Soal hal-hal sederhana, rumit. Kami mengembalikan unggas perempuan atau RTFM untuk definisi plastik di rumah

Didedikasikan untuk ibuku tersayang, ahli paruh waktu terbaik dalam pemilahan plastik terpisah ...

Jika, pembaca yang budiman, dalam hidup Anda, Anda tidak pernah memiliki pertanyaan "apa ini plastik seperti itu?", Maka Anda tidak dapat membaca artikel :) Yang menarik perhatian orang lain adalah artikel berikutnya dalam Seri "bookmark it!". Hari ini kami memiliki topik - "Definisi plastik di rumah" dan saya melanjutkan ke wikipedia Habr dengan informasi berguna yang saya miliki setelah menyelesaikan proyek ilmiah dan teknis saya. Saat ini, para ahli ekologi, ahli bioteknologi, ahli produksi polimer, insinyur pemrosesan plastik, dan semua orang yang harus memilah plastik, plastik lem, plastik solder - penggemar mobil, orang-orang rumahan, dan orang-orang tertarik lainnya dapat dengan aman mengunjungi kat. Secara tradisional - minimum MENYENANGKAN, informasi maksimum, manual berbahasa Rusia lengkap tentang plastik tidak dapat ditemukan, " Saya jamin itu " :)

... Dan akhirnya, tangan teringat novel anak-anak Soviet tahun 1966, di mana rekomendasi praktis untuk anak "yang suka kimia" jauh lebih banyak daripada di buku teks kimia modern Belarusia digabungkan.

Teman kimia lama saya Seryozha mendatangi saya di sini dan kami mulai berbicara tentang habrastats saya. Mereka dengan lancar beralih dari pelarut plastik ke perekat untuk semua plastik yang sama dan tiba-tiba saya tidak bisa menemukan jawaban untuk " tetapi saya tidak tahu jenis plastik apa yang ada di mesin tik anak saya untuk merekatkan menurut artikel Anda ". Ajaibnya, tetapi sekitar seminggu yang lalu, Seryozha @ansector kedua tertarik pada pertanyaan yang sama "dengan mesin tik". Trennya, dan saya memutuskan untuk memperbaiki situasi, membantu semua ayah dengan nama Sergey yang menghadapi tugas sulit memperbaiki mobil plastik yang dikendalikan radio China menyumbangkan kepada anak-anak mereka dan merampingkan informasi yang tersedia tentang "rekayasa balik" plastik. Diperingatkan berarti dipersenjatai. Untuk menemukan lem terbaik, Anda perlu tahu apa yang akan kami lem :) Ngomong-ngomong, saya juga merekomendasikan membaca karya saya untuk pembaca genseq , tiba-tiba itu akan membantu mengidentifikasi plastik dari sequencer nanopore;)

Bahkan, saya pertama kali menemukan konsep analisis plastik sebagai seorang anak ketika saya membaca buku Vladimir Kiselyov " Girl and Poultry Cell " (jika ada, Children's Publishing Literature House, Moscow, 1966 (!)). Novel yang sangat bersih dan cerah, dan yang paling penting, dengan pendekatan laboratorium yang kuat untuk anak. Yang paling penting saya ingat episode dengan distilasi gelas organik, yang juga akan saya sebutkan dalam teks artikel ...

Analisis dan "rekayasa balik" polimer adalah bisnis yang rumit, tidak berterima kasih, dan cukup sulit diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Bergantung pada jenis plastik dan aditif fungsional yang ada di dalamnya, Anda mungkin memerlukan setidaknya IR-Fourier spectrometer (seperti yang dicatat oleh pembaca CactusKnight dalam artikel saya tentang pelarut plastik , " setidaknya spektrometer IR-Fourier paling sederhana, di mana Anda dapat memperoleh spektrum plastik dalam 30 detik " ), dan lebih disukai NMR , spektrometri massa , analisis fase X-ray atau sesuatu yang lebih buruk. Tentu saja, mengingat biaya peralatan tersebut (dan ketersediaan personel yang terlatih khusus), menjadi jelas bahwa kesenangan itu tidak murah. Tetapi kenyataannya adalah bahwa lebih sering untuk banyak tujuan praktis sering kali cukup untuk menentukan kelas plastik mana sampel yang tidak diketahui milik, tanpa analisis untuk plasticizer, pengisi, dll. (Meskipun sifat-sifat penting dari plastik sangat sering bergantung pada mereka). Untuk ini, seseorang dapat dan harus menggunakan metode sederhana, yang, pada umumnya, bahkan tidak memerlukan pengetahuan kimia khusus. Berbicara tentang keterbatasan, selain aditif yang telah disebutkan, kita dapat menyebutkan analisis kopolimer kompleks dan campuran polimer. Hal-hal seperti itu sangat sulit untuk diidentifikasi tanpa melibatkan metode analisis instrumen yang serius.

