水口料塑料材質鑒定塑料配方分析服務檢測費用:歡迎來電,QQ, 旺旺咨詢。
檢測樣品:產品3-4個。粉末:2克。材料:50*50厘米。
廢舊塑料的回收利用一直是發展循環經濟的一項重要內容。但是,在廢舊塑料回收和二次料使用過程中,由于存在多種不同的塑料,而且大多不相容,將其混合后的再生產品容易出現分層,導致產品性能質量低劣。目前塑料制品進入市場前,不經鑒定分類,導致二次料產品與非二次料產品混亂的局面,這不但降低了回收的效率,且易產生二次污染。因此,對二次料產品的鑒定是塑料回收的一個重要環節,有利于塑料二次料回收行業的規范化,對循環經濟發展有重要的作用。因為華瑞檢測推出提供塑料二次料(回收料)種類的鑒定服務。
目前,廢舊塑料和二次料產品的鑒定方法為三種,分別是物理方法、化學方法和儀器分析法。物理方法是根據塑料的物理性質來鑒別,包括外觀、密度、熔融、強度性質、溶解性質等。化學方法是根據塑料的化學性質進行鑒定,包括燃燒實驗、熱裂解實驗、顯色反應等。物理和化學鑒定方法,雖然鑒定的成本較低,但是程序復雜,鑒別的準確度較低,可用于塑料二次回收料的初步鑒定,不適用于塑料二次料的表征。儀器分析法是指利用各種材料分析檢測儀器對塑料進行分析檢測,包括紅外光譜、紫外光譜、等離子發射光譜、X射線照射、差示掃描量熱法(DSC)、機械熱分析(TMA)、熱失重(TGA)等,該方法具有鑒定快、準確度高等優點,但是鑒定成本高。因此,對于廢舊塑料的鑒定,物理、化學、儀器分析三種鑒定方法應該結合使用,使其達到效率高、結果更準確的效果。
1. 物理鑒定法
常用的物理鑒定法有外觀法、物理性能檢驗法和溶解法等。
1.1 外觀法
外觀鑒定主要是通過視覺、觸覺、嗅覺等來觀察塑料產品的外觀特征,如產品的形狀、透明性、顏色、光澤、硬度等。塑料經過回收再加工過程,顏色、光澤、強度等都會發生變化,無二次料的顏色一般都會較透明,混有二次料的產品會降低透明性,透明性比無二次料的低;二次料的光澤比較差;塑料的強度可用牙齒咬來初步確定,有添加二次料的比較脆。外觀法一般作為塑料二次料的初步鑒定。
1.2 密度、沖擊強度、抗拉強度、壓縮強度、彎曲強度等物理性能檢驗法
不同種類的塑料,其密度通常相差比較大,同一種塑料經再回收前后密度相差也會有較大的差別。密度法可用于塑料二次料的大致鑒別,但不能用來表征塑料二次料,因為塑料回收再生過程中會產生許多空洞或其他缺陷。例如,ABS/PC的再生過程就會產生很多微小的孔洞,并且孔洞的數量隨著再生次數的增多而增加。
對于沖擊強度、抗拉強度、壓縮強度、彎曲強度等強度性質,隨著塑料二次回收料含量的增加會發生變化。例如,HP-126NC001、GAR-011C(KS 2511BK)、GAR-011(L65) KS2511BK、GAR-011(L85) KS2511BK這四種ABS塑料產品,四種產品ABS二次料添加量是依次增大的。依次對四種產品做抗拉強度、彎曲強度、壓縮強度、沖擊強度測試,這些強度性質隨著二次料含量的增大關系,如圖1~4所示。從圖中,可以看出塑料的抗拉強度、彎曲強度、壓縮強度、沖擊強度都有隨著二次料添加量的增加而降低的趨勢,特別是抗拉強度和彎曲強度出現了明顯的下降。這些強度性質的降低是與二次料在回收利用過程中形成空洞與缺陷、分子量的減小是密切相關的。因此,對于塑料回收料的鑒定,可以通過測試塑料的這些強度性質,通過對比可以初步確定產品中是否含有二次回收料。
1.3 溶解法
利用塑料在不同有機溶劑的溶解性可以鑒別不同的塑料,也可以鑒別塑料二次料,由于二次料回收再利用過程中,難以達到較高的純度,都會存在些雜質,導致二次料的溶解性沒有原產料的好,塑料二次料在有機溶劑溶解過程中會有殘渣的出現。常用的塑料溶解有機溶劑有、二、、、與甲酸等。但是溶解法有非常大的局限性,很多塑料產品在加工過程中都會加有各種填料,這就影響了二次料與原產料的對比。因此,溶解法做二次料鑒定有很大的誤差,但作為鑒定塑料二次料種類是比較快的方法。
以上為三種常用的物理鑒定法,也是比較簡單的鑒定方法,能初步判斷是否為二次回收料產品。
