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
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火焰状态
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气化物气味
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材料
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不燃————
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——————
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刺激性(氢氟酸,HF)
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聚硅酮 聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯 聚酰亚胺
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阻燃,离开火焰后即熄灭
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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
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苯酚,甲醛氨,胺,甲醛盐酸————烧焦的动物角质
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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
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在火焰中燃烧,离开火焰则缓慢熄灭或依旧燃烧
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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
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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
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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
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易引燃,离开火焰后继续燃烧
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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
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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
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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
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易引燃,离开火焰后继续燃烧
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深黄色微弱的火花浅绿色,放出火花桔黄色明亮而强烈
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乙酸和丁酸 乙酸 烧焦的纸 氮的氧化物
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乙酸丁酯纤维素乙酸纤维素 纤维素 硝酸纤维素
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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
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材料
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立即显色
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10min后颜色
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加热到100度后颜色
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酚醛树脂
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浅红紫-粉红色
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棕色
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棕-红色
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聚乙烯醇
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无色-淡黄色
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无色-浅黄色
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棕色-黑色
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聚乙酸乙烯酯
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无色-浅黄色
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蓝灰色
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棕色-黑色
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氯化橡胶
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黄棕色
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黄棕色
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浅红色-黄棕色
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环氧树脂
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无色到黄色
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无色到黄色
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无色-黄色
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聚氨酯
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柠檬黄
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柠檬黄
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棕色-绿荧光
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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
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材料
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与吡啶和试剂溶液一起煮沸
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与吡啶煮沸,冷却后加入试剂溶液
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在试样中加入试剂溶液和吡啶,不加热
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即刻
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5min 后
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即刻
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5min 后
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即刻
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5min 后
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聚氯乙烯
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红-棕
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血红,棕-红
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血红,棕-红
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红-棕,黑沉淀
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红-棕
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黑- 棕
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氯化聚氯乙烯
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血红,棕-红
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棕-红
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棕-红
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红-棕,黑沉淀
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红-棕
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红-棕
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氯化橡胶
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深红-棕
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深红-棕
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黑- 棕
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黑- 棕沉淀
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茶青-棕
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茶青-棕
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聚氯丁二烯
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白色-浑浊
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白色-浑浊
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无色
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无色
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白色-浑浊
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白色-浑浊
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聚偏二氯乙烯
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棕-黑
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棕-黑沉淀
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棕-黑沉淀
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黑- 棕沉淀
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棕-黑
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棕-黑
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聚氯乙烯混合料
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黄
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棕-黑沉淀
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白色-浑浊
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白色沉淀
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无色
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无色
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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
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弹性体
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热解蒸气与试剂接触处
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在持续沸腾和加甲醇后
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空白试验
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淡黄色
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淡黄色
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天然橡胶(聚异戊二烯)
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黄棕色
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绿-紫-蓝色
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聚丁二烯
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淡绿色
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蓝绿色
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丁基橡胶
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黄色
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黄棕色至淡紫色
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苯乙烯-丁二烯共聚物
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黄绿色
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绿色
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丁二烯-丙烯腈共聚物
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橙红色
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红色至红棕色
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聚氯丁二烯
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黄绿色
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淡黄绿色
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硅橡胶
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黄色
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黄色
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聚氨酯弹性体
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黄色
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黄色
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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。