所谓最后鉴定法是指试样经多种方法鉴别基本可确认品种后,需进一步确认时所进行的一种化学鉴别方法。下面介绍几种塑料的最后鉴别方法。
1.酚醛树脂
取粉碎试样少许放入试管中加热,分解物在上端凝聚,冷却后加去离子水煮沸溶解。取此溶液1mL,加入少量米兰试剂,如出现红色,证明有酚存在,则试样为酚醛树脂。
米兰试剂的制备:取水银5g溶于5g发烟硝酸中,用去离子水稀释到100mL。
2.脲醛树脂
1)取数克固体试样放入试管中,加1滴浓盐酸后加热到110℃,冷却后加苯肼1滴,置于195℃的油浴中5min,冷却后加1∶1氨水3滴和10%(质量分数)硫酸镍5滴,混匀后加氯仿10~12滴,如在氯仿层中出现蓝到红色,证明有尿素存在。
2)取粉末试样和5%(质量分数)硫酸125mL于圆底烧瓶中,加热到没有甲醛味为止,用酚酞作指示剂加氢氧化钠溶液中和,然后加0.5mol/L的硫酸1滴和尿素酶1mL,在此溶液上部吊一张石蕊试纸,烧瓶盖上瓶塞,如石蕊试纸变为蓝色,则证明有尿素存在。
3.三聚氰胺树脂
1)取粉末试样0.5g,放入18mL的不锈钢振荡器中,加入约22%(质量分数)浓氨水10mL,用软铝片盖严,边振动、边加热至160℃,未硬化试样加热5h,已硬化试样需加热10~20h。反应完成后倒入已盛有30mL去离子水的烧杯中缓缓加热,除去过量的氨,然后加入苦味酸2g和去离子水150mL,加热溶解,注意有无三聚氰胺苦味酸盐析出。
2)取粉末试样0.5g和80%(质量分数)硫酸25mL于烧瓶中回流加热30min,取溶液10mL于蒸发皿中蒸发浓缩后,移入试管中加铝粒0.25g,通入氮气在1.3~2.7kPa下加热到300℃,如有三聚氰胺存在,则在管壁上出现白色反应升华物。
4.甲醛
甲醛是制造聚甲醛、酚醛树脂、脲醛树脂及三聚氰胺甲醛树脂的原料,检定这些树脂时都有甲醛反应存在。其方法是取少量树脂加热使其分解,冷却后加去离子水煮沸溶解,加入薛夫试剂呈紫红色,且加浓硫酸后紫红色不褪,证明有甲醛存在。
薛夫试剂的制法:将二氧化硫通入品红的水溶液中,品红褪色成无色溶液,即制成薛夫试剂。
5.环氧树脂
1)取少量试样于试管中,在甘油浴中加热到240~250℃,试管口上用新配制的5%(质量分数)亚硝基铁氰化钠和5%(质量分数)吗啉水溶液润湿的试纸盖上,如试纸上有蓝色出现,证明是环氧树脂。在这样条件下,纤维素没有反应。
2)取试样0.5~1g,加对苯二胺0.03g和去离子水8mL,煮沸3min,若是环氧树脂则溶液呈桃红色。
醇酸树脂改性的环氧树脂,可溶于含乙醇钾的溶纤剂中,3h后凝胶。加水仅当环氧树脂存在时才发生沉淀,此沉淀可作分析试样。如有酚醛树脂和氨基树脂同时存在,可在盐酸存在下用蒸汽蒸馏8h,加水分解后加溶纤剂(乙氧基乙醇)萃取,对萃取液进行分析。若是用芳香胺固化的环氧树脂,则芳香胺在加热时分解变为酚,此时可检定酚加以证实。
6.醇酸树脂
取少量试样于试管中加热,如管壁有分解物,冷却后为针状结晶(邻苯二甲酸),则可判定是醇酸树脂。
7.聚酰胺
1)取试样0.1~0.2g于小试管中,管口用脱脂棉花塞住,小火加热,分解生成的气体被棉花吸收,冷却后取出棉花,涂上1%(质量分数)的二甲基苯胺甲醛的甲醇溶液,加浓盐酸1滴使呈酸性,若有聚酰胺存在则变红色。这种方法也可用于下列几种合成树脂:
聚氨基甲酸酯黄色
环氧树脂紫色
聚碳酸酯蓝色
2)取试样0.4g于试管中,加6mol/L的盐酸4mL,将管口密封,在110℃下加热4h后冷却,过2h后如有结晶析出,即判定为聚酰胺,再与已知聚酰胺样品对比,进一步证实属何种类型,可参见表2-25。
表2-25 尼龙加热与冷却后离析情况比较
8.硅树脂
取少量试样于凯氏测氮烧瓶中,加入浓硫酸2mL,60%过氯酸1滴及浮石少许,缓缓加热至沸腾,冷却至室温再加过氯酸4滴,加热沸腾3~4min,若为硅树脂则有白色沉淀生成。溶液用水稀释,残留一部分不溶物。
