Методи ідентифікації пластичних мас
МЕТОДИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПЛАСТИЧНИХ МАС
Пластичні маси - матеріали на основі полімерів та їх композицій з різними інгредієнтами, які здатні при певних умовах (температурі, тиску) формуватися у вироби та зберігати надану їм форму.
У більшості випадків пластмаси являють собою складні багатокомпонентні суміші. У них, крім високомолекулярної основи (звязуючої речовини), входять різні наповнювачі, пластифікатори, барвники, стабілізатори та інші спеціальні добавки.
Пластичні маси мають комплекс загальних властивостей, які відрізняють їх від багатьох традиційних матеріалів. Для більшості пластичних мас характерні легкість, розмаїтість фізико-механічних властивостей, хімічна стійкість, мала теплопровідність, високі діелектричні властивості, гарний зовнішній вигляд виробів. Деякі пластмаси мають високу прозорість.
Розглянемо склад пластмас і значення присутності кожного компонента в композиції.
Таблиця 1 Вплив основних компонентів на властивості пластмас
№Назва компонентаОпис компонентаЗначення компонента у складі пластмас1Звязуючі речовини Синтетичні високомолекулярні сполуки й деякі видозмінені природні полімери (ефіри целюлози)Головна складова частина, що визначає всі основні властивості пластмас, їхню здатність формуватися при підвищених температурах і тиску, а також зберігати додану виробу форму2НаповнювачіРізні здрібнені неорганічні й органічні матеріали (деревне борошно, кварцовий пісок, каолін, тальк, дроблена слюда та інші порошкоподібні і волокнисті матеріали - очоси бавовни, волокна азбесту, здрібнені обрізки тканин і паперу)Введення наповнювача підвищує механічну міцність і твердість, знижує величину усадки пластмаси в процесі формування виробу. У ряді випадків наповнювач підвищує теплостійкість і вогнестійкість пластмас, полегшує їхню переробку й знижує вартість3Газоутворю-вачі Хімічні сполуки, що розкладаються в процесі формування виробів під час нагрівання з виділенням газоподібних речовинВводять до складу для отримання газонаповнених пластмас (поро- і пінопластів)4Пластифіка-тори Олієподібні органічні речовини, що мають високу температуру кипіння (переважно складні ефіри фталевої і фосфорної кислот)Додають, якщо необхідно зменшити твердість і крихкість полімеру. Пластифікатори надають матеріалам і виробам еластичність і гнучкість5БарвникиТонко здрібнені пігменти й органічні барвники, стійкі до температур, при яких формується вирібДля фарбування пластмас, деякі пігменти виконують роль наповнювача (окис цинку, літопон, сажа). Крім того враховується здатність барвника прискорювати або затримувати старіння пластмаси6Стабілізатори (інгібітори)Аміни, феноли, сажа тощоПерешкоджають незворотній зміні властивостей синтетичних смол і пластмас під дією тепла, кисню повітря, світла, вологи й інших факторів, тобто уповільнюють процес старіння7Затверджува-чі Формальдегід, діаміни, дікарбонові кислоти тощоДля переводу полімеру в процесі формування виробів у неплавкий і нерозчинний стан
Далі необхідно розглянути класифікацію пластичних мас.
І. За складом пластичні маси бувають:
) прості (складаються тільки з полімеру - синтетичної смоли або хімічно видозміненого природного полімеру - , до якого можуть додаватися невелика кількість барвників і стабілізаторів (до 3%) (поліетилен, поліпропилен);
) складні, або композиційні (крім звязуючої речовини, містять значну кількість (до декількох десятків відсотків) інших компонентів: наповнювачів, пластифікаторів, газоутворювачів, затверджувачів) (прес-порошкові, слоїсті, волокнисті та газонаповнені пластмаси).
ІІ. За природою зв'язуючої речовини:
) пластмаси на основі синтетичних смол (поліакрилати, полістирол, поліаміди);
) пластмаси на основі видозмінених природних полімерів (целулоїд, ацетилцелюлоза).