Tentang plastik

Plastik adalah zat organik dengan berat molekul tinggi (polimer) yang biasanya disintesis dari senyawa dengan berat molekul rendah (monomer). Mereka dapat diperoleh baik dengan modifikasi kimia bahan alami berat molekul tinggi (selulosa, dll), dan dari bahan baku mineral alami (minyak, gas alam, batubara). Proses industri yang paling penting untuk memproduksi plastik dari monomer dapat diklasifikasikan oleh mekanisme reaksi polimer, misalnya, polimerisasi atau kondensasi. Tetapi karena plastik yang identik secara kimiawi berbeda dapat diperoleh dengan cara yang berbeda dan dari berbagai jenis bahan baku, klasifikasi ini akan sangat membantu dalam analisis sampel yang tidak diketahui. Tetapi di sisi lain, selain studi kimia, penampilan plastik, serta perilakunya ketika dipanaskan, memberikan informasi yang berguna untuk identifikasi yang akurat.

Untuk sifat-sifat berguna dari polimer yang akrab bagi kita, interaksi fisik antara makromolekul individu yang membentuk "bingkai" plastik paling sering bertanggung jawab. Interaksi ini bertanggung jawab atas kohesi molekul, dan oleh karena itu untuk kekuatan, kekerasan, elastisitas. Plastik, yang terdiri dari molekul filamen linier (panjang beberapa ratus nanometer dan beberapa persepuluh nanometer), yang makromolekulnya saling berpasangan longgar (terkait silang) satu sama lain, mudah melunak ketika dipanaskan. Ketika bahan polimer dipanaskan di atas suhu tertentu, makromolekul yang kurang lebih berorientasi satu sama lain pada suhu rendah mulai menyelinap melewati satu sama lain, membentuk leleh yang sangat kental. Plastik sebagian yang dikristalisasi (dipesan sebagian dan tidak berbentuk (tidak teratur) dapat dibedakan tergantung pada tingkat pemesanan makromolekul dalam keadaan padat. Tingkat pemesanan sangat memengaruhi perilaku plastik pada pemanasan dan kelarutannya. Gambar di bawah ini menunjukkan representasi skematis dari struktur plastik, menunjukkan tiga utama jenis struktur makromolekul:

Termoplastik dan termoset

Untuk membuatnya lebih mudah, kami membagi semua plastik menjadi kelompok secara kondisional. Polimer yang melunak ketika dipanaskan dan memiliki fluiditas dalam keadaan ini akan disebut termoplastik . Setelah didinginkan, plastik tersebut menjadi keras kembali. Proses ini dapat diulang berkali-kali. Benar, ada pengecualian ketika suhu di mana plastik mulai terurai lebih rendah dari suhu pelunakan. Plastik sama sekali tidak punya waktu untuk berenang, karena itu terurai menjadi komponen kimia. Omong-omong, kelarutan dalam cairan organik (dirinci dalam artikel terakhir saya ), bersama dengan paparan suhu, dapat berfungsi sebagai indikator linearitas / percabangan makromolekul polimer. Karena pelarut menyerang antara rantai polimer, itu mengurangi kekuatan interaksi antara makromolekul dan memungkinkan mereka untuk bergerak relatif satu sama lain. Penting! Oleh karena itu, omong-omong, informasi dari dan perlindungan pelarut untuk plastik dapat berfungsi sebagai indikator untuk menentukan jenis plastik dengan cara yang sama seperti semua metode yang dijelaskan dalam artikel di bawah ini.

Tidak seperti bahan termoplastik, kelas polimer yang berbeda, yang disebut bahan termoset, atau termoset, memiliki stabilitas termal yang tinggi. Zat semacam itu adalah jaringan tiga dimensi makromolekul yang saling berhubungan erat yang tidak dapat lagi meleleh atau larut. Tautan silang hanya dapat dihancurkan oleh suhu yang sangat tinggi atau bahan kimia yang agresif.

