂 交聯(lián)聚氨酯 | 聚酰胺 ABS聚合物 聚丙烯腈 酚和甲酚樹脂 氨基樹脂（苯胺-三聚氰胺-和脲醛樹脂） |
| ①緩慢地加熱熱解管②有些樣品表現(xiàn)出微弱的堿性 | ||
6． 塑料的燃燒試驗鑒別
燃燒試驗鑒別法是利用小火燃燒塑料試樣，觀察塑料在火中和火外時的燃燒性， 同時注意熄火后，熔融塑料的落滴形式及氣味來鑒別塑料種類的方法。
7．塑料的顯色反應(yīng)鑒別
通過不同的指示劑可鑒別某些塑料，在2ml熱乙酸酐中溶解或懸浮幾毫克試樣，冷卻后加入3滴50%的硫酸（由等體積的水和濃硫酸制成），立即觀察顯色反應(yīng)，在試樣放置10min后再觀察試樣顏色，再在水浴中將試樣加熱至100度，觀察試樣顏色。用此法可鑒別下表中的塑料。此顯色反應(yīng)稱為Liebermann-Storch-Morawski反應(yīng)
含氯塑料有聚氯乙烯，氯化聚氯乙烯，氯化橡膠，聚氯丁二烯，聚偏二氯乙烯，聚氯乙烯混配料等，它們可通過吡啶顯色反應(yīng)來鑒別。見下圖表。注意，試驗前，試料必須經(jīng)乙醚萃取，以除去增塑劑，試驗方法：將經(jīng)乙醚苯取過的試樣溶于四氫呋喃，濾去不溶成分，加入甲醇使之沉淀，萃取后在前75度以下干燥。將干燥過的少量試樣用不著1ml吡啶與之反應(yīng)，過幾分鐘后，加入2到場滴5%氫氧化鈉的甲醇溶液（1g氫氧化鈉溶解于是20ml甲醇中），立即觀察一下顏色，5min和1h后再分別觀察一次。根據(jù)顏色即可鑒別不同的含氯塑料。
尼龍也可通過對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)來鑒別。此鑒別如下：在試管中加熱0。1 ~0。2g 試樣，將熱分解物置于小棉花塞上，在綿花上滴上濃度為14%的對二甲基氨基苯的甲醇溶液，再滴一滴濃鹽酸，如為尼龍則顯示棗紅色。
對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)也可用來鑒別聚碳酸酯.當(dāng)顯示的顏色為深藍色時,即可知材料為聚碳酸酯.
彈性體或橡膠可用Burchfield顯色反應(yīng)來鑒別其種類.方法如下:在試管中加熱0.5 g試樣,將產(chǎn)生的熱解氣化物通入1.5ml試劉(在100ml甲醇中加入1g 對二甲基氨基苯甲醛和0。01g 對苯二酚，緩慢加熱溶解后，加入5ml濃鹽和10ml乙二醇)中，觀察其顏色，然后，加入5ml甲醇稀釋溶液，并使之沸騰 3min，再觀察其顏色。不同種類彈性體或橡膠的Burchfield 顯色反應(yīng)結(jié)果見下表：
含不飽和雙鍵的聚合物可用Wijs溶液鑒別。溶液制備：將6~7ml純一氯化碘溶解于1L醋酸中制得。檢驗時，先將材料溶解在四氯化碳或熔化的對二氯苯（熔點50oc）中，滴加Wijs溶液，如材料帶有雙鍵，則使溶液褪色。
燃燒試驗鑒別法是利用小火燃燒塑料試樣，觀察塑料在火中和火外時的燃燒性， 同時注意熄火后，熔融塑料的落滴形式及氣味來鑒別塑料種類的方法。
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燃燒性能
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火焰狀態(tài)
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氣化物氣味
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材料
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| 不燃———— | —————— | 刺激性（氫氟酸，HF） | 聚硅酮 聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯 聚酰亞胺 |
| 阻燃，離開火焰后即熄滅 | 明亮，有黑煙鮮黃色，火苗邊緣呈綠色，閃亮，有黑煙黃色，有灰煙，桔黃色，有藍煙 | 苯酚，甲醛氨，胺，甲醛鹽酸————燒焦的動物角質(zhì) | 酚醛樹脂 氨基樹脂 氯化橡膠，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯（無易燃增塑劑） 聚碳酸酯硅橡膠聚酰胺 |
| 在火焰中燃燒，離開火焰則緩慢熄滅或依舊燃燒 | 黃色，閃亮，材料分解，桔黃色，桔黃色，有黑煙，黃色，邊緣呈藍色，黃色，中心呈藍色 | 苯酚，燒焦的紙有刺激性，損傷氣管燒焦的橡膠新鮮芳香有刺激性（異氰酸酯）石蠟 | 酚醛樹脂 聚乙烯醇 聚氯丁二烯 聚對苯二甲酸乙二醇酯 聚氨酯聚乙烯，聚丙烯 |
| 易引燃，離開火焰后繼續(xù)燃燒 | 閃亮，有黑煙黃色閃亮，有黑煙深黃色，有少許黑煙深黃色，有黑煙閃亮，中心呈藍色放出火花 | 有強烈刺激性苯酚芳香，天然后味乙酸燒焦橡膠芳香，水果香甲醛 | 聚酯樹脂（玻璃纖維增強）環(huán)氧樹脂（玻璃纖維增強）聚苯乙烯 聚乙酸乙烯橡膠 聚甲基丙烯酸甲酯 聚氧化甲烯 |
| 易引燃，離開火焰后繼續(xù)燃燒 | 深黃色微弱的火花淺綠色，放出火花桔黃色明亮而強烈 | 乙酸和丁酸 乙酸 燒焦的紙 氮的氧化物 | 乙酸丁酯纖維素乙酸纖維素 纖維素 硝酸纖維素 |