ІІІ. За фізико-механічними властивостями:
) тверді пластики - тверді пружні матеріали (фенопласти, амінопласти, полістирол тощо);
) напівтверді пластики - тверді пружні матеріали (поліетилен та ін.);
) м'які пластики - м'які й еластичні матеріали (полівінілхлоридний пластикат, поліізобутилен, пінополіуретан тощо).
ІV. За термічними властивостями:
) термопластичні (термопласти) - такі пластмаси, які під час нагрівання розм'якшуються і легко формуються у вироби (поліетилен, полістирол, полівінілхлорид, поліметилметакрилат). При цьому термопласти можна повторно розплавити та сформувати новий виріб;
) пластмаси на основі полімеризаційних смол (поліетилен, полівінілхлорид);
) пластмаси на основі поліконденсаційних смол (пластмаси на основі кремнійорганічних смол, фенопласти, амінопласти).І. За характером мікро - і макроструктури:
) однорідні (ненаповнені);
) неоднорідні (наповнені).
Методи ідентифікації пластичних мас розділяються на 2 групи: лабораторні й органолептичні.
До лабораторних методів відноситься визначення основних хімічних і фізико-механічних показників якості виробів із пластмас.
У практиці товарознавства для швидкої ідентифікації (розпізнавання) пластичних мас зазвичай використовують органолептичні (сенсорні) методи. При органолептичних методах розпізнавання пластичних мас звертають увагу на зовнішній вигляд, фізико-механічні й структурні особливості поверхні, звук під час удару, на характер горіння зразка тощо.
Встановлення природи пластичних мас доцільніше всього починати з визначення кольору, прозорості, гнучкості, характеру зламу, здатності до розм'якшення при нагріванні до 70-80 °С, запаху та характеру горіння.
Пластичні маси можуть фарбуватися в різні кольори як мінеральними, так й органічними барвниками. Однак для деяких пластмас встановлюють обмеження у фарбуванні, наприклад, виробу з фенопластів. Їх виготовляють зазвичай темних кольорів (чорний, бордо, коричневий). Це повязано зі швидким старінням полімеру під дією світла та кисню повітря й , як наслідок, зміна кольору пластмаси.
Амінопласти випускають найрізноманітніших яскравих і світлих кольорів. Основні види пластмас (вініпласти, пластикати, акрилопласти, полістирол, поліетилен, целулоїд, амідопласти, уретанопласти тощо) випускаються безбарвними або забарвленими переважно в яскраві кольори. Виключення становлять асфальто-пекові пластмаси, що мають чорний колір, і політетрафторетилен (тефлон, фторопласт-4) білі кольори.
З імітацією під черепаху (целулоїд), мармур, перламутр випускають вироби із целулоїду, полістиролу. Крім того, целулоїд виробляють ще з імітацією під бронзу і ріг.
Прозорими зазвичай виробляють вироби з поліметилметакрилату (плєксіглас, акрилати, органічне скло), полістиролу і целулоїду. Однак із цих пластичних мас можуть виготовлятися також напівпрозорі й зовсім непрозорі вироби.
До прозорих можна віднести також вироби з полівінілхлоридного пластика й плівкового поліетилену та поліпропілену, хоча прозорість їх значно нижча прозорості органічного скла, полістиролу, целулоїду.
Характер зламу багато в чому залежить від присутності наповнювачів. У ненаповнених пластмас злам склоподібний (полістирол, вініпласт, оргскло тощо), а в наповнених - зернистий (вироби із преспорошків фенопластів, амінопластів тощо).
Гнучкість, еластичність пластичних мас на основі полімеризаційних смол найчастіше вища гнучкості пластмас, отриманих на базі поліконденсаційних полімерів.
Відносно гнучкими, еластичними є пластмаси на основі полівінілхлоридних смол, етиленопласти, амідопласти, уретанопласти, целулоїд та ін. Твердими і крихкими є фенопласти, амінопласти, фторопласти тощо.
