1. Теоретичні відомості

У споживачів полімерних плівок часто виникає потреба у розпізна-ванні природи полімерних матеріалів, з яких вони виготовлені.

Основні властивості полімерних матеріалів, як відомо, визнача-ються складом і структурою їх макромолекулярних ланцюгів. Тому для ідентифікації полімерних плівок на першому етапі може бути достатньою оцінка функціональних груп, що входять до складу макромолекул. Наприклад, наявність гідроксильних груп (-ОН) в целюлозних плівках пояснює їх високу гігроскопічність і значну зміну їх експлуатаційних характеристик при зволоженні. В інших полімерах (поліетилентерефталат, поліетилени, поліпропілен і т.п.) такі групи відсутні, що пояснює їх достатньо високу водостійкість.

Наявність тих чи інших функціональних груп в полімері може бути визначено на основі існуючих і науково обгрунтованих інструмент-тальних методів дослідження. Однак, практична реалізація цих мето-дів завжди пов’язана з відносно великими затратами часу і необхідніс-тю застосування обладнання, яке вимагає відповідної кваліфікації до-слідника.

Існують достатньо прості і швидкі практичні способи розпіз-навання природи полімерних плівок. Ці способи базуються на тому, що полімерні плівки з різних матеріалів відрізняються одні від інших за своїми зовнішними ознаками, фізико-механічними властивостями, а також за відношенням до нагрівання, характеру їх горіння і розчин-ності в органічних і неорганічних розчинниках.

При розпізнаванні полімерних плівок за зовнішними ознаками особливу увагу необхідно звернути на наступні особливості: стан по-верхні, колір, блиск, прозорість, твердість і еластичність, стійкість до роздирання тощо. Наприклад, неорієнтовані плівки з поліетиленів, поліпропілену і полівінілхлориду легко розтягуються. Плівки з поліаміду, ацетату целюлози, полістиролу, орієнтованих поліолефінів (поліетиленів, поліпропілену) і полівінілхлориду розтягуються погано. Ацетатцелюлозні плівки нестійкі до роздирання, легко роздираються в напрямі, перпендикулярному їх орієнтації, а також шуршать при їх зминанні. Більш стійкими до роздирання є поліамідні і лавсанові (поліетилентерефталатні) плівки, які при зминанні також шуршать. В той же час плівки з поліетилену низької густини, пластифікованого полівінілхлориду не створюють шуму при зминанні і мають високу стійкість до роздирання. Для орієнтованого полістиролу при зминанні характерним є металевий дзвін. Характерні зовнішні ознаки найбільш широко вживаних полімерних плівок наведені у Додатку 1 (таблиця 1).

Однак за зовнішними ознаками не завжди можливо однозначно встановити природу полімеру, з якого виготовлена плівка. Уточненню природи полімерних матеріалів сприяє кількісне оцінювання деяких фізико-хімічних (наприклад, густина, розчинність), фізико-механічних (наприклад, межа міцності і відносне видовження при розтягу) і теплофізичних (наприклад, температура плавлення, характеристика горіння) властивостей.

Так, як видно з таблиці 2 Додатку, густина деяких полімерів (ПЕНГ, ПЕВГ, ПП) менше одиниці, тому ці плівки повинні „плавати” у воді. Найбільш точно густину полімерної плівки можна визначити ваговим гідростатичним або пікнометричним методами, суть яких полягає у зважуванні зразка плівки спочатку на повітрі, а далі у рідині відомої густини та розрахунку густини за відповідними формулами.

За розтягом полімерні плівки умовно розрізняють за показни-ком відносного видовження: більше 100% - це ПЕНГ, ПЕВГ, ПП, ПВХ, ПВС, гідрохлорид каучука; до 100% - целофан, ацетати целюлози, поліаміди, орієнтовані ПС і ПВХ.

Для ідентифікації полімерної плівки, наприклад, за показни-ком розтягу смужку плівки необхідно легко потягнути руками за обидва кінці, визначаючи приблизний ступінь розтягу, або за шкалою розривної машини при визначенні одночасно межі міцності при розтягу.

Суттєва різниця в характерних ознаках різних полімерів при їх горінні (див. таблицю 3 Додатку) дозволяє використовувати на практиці так званий термічний метод ідентифікації полімерних плівок. Він полягає в тому, що зразок плівки запалюють і витримують у відкритому полум’ї протягом 5-10 секунд, фіксуючи при цьому такі властивості як здатність до горіння і його характер, колір і характер полум’я, запах продуктів горіння тощо.

Характерні ознаки горіння найбільш виражені в момент підпалю-вання зразків. Як видно з таблиці 3, за характером горіння і запахом продуктів горіння поліолефіни (поліетилени і поліпропілен), які мають однаковий елементарний хімічний склад, нагадують парафін. Тому ці полімери важко розрізнити за даними ознаками. Однак, при набутті певних навичок можна відрізнити поліпропілен за більш різким запахом продуктів горіння з відтінком горілої гуми.

Ідентифікація полімерних плівок можлива також за їх роз-чинністю в кислотах, лугах і органічних розчинниках (див. табл.4 Додатку).

Результати комплексного оцінювання окремих властивостей полімерних плівок за різними ознаками дозволяють у більшості випадків достатньо надійно встановити природу полімерного матеріалу, з якого виготовлені досліджувані зразки. В той же час, викладені вище практичні методи розпізнавання природи полімерних матеріалів носять в певній мірі суб’єктивний харак-тер, тому не можуть гарантувати їх сто відсоткової ідентифіка-ції. Якщо така необхідність все ж виникає, то можна провести додаткові дослідження їх властивостей вже хімічними метода-ми, наприклад, термічним розкладом (піролізом), при якому в продуктах декструкції визначають наявність характерних атомів (азоту, хлору, кремнію і т.п.) або груп атомів (фенолу, нітрогруп і т.п.), які схильні до специфічних реакцій, в результаті яких виявляється цілком певний індикаторний ефект.