روش‌های پایه شناسایی ترموپلاستیک‌ها در صنعت
برای تشخیص نوع پلاستیک‌ها روش‌های متعددی وجود دارد. از جمله روش‌های پایه و سریع می‌توان به بررسی شکل ظاهری، بررسی انحلال‌پذیری در حلال‌های شیمیایی، تعیین چگالی، تعیین نقطه ذوب، تعیین مقدار pH، آزمون پیرولیز، آزمون رنگ و آزمون شعله اشاره کرد.
بررسی شکل ظاهری:
منظور از شکل ظاهری بیش از هر چیز شفافیت و براقی (صافی) ظاهری محصول است. اصولاً تمام ترموپلاستیک‌هایی که بافت ساختمان مولکولی آن‌ها به شکل آمورف است مانند PS و PC شفاف و بعضی تا حدودی رنگین (زردرنگ) هستند. عموماً براقیت سطوح محصولات ترموپلاستیک‌های آمورف نسبت به سایر ترموپلاستیک‌ها بیش‌تر است.
بررسی انحلال‌پذیری در حلال‌های شیمیایی (Solubility):
تأثیرات مختلف حلال‌های شیمیایی بر روی مواد مختلف پلیمری، روش دیگری برای شناسایی نوع ترموپلاستیک است. برای انجام این آزمایش کافی است تا مقداری از ترموپلاستیک موردنظر را با مقداری از حلال مخصوص در یک لوله‌آزمایش مخلوط و جهت انحلال‌پذیری به آن زمان داده شود. حلال‌های شیمیایی می‌توانند پلیمر را کاملاً در خود حل کنند یا تأثیر ناچیزی بر آن داشته باشند و یا اینکه بر ماده پلیمری کاملاً بی‌اثر باشند. تأثیر ناچیز حلال شیمیایی بر پلیمر اغلب تأثیر سطحی است که نشانه آن کدری و چسبندگی سطح محصول است. عموماً این حلال‌ها بر روی ترموپلاستیک‌هایی مانند پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌آمید (PA) و پلی‌کربنات (PC)بی‌اثرند و یا اینکه تأثیر خیلی کمی دارند. حلالیت نه‌تنها به اجزای شبکه تشکیل‌دهنده یک ترموپلاستیک بلکه به درجه پلیمرشدن، میزان شاخه‌ای بودن، شبکه‌ای بودن و ایزومری، نظم فضایی و بلورینگی بستگی دارد. مهم‌ترین سؤالاتی که در این آزمون باید مدنظر قرار گیرند عبارت‌اند از: آیا پلیمر در حلال حل می‌شود؟ متورم می‌شود؟ محلول ویسکوز است؟ تغییر رنگی در محلول ایجاد می‌شود؟ برای آزمون حلالیت حلال‌های زیر را مورد بررسی قرار می‌گیرند: آب، اتانول، متانول، ایزوپروپانول، اسیدسولفوریک غلیظ، اسید استیک گلاسیال، محلول سود 1 مولار، تولوئن، کرزول، اتیل استات، سیکلوهگزان، 2،1 - دی کلرواتان، متیلن کلراید، کلروفرم، تتراکلریدکربن، دی‌متیل و استون.
تعیین چگالی (Density):
یکی از شاخص‌های مهم برای شناسایی نوع ترموپلاستیک، تعیین چگالی ترموپلاستیک است. تعیین چگالی توسط سه روش اختلاف حجم، اختلاف وزن (جرم) و روش غوطه‌وری یا تعلیق انجام می‌گردد. معمول‌ترین روش جهت مشخص‌کردن چگالی یک پلیمر، روش غوطه‌وری است. در این روش نمونه پلیمری در مایعی با چگالی معین غوطه‌ور می‌گردد. رفتار نمونه بر اساس این که چگالی‌اش کم‌تر از مایع، برابر با مایع و بیش‌تر از مایع باشد؛ به‌صورت قرارگرفتن روی سطح مایع، معلق در داخل مایع و نشستن در کف ظرف متفاوت خواهد بود.