通過不同的指示劑可鑒別某些塑料，在2ml熱乙酸酐中溶解或懸浮幾毫克試樣，冷卻后加入3滴50%的硫酸（由等體積的水和濃硫酸制成），立即觀察顯色反應(yīng)，在試樣放置10min后再觀察試樣顏色，再在水浴中將試樣加熱至100度，觀察試樣顏色。用此法可鑒別下表中的塑料。此顯色反應(yīng)稱為Liebermann-Storch-Morawski反應(yīng)
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幾種塑料的Liebermann-Storch-Morawski顯色反應(yīng)
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| 材料 | 立即顯色 | 10min后顏色 | 加熱到100度后顏色 |
| 酚醛樹脂 | 淺紅紫-粉紅色 | 棕色 | 棕-紅色 |
| 聚乙烯醇 | 無色-淡黃色 | 無色-淺黃色 | 棕色-黑色 |
| 聚乙酸乙烯酯 | 無色-淺黃色 | 藍灰色 | 棕色-黑色 |
| 氯化橡膠 | 黃棕色 | 黃棕色 | 淺紅色-黃棕色 |
| 環(huán)氧樹脂 | 無色到黃色 | 無色到黃色 | 無色-黃色 |
| 聚氨酯 | 檸檬黃 | 檸檬黃 | 棕色-綠熒光 |
尼龍也可通過對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)來鑒別。此鑒別如下：在試管中加熱0。1 ~0。2g 試樣，將熱分解物置于小棉花塞上，在綿花上滴上濃度為14%的對二甲基氨基苯的甲醇溶液，再滴一滴濃鹽酸，如為尼龍則顯示棗紅色。
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吡啶用于含氯塑料的顯色反應(yīng)
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| 材料 |
與吡啶和試劑溶液一起煮沸
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與吡啶煮沸，冷卻后加入試劑溶液
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在試樣中加入試劑溶液和吡啶，不加熱
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即刻
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5min 后
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即刻
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5min 后
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即刻
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5min 后
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| 聚氯乙烯 |
紅-棕
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血紅，棕-紅
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血紅，棕-紅
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紅-棕，黑沉淀
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紅-棕
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黑- 棕
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| 氯化聚氯乙烯 |
血紅，棕-紅
|
棕-紅
|
棕-紅
|
紅-棕，黑沉淀
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紅-棕
|
紅-棕
|
| 氯化橡膠 |
深紅-棕
|
深紅-棕
|
黑- 棕
|
黑- 棕沉淀
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茶青-棕
|
茶青-棕
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| 聚氯丁二烯 |
白色-渾濁
|
白色-渾濁
|
無色
|
無色
|
白色-渾濁
|
白色-渾濁
|
| 聚偏二氯乙烯 |
棕-黑
|
棕-黑沉淀
|
棕-黑沉淀
|
黑- 棕沉淀
|
棕-黑
|
棕-黑
|
| 聚氯乙烯混合料 |
黃
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棕-黑沉淀
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白色-渾濁
|
白色沉淀
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無色
|
無色
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對二甲基氨基苯甲醛顯色反應(yīng)也可用來鑒別聚碳酸酯.當(dāng)顯示的顏色為深藍色時,即可知材料為聚碳酸酯.
