در این بخش به عنوان سومین قسمت از کتاب “روش های ساده برای شناسایی پلاستیک ها” قسمت “آشنایی عمومی با شناسایی پلاستیک ها” منتشر می شود و شما با مقدمات لازم جهت شناخت و چگونگی انجام آزمایش های گوناگون، جهت شناسایی نوع پلاستیک ها آشنا خواهید شد. در این بخش، شما خواهید آموخت که چگونه از حلال ها برای جداسازی پلاستیک هایی که مورد فرآیند قرار گرفته یا به هر شکلی با انواع پر کننده ها، نرم کننده ها یا سایر افزودنی ها ترکیب شده اند، استفاده نمایید. در قسمت بعدی شما را با ” آزمون های پایه ” برای شناسایی انواع پلاستیک ها از یکدیگر آشنا می کنیم.
۲-۱) آشنایی عمومی با شناسایی پلاستیک ها
شناسایی پلاستیک ها، با آزمون های اولیه شروع می شود. علاوه بر رویت چندین ویژگی نظیر حلالیت، چگالی، نرم شوندگی و رفتار ذوب، دو آزمون گرمایی دیگر نقشی بسیار مهم در تشخیص پلاستیک ها ایفا می کنند؛ یکی، سوزاندن پلاستیک در لوله احتراق(آزمون پیرولیز) و دیگری سوزاندن ماده به وسیله شعله (آزمون شعله) است.
اگر این آزمون های اولیه نتوانند نتیجه ای مثبت را در شناسایی ماده پلاستیک ارایه دهند، لازم است ماده را از نظر وجود سایر اتم هایی که وجود آن ها در ماده پلاستیک محتمل می باشد، مثل نیتروژن، گوگرد و هالوژن ( به ویژه کلروفلوئور)، آزمایش کنید. سپس یک تجزیه و تحلیل روشمند را از دست طریق آزمون حلالیت آغاز کرده و کار خود را با انجام آزمون های ویژه اما ساده ادامه دهید.پس از آن، سعی کنید احتمال وجود پرکننده های آلی یا معدنی را بیازمایید. متاسفانه؛ شیوه های ساده ای که در اینجا مورد بحث هستند به ندرت ممکن است اطلاعاتی قابل اعتماد درباره نوع و میزان یک چنین افزودنی هایی به ما بدهند.
برای تعیین نوع پلاستیک مورد استفاده در محصولات نیمه تمام و یا در قطعات قالب گیری شده، «جدول تشخیص پلاستیک ها» که توسط دکتر ساشتلینگ تهیه شده و همراه این کتاب (سری مقالات- که به موقع در اختیار شما قرار می گیرد.) است، دارای اطلاعات کاملا مفید می باشد. با شروع کار از مسیر بررسی شکل ظاهری ماده و رفتار الاستیک آن، این جدول شما را به سوی استفاده از یک سری آزمون های ساده که تشخیص میان پلاستیک ها را میسر می سازد، راهنمایی می کند. روش هایی که در این آزمون ها به کار گرفته شده اند و در سر ستون های جدول آورده شده اند به صورت توضیح جزئیات، در بخش های گوناگون این کتاب شرح داده شده اند. به طور کلی، برای انجام این آزمون ها لازم است که تکه های کوچک را از قطعه یا ماده مورد نظر جدا کنید و سپس در یک مکان امن آن ها را بیازمایید.
۲-۲) چگونه یک نمونه برای آزمایش تهیه کنیم؟
یک ماده خام پلاستیک معمولا به شکل پودر یا دانه است، اما مواقعی استثنایی به شکل معلق در آب نیز وجود دارد. چنین ماده ای پس از فرآیند به شکل های گوناگون از جمله فیلم، صفحه، پروفایل و یا محصولات قالب گیری شده در می آید.
گرچه برخی از آزمون های اولیه مثل آزمون شعله را می توان بر روی شکل های اولیه ماده پلاستیک (دانه، پرک و جز آن) انجام داد، معذلک برای بیشتر آزمون ها بهتر است که نمونه هایی از قطعاتی که ریز شده اند و یا در حالت پودری شکل هستند، در اختیار داشته باشید. برای کاهش اندازه ذرات، می توانید از یک آسیاب استفاده کنید؛ یک آسیاب قهوه هم می تواند در این مورد کافی باشد. با سرد کردن به کمک یخ خشک (CO2 جامد) بسیاری از مواد چقرمه یا الاستیک به شدت شکننده شده و می توان آن ها را آسیاب نمود. ضمن آنکه سرد کردن نمونه ها از بالا رفتن بیش از حد دما به هنگام آسیاب کردن جلوگیری می کند.