تعیین نقطه ذوب (Melting Point):
با گرم‌کردن تدریجی ترموپلاستیک در یک لوله‌آزمایش می‌توان نقطه ذوب ترموپلاستیک موردنظر را به دست آورد. لازم به ذکر است ترمو پلاست‌هایی وجود دارند که تجزیه شدنشان سریع‌تر از مرحله ذوب شدنشان است مانند PVC و یا اینکه قبل از ذوب‌شدن تبخیر می‌گردند مانند PMMA.
تعیین pH:
توسط آزمایش مذکور در بخش نقطه ذوب می‌توان مقدار pH یک ترموپلاستیک را تعیین کرد. به این صورت که با قراردادن کاغذ اندیکاتور (Indikator) بر بالای لوله‌آزمایش و تأثیر گاز متصاعد شده از لوله بر آن که منجر به تغییر رنگ اندیکاتور می‌گردد، می‌توان مقدار pH محصول را مشخص کرد.
آزمون تجزیه حرارتی (پیرولیز) (Pyrolysis):
مقداری از ترموپلاستیک (متناسب با چگالی پلیمر) را در لوله‌آزمایش قرار داده و سپس در آن را با پنبه بسته و لوله‌آزمایش را روی شعله ملایم گرفته اثر بخارات حاصل از سوختن بر روی کاغذ pH، اسیدیته نمونه را مشخص می‌کند.
آزمون رنگ (Color):
آزمون رنگ، بر اساس واکنش ترموپلاستیک با معرف است که منجر به تشکیل رنگ ناشی از تولید فرآورده می‌شود. واکنش‌های تشکیل رنگ همچنان مفیدترین آزمون برای شناسایی مشخصات ساختاری و گروه‌های عاملی حتی در آزمایشگاه‌هایی که دارای تجهیزات پیشرفته هستند، هستند. از مزایای آزمون رنگ می‌توان به حساسیت، مهارت، صرفه اقتصادی، زمان، مکان و حداقل تجهیزات با کاربری آسان اشاره نمود.
آزمون شعله (Flame Test):
آزمون شعله را می‌توان جهت شناسایی ترموپلاستیک‌ها به کار برد. چراکه شعله تولیدی حاصل از سوختن ترموپلاستیک‌ها، مشخصه‌های مختلفی را بسته به ساختار ماده نشان می‌دهد. به‌منظور بررسی رفتار یک ترموپلاستیک در برابر شعله کافی است تا مقدار کمی از نمونه را به کمک اسپاتول بر روی شعله ملایم چراغ بونزن قرار دهید. سؤالاتی را که باید حین انجام آزمون شعله به آن توجه داشت: آیا نمونه شعله‌ور می‌شود؟ یا به‌تدریج و به‌آرامی می‌سوزد؟ آیا پس از حذف شعله، خاموش می‌شود یا به سوختن ادامه می‌دهد؟ آیا در اثر سوختن گاز آزاد می‌کند؟ گاز آزاد شده روی کاغذ pH مرطوب چه اثری دارد؟ شعله آن چه رنگی است؟ آیا دوده تشکیل می‌شود؟ بوی حاصل از سوختن چیست؟ آیا در حین سوختن قطرات کوچک تولید می‌کند؟ پس از خاموش‌کردن شعله بو و خاکستر ماده باقی‌مانده بررسی می‌شوند. در نهایت مشاهدات با اسناد علمی تطابق داده می‌شوند. جدول زیر بیان‌کننده خصوصیات پلیمرها در تماس با شعله است.
جهت شناسایی ترموپلاستیک‌ها و ترکیبات آن‌ها روش مستقیم (تماس مستقیم با شعله) که بر اساس استاندارد UL-94 انجام می‌گیرد و روش غیرمستقیم (تماس با یک سیم با دمای مشخص) که بر اساس استاندارد (IEC Glow Wire Test: International Electrical Commission) انجام می‌گیرد، به کار می‌رود. علاقه‌مندان به این مبحث می‌توانند در مقالات بعدی همراه ما باشند.