Dan akhirnya, dalam cabang terpisah, kami membedakan elastomer elastis, seperti karet , yang terdiri dari makromolekul yang relatif lemah. Bahan-bahan tersebut memperoleh struktur yang kaku selama vulkanisasi. Karena struktur ikatan silang, elastomer tidak meleleh ketika dipanaskan hingga suhu yang sedikit lebih rendah dari suhu dekomposisi mereka. Tidak seperti elastomer berikatan silang secara kimia, seperti karet kimia, pengikatan silang dalam elastomer termoplastik (karet untuk printer 3D) terjadi melalui interaksi fisik antara makromolekul. Ketika dipanaskan, kekuatan interaksi fisik antara molekul rantai menurun, sehingga polimer ini menjadi termoplastik biasa. Ketika didinginkan, ketika interaksi fisik antara molekul menjadi lebih kuat, bahan tersebut kembali berperilaku seperti elastomer. Tabel di bawah mencantumkan karakteristik paling penting dari kelompok bahan polimer yang disebutkan. Namun, harus diingat bahwa pigmen, plasticizer dan berbagai pengisi (misalnya, jelaga atau fiberglass) menyebabkan penyimpangan yang signifikan dari sifat-sifat ini. Oleh karena itu, tidak selalu mungkin untuk mengidentifikasi bahan polimer semata-mata berdasarkan kriteria ini. Kepadatan diberikan sebagai pedoman dan mewakili perkiraan kasar dengan penekanan pada bahan monolitik padat (karena plastik berbusa sangat berbeda dalam kepadatan dari plastik monolitik).

Di celengan "sifat fisik." Indikator perkiraan kekerasan plastik adalah perilakunya ketika digaruk dengan kuku: plastik keras menggaruk kuku; plastik berbentuk tanduk memiliki kekerasan yang kira-kira sama dengan plastik; Plastik fleksibel atau elastis tergores / diperas dengan kuku.

Jika eksperimen pemikiran menggunakan tabel belum membuahkan hasil, maka sudah waktunya untuk membaca lebih lanjut dan beralih ke langkah-langkah yang lebih radikal.

Di mana untuk memulai?

Anda harus mulai dengan inspeksi visual. Produsen hampir selalu menggunakan cap untuk menunjukkan jenisnya pada produk plastik. Semua orang mungkin bertemu di suatu tempat (seringkali di bagian bawah kemasan plastik) ikon-ikon ini:

Ini adalah apa yang disebut kode daur ulang - tanda-tanda khusus yang digunakan untuk menunjukkan bahan dari mana barang itu dibuat, dan untuk menyederhanakan prosedur penyortiran sebelum mengirimkannya untuk daur ulang untuk didaur ulang. Saat ini, tidak ada begitu banyak kode yang merupakan karakteristik untuk jenis plastik tertentu. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa campuran berbagai bahan heterogen (seperti plastik + kertas + kertas) semakin banyak digunakan. Segitiga di mana angka-angka diindikasikan menyiratkan kemungkinan pemrosesan ulang. Nah, angkanya sendiri adalah jenis plastik. Angka-angka dapat dicap tanpa segitiga, tetapi plastik masih dapat diidentifikasi oleh mereka. Untuk melakukan ini, kami menggunakan data dari tabel di bawah spoiler, dengan daftar singkatan yang disetujui IUPAC untuk plastik.

Jika tidak ada tanda identifikasi yang ditemukan, kami melanjutkan ke tes fisik. Pertama, yang paling sederhana

Identifikasi plastik berdasarkan kepadatan

Secara teknis, konsep kepadatan plastik jarang digunakan sebagai karakteristik deskriptif. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa banyak plastik mengandung semua jenis rongga, pori-pori dan cacat (yang secara langsung tergantung pada budaya produksi). Kepadatan sejati dapat, pada prinsipnya, ditentukan dari massa dan volume dengan "metode Archimedes", yaitu. memindahkan volume cairan yang sama. Metode ini sangat cocok untuk sampel granular atau bubuk. Untuk banyak bahan, jauh lebih nyaman untuk menggunakan apa yang disebut pendekatan flotasi , ketika sampel mengapung dalam cairan dengan kepadatan yang sama dengannya.

Kepadatan cairan yang digunakan diukur menggunakan hidrometer (alkoholometer di mana-mana adalah variasi hidrometer dengan skala yang menandai volume persen alkohol).

Sebagai cairan model, Anda dapat menggunakan larutan air
seng klorida atau magnesium klorida. Jika kerapatan di bawah 1 g / cm ³ - campuran metanol / etanol dengan air cocok. Batasan dalam metode pengapungan: sampel tidak boleh larut / membengkak dalam cairan; sampel harus dibasahi seluruhnya ; sampel harus benar - benar bebas dari gelembung udara.

Penting untuk dicatat bahwa jelaga, fiberglass, dan bahan pengisi lainnya dapat sangat memengaruhi indeks kerapatan. Misalnya, kerapatan dapat bervariasi tergantung pada konten pengisi dari 0,98 g / cm ³ (berat polipropilen. 10% talek) hingga 1,71 g / cm ³ (polibutilena tereftalat mengandung berat, 50% fiberglass). , .

, , ( 20 °C = 0,79 / ³ ), (1 / ³ ), (1,34 / ³ ) (2,01 / ³ ). , . , , , . 1 1575 475 . 1 . " ?" — " ":

— . . , , , , . . , . . . , , , .

