Введение
Стандартная маркировка изделий из пластмасс (коды переработки от 1 до 7) упрощает процесс сортировки отходов. Отсутствие таких обозначений на детали создает сложности при подборе клеящего состава, растворителя или параметров 3D-печати. В таких случаях применяется определение типа пластика без маркировки с помощью ряда практических испытаний. Данное руководство описывает алгоритм, позволяющий идентифицировать материал без применения лабораторных спектрометров.
Классификация полимерных материалов и подготовка
Методы идентификации пластмасс строятся на последовательном исключении вариантов. Перед началом работы необходимо подготовить рабочее место и базовый инвентарь: емкости с пресной водой, насыщенным раствором хлорида натрия (поваренной соли), этиловым спиртом (от 90%) и ацетоном. Также потребуются пинцет и зажигалка.
Термическое воздействие на пластик приводит к выделению летучих соединений. Испытания с огнем и растворителями следует проводить под вытяжкой или в проветриваемом помещении. Для безопасности необходимо иметь рядом емкость с водой для тушения образцов.
Органолептический метод проверки пластика
Первичный анализ базируется на визуальном осмотре и механическом воздействии. Свойства полимеров позволяют сделать предварительные выводы на основе их реакции на деформацию.
Физико-механические свойства пластмасс при изгибе и срезе:
- Полипропилен (PP): Выдерживает многократные перегибы, в месте деформации образуется устойчивая белая полоса.
- Полистирол (PS): Обладает хрупкостью. При попытке согнуть деталь ломается с характерным щелчком.
- Полиэтилен низкого давления (HDPE): Гнется под нагрузкой, но сопротивляется излому.
- Акрил (PMMA): При попытке срезать край ножом материал крошится, в то время как мягкие полимеры дают ровную стружку.
Плавучесть пластика в воде: гидростатический метод
Разделение материалов по удельному весу — следующий этап анализа. Плотность пресной воды составляет 1 г/см³. Погружение образца без пузырьков воздуха на поверхности позволяет разделить полимеры на две группы.
Плотность пластика: таблица значений
| Полимер | Плотность (г/см³) | Поведение в пресной воде |
|---|---|---|
| Полипропилен (PP) | 0.90 – 0.92 | Плавает |
| Полиэтилен (PE) | 0.91 – 0.96 | Плавает |
| Полистирол (PS) | 1.04 – 1.05 | Тонет |
| АБС-пластик (ABS) | 1.04 – 1.07 | Тонет |
| Поликарбонат (PC) | 1.20 – 1.22 | Тонет |
| Полиэтилентерефталат (PET) | 1.38 – 1.40 | Тонет |
| Поливинилхлорид (PVC) | 1.35 – 1.45 | Тонет |
Идентификация полиэтилена и полипропилена, оставшихся на поверхности воды, проводится с помощью этилового спирта (плотность 0.8 г/см³). В спирте полипропилен тонет, а полиэтилен низкой плотности (LDPE) может оставаться во взвешенном состоянии. Для разделения тонущих пластиков применяется насыщенный солевой раствор (1.2 г/см³): в нем полистирол и ABS всплывают на поверхность.
Химические способы проверки пластика
Воздействие растворителей сужает круг поиска. Нанесение нескольких капель ацетона на поверхность тестируемой детали на 10-15 секунд вызывает разные химические реакции:
- Растворение: Поверхность становится липкой, материал разрушается. Реакция указывает на ABS или PS.
- Размягчение: Потеря глянца и появление вязкости характерны для поликарбоната (PC) и полилактида (PLA).
- Инертность: Отсутствие визуальных изменений означает, что перед вами PE, PP, PET или PVC.
Тест на горение пластика
Анализ процесса горения позволяет поставить окончательную точку в том, как узнать вид пластика. Образец фиксируется пинцетом и подносится к источнику огня.
Особенности горения:
- PE и PP: Пламя синее у основания и желтое на конце. Полимер плавится, капает, капли продолжают гореть. Запах идентичен горящему парафину.
- PS (Полистирол): Пламя желтое, выделяет много черной сажи. Присутствует сладковатый запах стирола.
- ABS: Желтое пламя с интенсивным выделением черного дыма. Материал размягчается, горит непрерывно. Запах жженой резины.
- PLA (Полилактид): Синее пламя с желтыми краями. Выделяет запах карамели или жженого сахара.
Показательным является то, как отличить ПВХ от ПЭТ при термическом тесте. ПВХ (PVC) горит желтым пламенем с зеленым ореолом у основания, обугливается, не капает и затухает вне источника огня, выделяя резкий запах хлора. ПЭТ (PET) горит желтым пламенем, пузырится, выделяет легкий дым и пахнет жженым сахаром.
Заключение
Перечисленные методы позволяют определить тип полимера с высокой точностью. Сопоставление нескольких физических и химических факторов (например, деталь тонет в пресной воде, всплывает в солевом растворе, плавится в ацетоне и коптит при горении с запахом резины) безошибочно указывает на конкретный материал — в данном примере это АБС-пластик. Подобная поэтапная проверка обеспечивает корректный подбор технологий для дальнейшей обработки детали.