Instytut In ynierii Materiałowej  Zakład Tworzyw Polimerowych
Identyfikacja tworzyw sztucznych
1. Cel wiczenia
Celem bada identyfikacyjnych jest okre lenie typu polimeru stanowi cego główny składnik
analizowanego tworzywa sztucznego.
2. Okre lenie podstawowych zagadnie
Ustalenie rodzaju polimeru w tworzywach niemodyfikowanych jest czynno ci stosunkowo
prost . Rozró nienie kopolimerów lub mieszaniny (stopu) tworzyw sprawia natomiast wiele trudno ci i
wymaga przeprowadzenia dokładnych bada chemicznych i w wielu przypadkach u ycia
specjalistycznej aparatury oraz dobrej znajomo ci zagadnie chemicznych. Do bada tych mo emy
zaliczy spektroskopi ramanowsk i w podczerwieni (IR), spektroskopi magnetycznego rezonansu
j drowego (NMR), skaningow kalorymetri ró nicow (DSC) oraz inne opisywane w literaturze [1,2].
Najcz ciej identyfikacji tworzyw sztucznych dokonuje si na podstawie ich wygl du
zewn trznego, postaci handlowej, metody formowania, g sto ci, zachowania si w otwartym płomieniu i
rozpuszczalnikach oraz temperatury topnienia (mi knienia) polimeru.
Wygl d zewn trzny tworzywa jest silnie zwi zany z jego charakterem. Mo na na tej podstawie
ograniczy rozpoznanie tylko do kilku tworzyw. Szczególn uwag nale y zwraca na powierzchni ,
tzn. czy jest ona błyszcz ca, matowa, tłusta czy porowata. Bardzo wa n rol odgrywa te w tym
przypadku sztywno tworzywa i jego barwa (przezroczysta, prze wiecaj ca, kolor jasny czy ciemny).
Kr g poszukiwa mo na zaw zi na podstawie g sto ci tworzyw sztucznych. Jest to niekiedy
pierwsza czynno w przypadku badaniu materiałów nienapełnionych. W przypadku tworzyw
napełnionych nale y ustali najpierw procentow zawarto napełniacza w próbce (np. przez wypalenie
próbki z napełniaczami mineralnymi w temp. 800 �C). Na podstawie znanej g sto ci napełniacza
okre la si nast pnie g sto polimeru.
Bardzo wa nym badaniem jest okre lenie zachowania si tworzyw w otwartym płomieniu.
Podczas tej próby nale y ustali :
- palno tworzywa;
- kolor płomienia i układ barwy, rodzaj płomienia;
- zachowanie tworzywa w płomieniu;
- zapach dymów wydzielaj cych si po zgaszeniu próbki.
Wy ej wymienione kryteria pozwalaj okre li rodzaj polimeru bez lub z u yciem najprostszych
pomocy laboratoryjnych (tabela nr 1) [3]. Przy pewnym do wiadczeniu wyniki obserwacji zachowania
si tworzyw podczas ogrzewania w probówce szklanej lub bezpo rednio w ogniu mog by bardzo
pouczaj ce.
Sprawdzenie odporno ci tworzywa na działanie rozpuszczalników jest w niektórych
przypadkach do długotrwałe w porównaniu z przedstawionymi powy ej czynno ciami. T metod
identyfikacji tworzyw stosuje si w przypadku, gdy poprzednio wykonane próby nie daj jednoznacznej
odpowiedzi. Omawiane badanie polega na potraktowaniu tworzywa okre lonym rozpuszczalnikiem i
obserwacji zachowania si materiału, aby stwierdzi czy ulega on p cznieniu lub rozpuszczaniu [4]. W
celu przyspieszenia oddziaływania rozpuszczalnika badanie przeprowadza si niekiedy w
podwy szonej temperaturze.
Identyfikacja tworzyw sztucznych 1

Instytut In ynierii Materiałowej  Zakład Tworzyw Polimerowych
Tabela nr 1. Zachowanie si próbek podczas spalania
Temperatura
topnienia Zachowanie si
Wygl d Zapach dymów po Zachowanie si tworzywa
Tworzywo (mi knienia) tworzywa w
płomienia zgaszeniu próbki w rozpuszczalniku
polimeru płomieniu
[�C]
1 2 3 4 5 6