取试样0.5~1.0g进行干馏,馏出物用无水氯化钙干燥,然后进行蒸馏。在几滴蒸馏物中加入等量的新蒸馏的苯肼,脱水后加入甲苯5mL,然后再加85%(质量分数)甲酸5mL和30%(质量分数)过氧化氢1滴,振荡几分钟,如有丙烯酸或丙烯酸酯存在,则溶液变为暗绿色,必要时可微热。
10.聚甲基丙烯酸甲酯
取试样0.5g于试管中加热分解,管口盖上纸片三层,以防单体逸出,冷却后加入密度为1.4g/cm3的浓硝酸数毫升,微热,冷却后加硝酸一半的水量,再加锌粒,若是聚甲基丙烯酸甲酯,则出现蓝色。锌粒不宜过多,否则影响显色。
取少量试样于磁坩埚内,覆以浸有醋酸铜-苯乙酸的试纸,再用玻璃板盖上,加热,若为聚丙烯腈,则有氰化氢生成,试纸呈蓝色。
醋酸铜溶液——醋酸铜2.86g溶于1L水中。
苯乙酸溶液——苯乙酸饱和水溶液672mL与水525mL,在室温下混匀。
两种溶液分别储存在密封的棕色玻璃瓶中,使用时取等体积混匀。
12.聚乙酸乙烯酯
1)取试样浸在1%(质量分数)间苯二酚浓盐酸溶液中,几分钟后取出试样,夹在滤纸之间压紧,10~15min后,若出现玫瑰色,则证明有聚乙酸乙烯酯存在。
2)取试样少许于试管中,加入碘-硼酸溶液(碘化钾0.15g和碘0.07g溶于100mL水中,再加硼酸0.5g),如出现红褐色,则为聚乙酸乙烯酯;如出现蓝黑色,则可能为聚乙烯醇。
13.聚乙烯醇
为了确定聚乙烯醇,试样加入碘-硼酸溶液后,加入少量硫在二硫化碳中的溶液,在试管口覆盖一张醋酸铅试纸,在150~180℃油浴内加热,若确是聚乙烯醇,则产生硫化氢,试纸变黑。
14.聚乙烯醇缩醛
取试样少许,加入硫酸2mL和几粒铬变酸结晶,在60~70℃水浴上加热10min,呈紫色的为缩甲醛;呈紫红色的为缩乙醛;呈红色的为缩丁醛。
15.聚偏氯乙烯
取试样50mg,加入吗啉10mL,在水浴上加热溶解,呈黑褐色为聚偏氯乙烯,聚氯乙烯无此反应。
16.聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯
取试样的0.1%吡啶溶液5mL,加热到微沸,然后缓缓加入2%(质量分数)氢氧化钠甲醇溶液0.5mL,如为聚氯乙烯,则溶液慢慢由褐变成黑色。
另取试样的0.1%(质量分数)吡啶溶液5mL,加入氢氧化钠溶液0.5mL,在沸水中加热,如为聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯,则溶液及试样表面呈红色。
17.纤维素
取试样0.1g于磁坩埚内,加入浓磷酸1mL,上覆10%(质量分数)醋酸铵溶液浸润的试纸,再盖上表面皿,小火加热,如试纸上出现深红色斑点,则证明为纤维素。
18.聚碳酸酯
取试样1g于烧瓶中,加入乙醇胺3mL,回流30min,冷却后加2mol/L的盐酸酸化,再用乙醚萃取,萃取液水洗并用无水硫酸钠干燥后蒸馏,残渣为双酚A,用40%(质量分数)醋酸(按体积)再结晶,所得结晶的熔点应为153~155℃。
取1g试样放于50mL圆底烧瓶中,然后加入精馏的乙醇胺3g,回流2h,冷却后加少量的水加热溶解,中和后得对苯二甲酸-2-羟基乙酰胺,熔点为234.5℃。
聚苯乙烯有不少改性物,高抗冲聚苯乙烯是用丁苯橡胶或顺-1,4-聚丁二烯橡胶改性的聚苯乙烯。高抗冲聚苯乙烯的其他变种有苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)。聚苯乙烯及其共聚物可通过费格尔的靛酚试验进行鉴定。
用4滴发烟硝酸(密度为1.5g/cm3)处理样品并蒸发至干。将残留固体放入一支耐热试管中,将试管置于小火焰上加热。试管口上盖一张事先浸有2,6-二溴醌基-4-氯酰亚胺乙醚溶液并晾干过的滤纸。裂解进行的时间不超过1min。取下滤纸并置于氨蒸气中或用1~2滴稀氨水处理。如样品为聚苯乙烯、SAN或ABS,则显现蓝色。
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