6. 塑料的燃烧试验鉴别
燃烧试验鉴别法是利用小火燃烧塑料试样,观察塑料在火中和火外时的燃烧性, 同时注意熄火后,熔融塑料的落滴形式及气味来鉴别塑料种类的方法。
燃烧性能 |
火焰状态 |
气化物气味 |
材料 |
不燃———— |
—————— |
刺激性(氢氟酸,HF) |
聚硅酮 聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯 聚酰亚胺 |
阻燃,离开火焰后即熄灭 |
明亮,有黑烟鲜黄色,火苗边缘呈绿色,闪亮,有黑烟黄色,有灰烟,桔黄色,有蓝烟 |
苯酚,甲醛氨,胺,甲醛盐酸————烧焦的动物角质 |
酚醛树脂 氨基树脂 氯化橡胶,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯(无易燃增塑剂) 聚碳酸酯硅橡胶聚酰胺 |
在火焰中燃烧,离开火焰则缓慢熄灭或依旧燃烧 |
黄色,闪亮,材料分解,桔黄色,桔黄色,有黑烟,黄色,边缘呈蓝色,黄色,中心呈蓝色 |
苯酚,烧焦的纸有刺激性,损伤气管烧焦的橡胶新鲜芳香有刺激性(异氰酸酯)石蜡 |
酚醛树脂 聚乙烯醇 聚氯丁二烯 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚氨酯聚乙烯,聚丙烯 |
易引燃,离开火焰后继续燃烧 |
闪亮,有黑烟黄色闪亮,有黑烟深黄色,有少许黑烟深黄色,有黑烟闪亮,中心呈蓝色放出火花 |
有强烈刺激性苯酚芳香,天然后味乙酸烧焦橡胶芳香,水果香甲醛 |
聚酯树脂(玻璃纤维增强)环氧树脂(玻璃纤维增强)聚苯乙烯 聚乙酸乙烯橡胶 聚甲基丙烯酸甲酯 聚氧化甲烯 |
易引燃,离开火焰后继续燃烧 |
深黄色微弱的火花浅绿色,放出火花桔黄色明亮而强烈 |
乙酸和丁酸 乙酸 烧焦的纸 氮的氧化物 |
乙酸丁酯纤维素乙酸纤维素 纤维素 硝酸纤维素 |
7.塑料的显色反应鉴别
通过不同的指示剂可鉴别某些塑料,在2ml热乙酸酐中溶解或悬浮几毫克试样,冷却后加入3滴50%的硫酸(由等体积的水和浓硫酸制成),立即观察显色反应,在试样放置10min后再观察试样颜色,再在水浴中将试样加热至100度,观察试样颜色。用此法可鉴别下表中的塑料。此显色反应称为Liebermann-Storch-Morawski反应
几种塑料的Liebermann-Storch-Morawski显色反应 |
材料 |
立即显色 |
10min后颜色 |
加热到100度后颜色 |
酚醛树脂 |
浅红紫-粉红色 |
棕色 |
棕-红色 |
聚乙烯醇 |
无色-淡黄色 |
无色-浅黄色 |
棕色-黑色 |
聚乙酸乙烯酯 |
无色-浅黄色 |
蓝灰色 |
棕色-黑色 |
氯化橡胶 |
黄棕色 |
黄棕色 |
浅红色-黄棕色 |
环氧树脂 |
无色到黄色 |
无色到黄色 |
无色-黄色 |
聚氨酯 |
柠檬黄 |
柠檬黄 |
棕色-绿荧光 |
含氯塑料有聚氯乙烯,氯化聚氯乙烯,氯化橡胶,聚氯丁二烯,聚偏二氯乙烯,聚氯乙烯混配料等,它们可通过吡啶显色反应来鉴别。见下图表。注意,试验前,试料必须经乙醚萃取,以除去增塑剂,试验方法:将经乙醚苯取过的试样溶于四氢呋喃,滤去不溶成分,加入甲醇使之沉淀,萃取后在前75度以下干燥。将干燥过的少量试样用不着1ml吡啶与之反应,过几分钟后,加入2到场滴5%氢氧化钠的甲醇溶液(1g氢氧化钠溶解于是20ml甲醇中),立即观察一下颜色,5min和1h后再分别观察一次。根据颜色即可鉴别不同的含氯塑料。
尼龙也可通过对二甲基氨基苯甲醛显色反应来鉴别。此鉴别如下:在试管中加热0。1 ~0。2g 试样,将热分解物置于小棉花塞上,在绵花上滴上浓度为14%的对二甲基氨基苯的甲醇溶液,再滴一滴浓盐酸,如为尼龙则显示枣红色。
吡啶用于含氯塑料的显色反应 |
材料 |
与吡啶和试剂溶液一起煮沸 |
与吡啶煮沸,冷却后加入试剂溶液
|
在试样中加入试剂溶液和吡啶,不加热 |
|
即刻 |
5min 后 |
即刻 |
5min 后 |
即刻 |
5min 后 |
聚氯乙烯 |
红-棕 |
血红,棕-红 |
血红,棕-红 |
红-棕,黑沉淀 |
红-棕 |
黑- 棕 |
氯化聚氯乙烯 |
血红,棕-红 |
棕-红 |
棕-红 |
红-棕,黑沉淀 |
红-棕 |
红-棕 |
氯化橡胶 |
深红-棕 |
深红-棕 |
黑- 棕 |
黑- 棕沉淀 |
茶青-棕 |
茶青-棕 |
聚氯丁二烯 |
白色-浑浊 |
白色-浑浊 |
无色 |
无色 |
白色-浑浊 |
白色-浑浊 |
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 |
黄 |
棕-黑沉淀 |
白色-浑浊 |
白色沉淀 |
无色 |
无色 |
对二甲基氨基苯甲醛显色反应也可用来鉴别聚碳酸酯.当显示的颜色为深蓝色时,即可知材料为聚碳酸酯.
弹性体或橡胶可用Burchfield显色反应来鉴别其种类.方法如下:在试管中加热0.5 g试样,将产生的热解气化物通入1.5ml试刘(在100ml甲醇中加入1g 对二甲基氨基苯甲醛和0。01g 对苯二酚,缓慢加热溶解后,加入5ml浓盐和10ml乙二醇)中,观察其颜色,然后,加入5ml甲醇稀释溶液,并使之沸腾 3min,再观察其颜色。不同种类弹性体或橡胶的Burchfield 显色反应结果见下表:
不同种类弹性体或橡胶的Burchfield显色反应结果 |
弹性体 |
热解蒸气与试剂接触处 |
在持续沸腾和加甲醇后 |
空白试验 |
淡黄色 |
淡黄色 |
天然橡胶(聚异戊二烯) |
黄棕色 |
绿-紫-蓝色 |
聚丁二烯 |
淡绿色 |
蓝绿色 |
丁基橡胶 |
黄色 |
黄棕色至淡紫色 |
苯乙烯-丁二烯共聚物 |
黄绿色 |
绿色 |
丁二烯-丙烯腈共聚物 |
橙红色 |
红色至红棕色 |
聚氯丁二烯 |
黄绿色 |
淡黄绿色 |
硅橡胶 |
黄色 |
黄色 |
聚氨酯弹性体 |
黄色 |
黄色 |
含不饱和双键的聚合物可用Wijs溶液鉴别。溶液制备:将6~7ml纯一氯化碘溶解于1L醋酸中制得。检验时,先将材料溶解在四氯化碳或熔化的对二氯苯(熔点50oc)中,滴加Wijs溶液,如材料带有双键,则使溶液褪色。