Фізико-хімічні особливості властивостей пластичних мас визначають, як правило, спосіб їхньої переробки у вироби. Термопласти у більшості випадків переробляються литтям під тиском (наявність літника), видуванням (наявність шву), штампуванням і вакуумним формуванням. Типовим методом переробки термореактивних пластмас є пресування.
Відношення пластмас до нагрівання неоднакове. Пластмаси з термореактивних смол (фенопласти, амінопласти й ін.) при нагріванні до 70-80°С зберігають свою звичайну твердість, тоді як термопласти (полівінілхлорид, поліаміди, поліетилен, полістирол та ін.) - розм'якшуються.
Деякі пластмаси можна розпізнати за характером звуку під час удару або характером їхньої прикраси. Наприклад, полістирол під час удару дає специфічний металевий звук, а органічне скло - глухий звук. Вироби з полістиролу найчастіше прикрашають гравіруванням під кришталь, а органічне скло - об'ємним гравіруванням.
Характерні ознаки видів пластмас у виробах представлені в таблиці 2.
Таблиця 2 Характерні ознаки видів пластмас у виробах
Вид пластмасиКолір і Прозо прозоФізичний стан (твердість і прозорість)Структурні особливості (характер зрізу)Дія нагріванняЗабарвлення та характер полум'яХарактер горіння виробуХарактерний запахДодаткові ознакиАмінопласти з наповнювачами (мелаліт)Різноманітні яскраві кольори. Напівпрозорі (такі, що просвічують-ся), непрозоріТверді, нееластичніПід час різання кришиться. На розрізі видні крупинкиНе розм'як-шуєтьсяНемаєНе запалюється, обвуглюється білим нальотом з боківГострий, неприємний запах аміаку та формальдегі-ду Амідопласт Безбарвний або забарвлений у будь-який колір. Прозорий, напівпрозорийТвердий, невелика еластич-ністьБезшаровийРозм'як-шується, витягується в ниткиНемаєПлавитьсяЗапах горілих овочів Органічне скло (полі- метилметакри-лат) Забарвлене в ніжні тони й незабарвлене. Прозоре, з наповнювача-ми - напівпрозоре, непрозореТвердий, невелика еластич-ністьБезшаровий сильний блиск поверхні й зрізуРозм'як-шуєтьсяПолумя світле, блакитне, може мати невелику білу облямівку Горить повільно з потріскуванням. В основі полумя блакитне. При винесенні з полум'я продовжує горіти, розкладається, не утворює краплі, дуже мало Приємний квітковий, запах фруктової есенціїНезначна поверхнева твердість, легко дряпається видає глухий звук під час ударуВид пластмасиКолір і прозорістьФізичний стан (твердість і прозорість)Структурні особливості (характер зрізу)Дія нагріванняЗабарвлення та характер полум'яХарактер горіння виробуХарактерний запахДодаткові ознакиПолівінілхлорид (вініпласт)Темні і яскраві забарвлення. У тонкому шарі прозорий; непрозорий Твердий, мало- пластичнийБезшаровийРозмяк-шується Полумя в основі зеленеГорить у полум'ї, при винесенні з полум'я не горить. У полумї спостерігається самогасіння зразка полімеру, запалення важкеРізкий запах хлористого водню (соляної кислоти)Полікарбонат з наповнювачемЯскраві кольори. Напівпрозорий і непрозорийТвердий, мало- еластичний Під час різання кришиться, видні крупинкиРозмяк-шується Коптяче. По місцю горіння матеріал крихкий з нальотом кіптяви. Світло-попелястий колір золиГорить у полум'ї. При винесенні з полум'я гаснеПриємний квітковий запахПолістирол а) звичайний Різні яскраві кольори. Прозорий або напівпрозорий. Безбарвний і пофарбований у різні кольориТвердий, крихкийБезшаро-вий, розріз