در اغلب موارد، مواد پلاستیک فرآینده شده حاوی مواد افزودنی مثل نرم کننده ها، پایدارکننده ها، پرکننده ها و یا مواد رنگی مثل رنگدانه ها هستند. این نوع افزودنی ها معمولا در آزمون های ساده و اولیه ای که بسیار خاص نیستند، تداخل نمی کنند. معذلک برای آزمون های تشخیص کمی و یا تشخیص نوعی ماده پلاستیک، لازم است ابتدا افزودنی ها جدا شوند. کاربرد روش های استخراج (شکل ۱-۲) و یا ترسیب (رسوب دادن) ضرورت پیدا می کند. برخی از مواد افزودنی و کمک فرآیندی مثل پایدارکننده ها یا روان کننده هایی را که شبیه نرم کننده ها هستند می توان به وسیله اتر یا سایر حلال های آلی استخراج نمود. اگر دسترسی به ابزار استخراج وجود نداشته باشد، این امکان وجود دارد که بتوانید قطعاتی را که به دقت خرد شده اند همراه با اتر به شدت تکان دهید و یا اینکه نمونه ها را برای چندین ساعت با اتر و تحت برگشت حلال (Reflux) گرم کنید. در این مورد بایستی به دقت عمل کنید زیرا اتر ماده ای است قابل اشتعال و به همین جهت نباید از آن در نزدیک شعله استفاده کنید.
شکل ۱ – ۲ )دستگاه استخراج ” ساسکلت-Soxhelt ” برای استخراج مواد محلول در حلال ها (معمولا الکل یا اتر) . حلال در فلاسک مدور پایینی ریخته شده و گرم می شود و بخرات حاصله پس از هدایت به سمت کندانسور ( متراکم کننده) ای که در بالا نصب شده، مجددا به شکل مایع درآمده و به صورت قطره بر روی نمونه ای که داخل فنججانک یا لوله زیر آن است، می چکد. با پر شدن مخزن، مایعی که حاوی قسمت های حل شده از نمونه قابل استخراج است، از مسیر بالا به داخل فلاسک مدور پایینی بر می گردد و این عمل تا پایان استخراج نمونه، ادامه پیدا می کند. در این شیوه چگالی حلال بایستی کمتر از نمونه مواد اولیه باشد. { این دستگاه نخستین بار توسط یک متخصص آلمانی مواد غذایی به نام فرانتس ساکسلت ابداع شده است. }
به وسیله حل کردن پلیمرهای خطی در حلال های مناسب، می توان پرکننده ها و مواد تقویت کننده مثل الیاف شیشه یا دوده را از آن ها جدا نمود ( برای انتخاب نوع حلال به بخش بعدی ۱-۳ مراجعه کنید). پس از این عمل می توان تمامی مواد نامحلول باقی مانده را با فیلتر (کاغذ صافی) تصفیه کرد، و سپس پلیمر محلول را مجددا رسوب داد. برای این کار بایستی محلول را قطره قطره به ۵ تا ۱۰ برابر حجم آن محلولی که دارای عامل رسوب دهنده است، اضافه نمود. متانول یکی از عوامل ترسیب مناسب به شمار می رود و در برخی موارد می توان از آب نیز به همین منظور استفاده کرد.
باید توجه کنید که نمی توان پلاستیک های گرما سخت یا ولکانیزه شده را ( به دلیل نامحلول بودن آن ها ) به این طریق از پرکننده ها جدا نمود. در برخی مواقع این امکان وجود دارد که بتوانید پرکننده های معدنی را به وسیله سوزاندن نمونه ها در یک فنجان چینی جدا کنید.البته، این روش نیز همواره امکان پذیر نیست. دوده نیز ممکن است در این شرایط بسوزد و در هر حال همواره لازم است که برای هر مورد، از روش های ویژه استفاده کنید.
قسمت اول روش های ساده برای شناسایی پلاستیک ها
قسمت دوم روش های ساده برای شناسایی پلاستیک ها
در قسمتهای آتی شما با آزمون های پایه نظیر حلالیت، چگالی، رفتار در برابر گرما و شعله و … آشنا خواهید شد.