, 1966 , %username% :)

- . .

, .

, . "" . , , . (, , ) . , ( , ..). , — 33454-2015 . — .. , 2-3 °C. — , :) (. — , , )

, , , . (, ).

Data tentang polimer yang tidak ditampilkan dalam tabel dapat dicoba dalam buku A. Krause, A. Lange, M. Ezrin Plastics Analysis Guide . Jika tidak ada yang berhasil dengan opsi ini, saatnya untuk beralih ke "artileri berat."

Warna nyala dan bau

Artileri berat, tentu saja, berarti penghancuran, yang berarti asap, jelaga, nyala api, dan bau tak sedap yang harus Anda lalui untuk menentukan polimer Anda. Secara tradisional, saya sudah mendesak semua survei untuk dilakukan baik di bengkel yang dilengkapi dengan pasokan dan ventilasi pembuangan yang kuat, atau dengan masker setengah dengan kartrid filter untuk "gas dan uap".

Jadi, saat dipanaskan, semua plastik mengalami perubahan tertentu. Berdasarkan sifat dari perubahan-perubahan ini, seseorang dapat dengan tepat menentukan jenis polimer. Sebagai contoh, polimer aromatik dan oligomer: polistirena, polietilen tereftalat, resin epoksi, dll. Dibakar dengan nyala api kuning yang sangat berasap. Nyala api biru adalah karakteristik dari polimer dan oligomer yang mengandung oksigen: polivinil alkohol, poliamida, poliakrilat. Api hijau diamati selama pembakaran polimer yang mengandung klor: polivinil klorida, polivinilidena klorida. Tambahan yang bagus untuk warna nyala api bisa menjadi bau "plastik terbakar", di bawah spoiler beberapa contoh.

Pada tabel di bawah ini Anda dapat melihat warna nyala / karakteristik bau untuk plastik yang paling umum

Pirolisis

Tahap akhir yang tersedia untuk digunakan di rumah dapat berupa pirolisis (penguraian pada suhu tinggi) dari plastik tanpa akses ke udara. Yang perlu Anda lakukan adalah memiliki pembakar gas yang andal, dan tabung reaksi dengan sumbat (alat seperti itu pada tahun 1966, anak-anak yang dikumpulkan dari cara improvisasi - lihat bagian awal artikel).

Sekitar 0,1 g sampel plastik yang diteliti ditempatkan dalam tabung reaksi (atau semacam tabung kaca), tutup gabus dengan tabung outlet gas dan panaskan dalam api pembakar. Dalam beberapa kasus, bola kapas / wol kaca yang dilembabkan dengan air dimasukkan ke ujung terbuka tabung pirolisis. Sepotong kertas indikator pH basah harus ditempatkan di ujung terbuka tabung.

Tabung dipanaskan perlahan sehingga Anda dapat mengamati bagaimana sampel berubah dan menghirup hasilnya knalpot gas. Tergantung pada reaksi gas pirolisis dengan indikator basah, tiga kelompok plastik yang berbeda dapat dibedakan: asam, netral atau alkali. Tabel di bawah ini menunjukkan plastik dan lingkungan yang terbentuk oleh gas ketika terurai jika kontak dengan air. Tergantung pada komposisinya, beberapa plastik dapat mengapung dalam uji pirolisis dalam kelompok yang berbeda, misalnya, resin fenol-formaldehida atau poliuretan

Ujian terakhir ...

Dan akhirnya, pembaca yang budiman, jika Anda membaca sampai akhir artikel, Anda dapat dengan aman menganggap diri Anda telah lulus dari "spesialis polimer muda" dan dengan mudah menggunakan algoritma identifikasi plastik, seperti yang disajikan di bawah ini (gambar dapat diklik).

Itu saja, bagi dan aturan ... atas polimer Anda! Pengantar identifikasi plastik selesai, berlangganan catatan Facebook / VK saya untuk tahu lebih banyak dan berada dalam subjek penelitian terbaru (atau ajukan pertanyaan utama tentang kehidupan, alam semesta dan semua itu) !

PS : ketika bekerja dengan polimer dan mencari informasi tentang sifat-sifat ini, saya menggunakan basis data MatWeb: Sumber Daya Informasi Bahan Online , Basis Data Properti Polimer , Informasi Bahan AZOM , MatMatch dan tentu saja referensi yang tercantum dalam daftar literatur yang digunakan. Apa yang saya harap juga! :)

Penting! Semua pembaruan dan catatan sementara yang darinya artikel-artikel habr terbentuk dengan lancar sekarang dapat dilihat di saluran telegram saya lab66 . Berlangganan agar tidak mengharapkan artikel selanjutnya, tetapi untuk segera di ketahui tentang semua penelitian :)