彈性體或橡膠可用Burchfield顯色反應(yīng)來鑒別其種類.方法如下:在試管中加熱0.5 g試樣,將產(chǎn)生的熱解氣化物通入1.5ml試劉(在100ml甲醇中加入1g 對二甲基氨基苯甲醛和0。01g 對苯二酚，緩慢加熱溶解后，加入5ml濃鹽和10ml乙二醇)中，觀察其顏色，然后，加入5ml甲醇稀釋溶液，并使之沸騰 3min，再觀察其顏色。不同種類彈性體或橡膠的Burchfield 顯色反應(yīng)結(jié)果見下表：
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不同種類彈性體或橡膠的Burchfield顯色反應(yīng)結(jié)果
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彈性體
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熱解蒸氣與試劑接觸處
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在持續(xù)沸騰和加甲醇后
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空白試驗
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淡黃色
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淡黃色
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天然橡膠（聚異戊二烯）
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黃棕色
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綠-紫-藍色
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聚丁二烯
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淡綠色
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藍綠色
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丁基橡膠
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黃色
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黃棕色至淡紫色
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苯乙烯-丁二烯共聚物
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黃綠色
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綠色
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|
丁二烯-丙烯腈共聚物
|
橙紅色
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紅色至紅棕色
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|
聚氯丁二烯
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黃綠色
|
淡黃綠色
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硅橡膠
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黃色
|
黃色
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聚氨酯彈性體
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黃色
|
黃色
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塑料的分子結(jié)構(gòu)中有的含有除碳，氫以外的雜原子。通過雜原子的試驗也可鑒別不同的塑料。按雜原子的塑料分類見下表：
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塑料按所含雜原子的分類
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雜原子
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O,鹵素
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N，O
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S,O
|
Si
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N,S
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N,S,P
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| 不可皂化 | 可皂化 | ||||||||
| 皂化值SN<200 | 皂化值SN>200 | ||||||||
| 聚烯烴類 | 聚乙烯醇 | 天然樹脂 | 聚乙酸乙烯及其共聚物 | 聚氯乙烯 | 聚酰胺 | 聚亞烴化硫 | 聚硅酮 | 硫脲縮聚物 | 酪素樹脂 |
| 聚苯乙烯 | 聚乙烯醚 | 改性酚醛樹脂 | 聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯 | 聚偏二氯乙烯 | 聚氨酯聚脲 | 硫化橡膠 | 聚硅氧烷 | 硫酰胺縮聚物 | |
| 聚異戊二烯 | 聚乙烯醇縮醛 | 聚酯 | 聚氟烴 | 氨基塑料聚丙烯腈及基共聚物 | |||||
| 丁基橡膠 | 聚乙二醇聚縮醛酚樹脂 醛二甲苯 樹脂纖維素醚纖維素 | 醇酸樹脂纖維素酯氫氯化橡膠 | 氯化橡膠聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮 | 氯化橡膠聚乙烯咔唑聚乙烯吡咯酮 | |||||
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各種尼龍的熔點范圍
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| 聚酰胺類型 | 熔點范圍/oc | 聚酰胺類型 | 熔點范圍/oc |
| 尼龍6 | 215~225 | 尼龍1010 | 190~200 |
| 尼龍66 | 250~260 | 尼龍11 | 180~190 |
| 尼龍610 | 210~220 | 尼龍12 | 170~180 |