Polipropylen 160-170 Po zapaleniu wiec cy z Słaby, palonej Rozpuszcza si we
pali si dalej niebieskim parafiny wrz cym toluenie, wytr ca
samo, topi si i rdzeniem si po ochłodzeniu
spływa
kroplami

Polietylen 100-110 Po zapaleniu wiec cy z Słaby, palonej Rozpuszcza si we
pali si dalej niebieskim parafiny wrz cym toluenie
samo, topi si i rdzeniem
spływa
kroplami

Polistyren 60-110 Zapalony, pali wiec cy, Słodko-kwiatowy Rozpuszcza si w
si dalej i silnie benzenie, trichloroetylenie
mi knie kopc cy i acetonie

Poliamid Zale y od Po zapaleniu wiec cy, Palonego rogu Rozpuszczalny w
rodzaju pali si dalej silnie st onym kwasie
poliamidu samo, kapie, kopc cy mrówkowym i fenolu
tworz si
p cherze i
ci gn ce si
nitki

Poli(metakrylan 160-190 Po zapaleniu wiec cy, Owocowy Rozpuszczalne w
metylu) pali si dalej trzaskaj cy acetonie, benzenie,
samo, mi knie ółty z dioksanie, octanie etylu
niebieskim

rodkiem

Poliw glan - Po zapaleniu wiec cy, Fenolu Rozpuszczalny w
zw gla si i kopc cy dimetyloformamidzie,
staje si kruche chloroformie,
cykloheksanie

Poli(chlorek winylu)- - Pali si w ółty z Chlorowodoru Rozpuszczalny w
zmi kczony płomieniu, zielonym cykloheksanie i

ga nie poza obrze em, tetrahydrofuranie
płomieniem, białe dymy
mi knie,
nast pnie ulega
rozkładowi
barwi c si na
br zowo lub
czarno
Politetrafluoro-etylen 325-335 Nie pali si , w - - Nierozpuszczalny
płomieniu staje
si
przezroczys-ty

Azotan celulozy Spala si ółty, bardzo Kamfory Rozpuszczalny w
całkowicie i jasny acetonie, octanie etylu i
bardzo szybko, cykloheksanie
trudne do
zgaszenia

Octan celulozy - Po zapaleniu ółto-zielony, Kwasu octowego i Rozpuszczalny w
pali si dalej iskrz cy palonego papieru acetonie, dioksanie i
samo, topi si i octanie etylu; przy
Identyfikacja tworzyw sztucznych 2

Instytut In ynierii Materiałowej  Zakład Tworzyw Polimerowych
kapie ogrzewaniu w 30% kwasie
siarkowym wyst puje
zapach octu

Poliuretan liniowy - Po zapaleniu wiec cy Silnie dra ni cy Rozpuszczalny w fenolu
twardy pali si dalej na gor co
samo, topi si i
ciemnieje

Poliuretan - Po zapaleniu wiec cy Nieprzyjemny, ostry Rozpuszczalny w
usieciowany  pali si dalej dimetyloformamidzie,
pianka samo, nie topi poza tym prawie
si nierozpuszczalny

Tworzywa - Pali si słabo w ółty Fenolu Nie rozpuszcza si
termoutwardzal-ne płomieniu,
fenolowe ga nie poza
płomieniem,
zw gla si i
p ka

Tworzywa - Pali si słabo w ółty Formaliny, amoniaku Nie rozpuszcza si
termoutwardzalne płomieniu,
melaminowe ga nie poza
płomieniem