2.化學鑒定法
不同種塑料有不同的化學性質,表現為比較明顯的是燃燒火焰顏色、顯色反應等。因此,可以利用這些化學性質來鑒定塑料,對化學試劑的顯色反應還可以用來鑒定塑料二次料,如聚碳酸酯對二甲基氨基甲醛的顏色反應。雖然利用化學性質鑒定塑料現象明顯,但是存在很大的局限,主要是塑料二次料當中可能含有很多未知的雜質填料,這對鑒定結果都有比較大的影響,因此,也很難得出準確高的鑒定結果。因此,在塑料二次料鑒定中比較少用。
3. 儀器分析鑒定法
3.1紅外光譜吸收光譜分析法
紅外光譜是記錄物質對紅外光的吸收程度(或透過程度)與波長(或波數)的關系圖。波長范圍從0.75μm到300μm的區域稱為紅外區。可以根據紅外光譜吸收峰的位置和形狀來推斷未知物結構,依照特征吸收峰的強度來測定混合物各組分的含量,紅外光譜分析法具有快速、高靈敏度、試樣用量少、能分析各種狀態的試樣等特點。因此,利用紅外光譜可以分析鑒定塑料二次料。
按照紅外光波長的不同,可以將紅外光譜分為3個區域,分別為近紅外區、中紅外區和遠紅外區,相對應的為近紅外分析技術(NIR)、中紅外分析技術(MIR)和遠紅外分析技術(FIR)。近紅外分析技術的波長范圍為0.75-2.5μm,適用于大多數通用塑料和工程塑料的鑒定。中紅外分析技術是目前應用較為廣泛的定性與定量分析的技術之一,利用中紅外光分析技術可以確定塑料特定的化學鍵與官能團,因此,也可以用來鑒別塑料。遠紅外光譜只能引起骨架的振動,不適用于鑒別分析。在塑料二次料的鑒定當中,紅外光譜也是一個能有效保證結果準確的方法之一,由于塑料在回收過程中分子量會減小和雜質的存在,利用紅外光譜分別對塑料二次料與原產料分析,比較紅外吸收峰位移和強弱,可以鑒定二次料的存在。
3.2 差示掃描量熱法(DSC)
差示掃描量熱法是指在程序溫度控制下,測量輸入到被測樣品與參比樣品的功率差或熱量差與溫度(或時間)關系的技術。常用的DSC有功率補償型與熱流補償型兩大類。功率補償型DSC,通過功率差與溫度(或時間)的關系曲線,能提供關于物質的物理和化學的變化,包括吸熱、放熱、熱容變化過程和物質相轉變的定量或定性的信息。不同物質在升溫或降溫過程中,其關系曲線也不相同,功率差與溫度的曲線變化對應于物質熱容的變化。[11][12]廢舊塑料在回收再利用過程中,塑料的熱學性質會發生改變,因此,利用DSC得出的功率差與溫度的關系曲線和原產料相對應的DSC曲線是有區別的,可以利用這點對塑料二次料進行鑒定。下面以丙烯腈-丁二烯-乙烯聚合物(ABS)和耐沖擊性乙烯(HIPS)為例子分析。


圖6中,與ABS的類似,二次料的加入對塑料產品的玻璃化轉變溫度影響較小。觀察HIPS中不同二次料含量的DSC曲線,可以看出加入二次料的DSC曲線在120℃至130℃之間也增加了一個熱容變化臺階,并隨著二次料的含量增加熱容變化臺階有增大的趨勢,二次回收料占時熱容變化。因此,這個熱容變化臺階也可以作為HIPS的特征熱容變化臺階。
分析圖5和圖6,可以看出二次料都會使產品的DSC曲線新增加了一個熱容變化的臺階,而且不同塑料新增熱容變化臺階的位置不同。利用這個相異性,可以鑒定塑料產品中是否含有二次料。
如果能將各種塑料原產料和二次料的DSC曲線中的特征熱容變化臺階積累成DSC曲線數據庫,即可利用DSC鑒定二次料能達到方便準確的效果,將產品的DSC曲線與數據庫里面的曲線對照就能得出該塑料產品是否含有二次料。同時,利用DSC法鑒定二次料也可利用與原產料的DSC曲線對比,找出曲線之間的特征熱容變化臺階以鑒定產品中是否含有二次料。
以上為常用的兩種儀器分析法,同時還有其他儀器分析法鑒定二次回收料,可以根據實際情況結合使用,得出準確高效的結果。
二次料的鑒定有物理、化學和儀器分析法,各種方法都有優缺點。其中,儀器分析法中的DSC分析,在今后有較大的發展前景,將會是較快而準的塑料二次料鑒定法。在實際應用過程中,可以根據具體的需要選擇不同的方法相結合使用,得出準確度高的鑒定結果,從而提高經濟效益,讓塑料回收行業更好地發展。