Под практической идентификацией понимаются действия, позволяющие с достаточной степенью вероятности определить вид полимерного материала с тем, чтобы в дальнейшем получить возможность уже по табличным данным оценить его технические, технологические и эксплуатационные свойства. Практическая идентификация решает прикладные, инженерные задачи методами, не требующими узко специальных аналитических подходов.

Необходимость таких действий вызывается множеством практических причин. Например, при конструировании нового изделия по имеющемуся образцу требуется установить, из какого материала изготовлен аналог, и выбрать пластик, обеспечивающий новому изделию конкурентное превосходство. В конфликтных ситуациях бывает необходимо установить, действительно ли то или иное изделие изготовлено из пластмассы (ПМ), выбранной его разработчиком. При получении сырья без надлежащих характеристик может потребоваться установление его вида, а лучше, если возможно, марки. Также в ряде случаев требуется проверить полученное сырье или определить, из свежего или вторичного сырья, или их смеси получено изделие, что актуально для экструзионного производства, и т.д.

Примерный порядок идентификации ПМ выглядит следующим образом.

1. Установление группы, к которой относится оцениваемый материала — термопласт или реактопласт.

2. Установление вида полимера или полимерной матрицы.

3. Оценка содержания и вида наполнителя.

4. Оценка наличия модификаторов.

В соответствии со сложностью решаемых задач применяются две группы методов. Первая, достаточно простая, основана на последовательном исключении возможных вариантов с помощью простейших испытаний, включающих и органолептический подход. Вторая, аппаратурная — состоит в системном экспериментальном анализе, выполненном с привлечением сложной лабораторной техники.

1. Упрощенная оценка

Эта стадия идентификации состоит из действий, перечисленных в пунктах А, Б и В.

А) Идентификацию начинают с установления, является ли оцениваемый ПМ термопластом или относится к термореактивным материалам (реактопластам).

Для этой цели предлагается использовать паяльник, горячую палочку или нагретую спицу. Суть испытания состоит в оценке реакции ПМ на контактное воздействие горячего предмета, температура которого должна быть не менее 250°С. Данное испытание чаще всего проводят, используя пламя газовой горелки или зажигалки.

Термопласт при нагреве поверхности размягчается и загорается. Реактопласт — обугливается без размягчения, может с трудом загореться.

Б) Оценивают плотность испытуемого ПМ. Как правило, используют метод погружения образца в жидкость с известной плотностью по принципу «плавает или утонет».

Начинают с воды. Все полимерные материалы с плотностью r<1г/см3 будут, естественно, плавать. Это, прежде всего, такие термопласты как ПЭНП, ПЭВП, ПП, СЭП, СЭВ и некоторые другие Остальные термопласты с r>1 г/см3 утонут. Заметим, что интервал плотностей тонущих в воде термопластов составляет от 1,07 1 г/см3 — для ПС до 2,30 1 г/см3 — для ПТФЭ марки Ф-4. В некоторых источниках рекомендуется в качестве жидкости с большей, чем у воды, плотностью использовать раствор тиосульфата натрия (70 г ТСН на 60 мл воды) с плотностью r = 1,11 г/см3. В этом случае будут плавать образцы ПС, САН, АБС-пластика и ПА. Для дальнейшего испытания можно использовать 25% раствор NaCl (поваренная соль) в воде. Плотность такого раствора составляет 1,2 1 г/см3.

Более универсальным и несложным в использовании является гидростатический метод, позволяющий определять плотность любых ПМ с r>1 г/см3 — наполненных, армированных, усиленных и пр. Основными элементами метода являются рычажные весы и стакан.

Образец ПМ взвешивают с точностью до 0,002 г, погружают в спирт или петролейный эфир (то есть, в жидкость, в которой полимер не растворяется и не набухает) для удаления с поверхности таблетки пузырьков воздуха и затем вытирают фильтровальной бумагой. После этого образец подвешивают на очень тонкой проволоке к крючку над чашкой весов и подставляют стакан с жидкостью, в которой проводят определение (образец не должен в ней растворяться и набухать в процессе измерения). Стакан ставят на специальную подставку, которая не должна касаться чашки весов. Образец с проволокой погружают в воду при 20 °С и взвешивают. Затем взвешивают проволоку без образца при том же уровне погружения.

Плотность полимера r (в г/см3) вычисляют по формуле:

r = gr0/[g–(b1–b2)]

где g — вес таблетки полимера на воздухе, г; b1 — вес таблетки и проволоки в воде, г; b2 — вес проволоки в воде, г; r0 — плотность воды или другой жидкости при 20 °С, (для воды r0=0,9983), г/см3.

В) Испытание на горение. Образец вводят в бесцветную область пламени газовой горелки Бунзена или зажигалки и наблюдают за нижеследующим:

1. Горит ли ПМ.

2. Каков цвет пламени.

3. Каков запах горящего ПМ.

4. Как происходит горение (быстро или медленно, с образованием капель, растрескиванием, цвет образующегося дыма).

5. Продолжает ли гореть ПМ после удаления образца из источника пламени.

Образец полимера массой до 1 г, как правило, 0,1–0,3 г, на стеклянной лопаточке или закрепленный на конце отрезка медной проволоки, вносят в пламя горелки (синий конус) и отмечают особенности процесса пиролиза.

Упрощенная идентификация позволяет получить лишь самые общие, ориентировочные данные. Из-за сложности состава промышленных полимеров, включающих такие компоненты, как пластификаторы, стабилизаторы, разнообразные ингибиторы (антифоги, антирады, антипирены, антистатики и т.д.). Кроме того, в отдельных случаях в состав ПМ вводят так называемые «отдушки», существенно изменяющие запах материала.

Вероятность ошибок упрощенной идентификации вполне очевидна.           Отсюда следует необходимость продолжения действий по идентификации ПМ, но уже с привлечением объективных аппаратурных методов.