матовий, дає стружкуРозмяк-шується, витягуєть-ся в нитки Полумя жовте, коптить, дим чорнийУ полумї пальника легко займається. Горить, при винесенні з полум'я продовжує горіти швидкоКвітковий, солодкуватий запах Під час удару виробів з полістиролу чути металевий звукВид пластмасиКолір і Прозо прозоФізичний стан (твердість і прозорість)Структурні особливості (характер зрізу)Дія нагріванняЗабарвлення та характер полум'яХарактер горіння виробуХарактерний запахДодаткові ознакиб) удароміцний Білий, пофарбований у різні кольориТвердий, у тонкому шарі еластичнийБезшаровий-Те жТе жТе жПоліпропіленБілий і забарвлений у різні кольориТвердий, в тонких листах та плівках еластичний, гнучкий Безшаро-вий, при розрізі дає блискучу стружкуРозм'як-шується і витягуєть-ся в ниткиПолумя блакитне, біла основа, горить з виділенням білого диму, з підтіканням полімеруГорить, при винесенні з полум'я продовжує горітиХарактерний запах паленої гуми, горючого сургучаПоліетилен (ВТ і НТ)Напівпрозо-рий, білий, забарвлений у різні кольори Твердий, еластичний і гнучкий у тонкому шарі, у плівках м'якийБезшаро-вий, при розрізі дає блискучу стружку Розм'як-шується і витягуєть-ся в ниткиПолумя всередині забарвлене в синій колір, без кіпотіГорить у полум'ї й поза ним з підтіканням полімеру. У полумї пальника зразок плавиться. Горить повільноЗапах палаючої парафінової свічіЖирнуватий при доторканніВид пластмасиКолір і прозорістьФізичний стан (твердість і прозорість)Структурні особливості (характер зрізу)Дія нагріванняЗабарвлення та характер полум'яХарактер горіння виробуХарактерний запахДодаткові ознакиФенопласти з наповнювачамиЧорний, коричневий, бордо, непрозорийТверді, нееластичніПри різанні кришиться, на розрізі видні крупинкиНе розм'як-шуєтьсяНемаєНе запалюється, не горитьЗапах фенолу ЦелулоїдБілий і пофарбований у яскраві кольори. Прозорий, з наповнювачем - непрозорийГнучкий, еластичний в листах; твердий у товстих виробахБезшаровийРозм'як-шуєтьсяЯскравеГорить швидким полум'ям, швидко згорає Запах камфори ЦелонТе жТе ж---При винесенні з полум'я не горитьЗапах оцтової кислоти
Література
- Власова А.В. Основи товарознавства непродовольчих товарів. Навчальний посібник. - К.: Центр навчальної літератури, 2006.
- Исследование непродовольственных товаров. Учебное пособие для товароведных факультетов вузов/ Голубятникова А.А., Горяйнова А.С. и др. - М.: Экономика, 1982.
- Кононенко Л.В., Дубініна А.А., Безуглий В.Д. Ідентифікація пластмас: Навчальний посібник. - Харків: ХДАТОХ, 2002.
- Кутянин Г.И. Пластические массы и товары бытовой химии. - М.: Экономика, 1988.
- Лифиц И.М., Леженин С.Д. и др. Исследования непродовольственных товаров. - М.: Экономика, 1988.
- Лойко Д.П., Тюремнова Н.А. Введение в товароведение непродовольственных товаров. - Киев: Вища школа, 1986.
- Товароведение и экспертиза бытовых химических товаров: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Паршикова В.Н. - Издательский центр «Академия», 2005.
- Товароведение непродовольственных товаров. - М.: Экономика, 1989.
- Товароведение непродовольственных товаров: Учеб. пособие для торг. вузов/ Агбаш В.Л., Елизарова В.Ф., Лойко Д.П. и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Экономика, 1989.
- Нормативні документи на пластичні маси та вироби з них.
11. Нормативні документи на хімічні товари.