Poliestry 250-260 Po zapaleniu wiec cy, Słodkawy, Rozpuszcza si w fenolu
termoplastyczne pali si dalej kopc cy aromatyczny oraz mocnych kwasach i
poli(terftalan samo, mi knie, zasadach
etylenu) topi si i kapie
poli(tereftalan
butylenu)
Wymienione powy ej metody identyfikacji zostały zakwalifikowane do trzech podstawowych
grup:
" metody chemiczne  identyfikacja poprzez zdolno do rozpuszczania polimeru, piroliz ,
oznaczenie liczby zmydlania i liczby kwasowej
" metody fizyczne  identyfikacja poprzez oznaczenie g sto ci, badania spektrofotometrii
absorpcyjnej, badania chromatograficzne i ró nicow analiz termiczn
" metody chemiczno-fizyczne  identyfikacja poprzez poddanie próbki działaniu płomienia i
obserwacj zjawisk zachodz cych podczas tego procesu.
3. Metody
3.1. Metoda chemiczno-fizyczna
3.1.1. Zakres stosowanie metody
Metoda stosowana jest do identyfikacji tworzyw sztucznych niezawieraj cych napełniaczy o
dowolnym kształcie próbki.
3.1.2. Opis metody
Metoda polega na spalaniu próbki w otwartym płomieniu oraz ogrzewaniu w probówce i
obserwacji zachodz cych zjawisk. Obserwuje si sposób palenia, kolor płomienia, kolor dymu,
pozostało ci po spaleniu oraz zapach wydzielaj cych si dymów.
3.1.3. Przyrz d pomiarowy
W metodzie badawczej wykorzystuje si :
" palnik gazowy
" probówki
Identyfikacja tworzyw sztucznych 3

Instytut In ynierii Materiałowej  Zakład Tworzyw Polimerowych
" uchwyt do probówek (szczypce)
" metalowa ły eczka.
3.1.4. Wykonanie pomiaru
Ogrzewanie próbki w probówce:
1. Dokona organoleptycznej oceny próbki.
2. Zapali palnik gazowy.
3. Wprowadzi do probówki rozdrobnion próbk i umie ci probówk w uchwycie.
4. Probówk delikatnie ogrzewa nad palnikiem, co chwile wyjmowa z ognia i obserwowa , co
si dzieje wewn trz (czy próbka topi si , rozkłada si , ciemnieje).
5. W czasie ogrzewania mo na wykona dodatkowe badanie- sprawdzi pH wydzielaj cych si
gazów ( zwil ony papierek lakmusowy przyło y do wylotu probówki).
6. Zaobserwowane zjawiska porówna z tabel nr 1 i okre li tworzywo, które zostało
zidentyfikowane.
Spalanie próbki w otwartym ogniu:
1. Dokona organoleptycznej oceny próbki.
2. Zapali palnik gazowy.
3. Na metalowej ły eczce umie ci rozdrobnion próbk i wprowadzi bezpo rednio w płomieniu
palnika, próbk mo na wprowadzi równie bezpo rednio do płomienia przy u yciu specjalnych
szczypiec.
4. Obserwowa zachodz ce zjawiska (zdolno do zapalania si tworzywa, kolor płomienia itp.)
5. Zaobserwowane zjawiska porówna z tabel nr 1 i okre li tworzywo, które zostało
zidentyfikowane.
4. Opracowanie wyników
Po wykonaniu wiczenia student zobowi zany jest do przedstawienia sprawozdania z przebiegu
wykonanego do wiadczenia.
Powinno ono zawiera :
�ł opis metody identyfikacji tworzyw sztucznych,
�ł wyniki obserwacji zestawione w tabeli,
�ł wnioski.
Tabela powinna mie posta :
Wygl d próbki po Temperatura Zachowanie si Zapach dymów po Tworzywo
ocenie topnienia tworzywa w zgaszeniu próbki zidentyfikowane
organoleptycznej (mi knienia) płomieniu Wygl d płomienia
polimeru
[�C]
1 2 3 4 5 6
5. Literatura
1. Scheating, Tworzywa sztuczne- poradnik, WNT, Warszawa 2000
2. T.Broniewski, J.Kapko, W. Płaczek, J.Thomalla, Metody bada i ocena wła ciwo ci tworzyw
sztucznych, WNT, Warszawa 2000
3. K. Dobrosz, A Matysiak, Tworzywa sztuczne, WSiP, Warszawa 1990
4. D. uchowska, Polimery konstrukcyjne, WNT, Warszawa1995
Identyfikacja tworzyw sztucznych 4