Загальні теоретичні положення

Споживачі та виробники пакувальних матеріалів періодично стикаються з необхідністю визначення та ідентифікації пакувальних матеріалів. На сьогоднішній день в Україні розроблено та діють державні стандарти на пакувальні матеріали (Додаток до роботи). Винятком залишаються полімерні плівкові та листові матеріали, а також комбіновані матеріали. В переважній більшості ці матеріали виготовляються у відповідності з технічними умовами, що розробляються підприємствами-виготовлювачами матеріалів.

Ідентифікація полімерних плівок

Основні властивості полімерних матеріалів визначаються складом і структурою їх макромолекулярних ланцюгів. Звідси ясно, що для ідентифікації полімерних плівок в першому наближенні може бути достатньою оцінка функціональних груп, що входять до складу макромолекул. Деякі полімери завдяки наявності гідроксильних груп тяжіють до молекул води. Це пояснює високу гігроскопічність, наприклад, целюлозних плівок і помітна зміна їх експлуатаційних характеристик при зволоженні. У інших полімерах (поліетилентерефталат, поліетилени, поліпропілен тощо) такі групи відсутні взагалі, що пояснює їх достатньо хорошу водостійкість.

Наявність тих або інших функціональних груп в полімері може бути визначена на основі існуючих і науково обґрунтованих інструментальних методів дослідження. Разом з тим, існують достатньо прості і швидкі практичні способи розпізнавання природи полімерних плівок. Ці способи засновані на тому, що полімерні плівки з різних полімерних матеріалів відрізняються одна від іншої за своїми зовнішніми ознаками, фізико-механічними властивостями, а також по відношенню до нагрівання, характеру їх горіння і розчинності в органічних і неорганічних розчинниках.

У багатьох випадках природу полімерних матеріалів, з яких виготовлені полімерні плівки, можна встановити за зовнішніми ознаками, при вивченні яких особливу увагу слід звертати на наступні особливості: стан поверхні, колір, блиск, прозорість, жорсткість і еластичність, стійкість до роздирання. Наприклад, неорієнтовані плівки з поліетиленів, поліпропілену і полівінілхлориду легко розтягуються. Плівки з поліаміду, ацетату целюлози, полістиролу, орієнтованих поліетиленів, поліпропілену, полівінілхлориду розтягуються погано. Плівки з ацетату целюлози нестійкі до роздирання, легко розщеплюються в напрямі, перпендикулярному їх орієнтації, а також шарудять при їх м'ятті. Стійкіші до роздирання поліамідні і поліетилентерефталатні плівки, які також шарудять при м'ятті. У той же час плівки з поліетилену низької щільності, пластифікованого полівінілхлориду не шарудять при м'ятті і володіють високою стійкістю до роздирання. Результати вивчення зовнішніх ознак досліджуваної полімерної плівки слід порівняти з характерними ознаками, наведеними в табл. 4.1, після чого вже можна зробити деякі попередні висновки.

Проте, як неважко з'ясувати з аналізу даних, наведених в табл. 4.1, не завжди за зовнішніми ознаками можна однозначно встановити природу полімеру, з якого виготовлена плівка. В цьому випадку, необхідно спробувати кількісно оцінити які-небудь фізико-механічні характеристики наявного зразка полімерної плівки. Як видно, наприклад, з даних, наведених в табл. 4.2, щільність деяких полімерних матеріалів (ПЕНГ, ПЕВГ, ПП) менше одиниці, а, отже, зразки цих плівок повинні плавати у воді.

Крім особливостей у фізико-механічних характеристиках слід зазначити і існуючі відмінності в характерних ознаках різних полімерів при їх горінні. Цей факт дозволяє використовувати на практиці так званий метод ідентифікації полімерних плівок при поведінці у полум'ї. Він полягає в тому, що зразок плівки підпалюють і витримують у відкритому полум'ї протягом 5…10 секунд, фіксуючи при цьому наступні властивості: здібність до горіння і його характер, колір і характер полум'я, запах продуктів горіння тощо. Характерні ознаки горіння найвиразніше спостерігаються у момент підпалу зразків. Для встановлення виду полімерного матеріалу, з якого виготовлена плівка, необхідно порівняти результати проведеного випробування з даними про характерні особливості поведінки полімерів при горінні, наведеними в табл. 4.3.

Як видно з даних, наведених в табл. 4.3, за характером горіння і запаху продуктів горіння поліолефіни (поліетилени і поліпропілен) нагадують парафін. Це цілком зрозуміло, оскільки елементарний хімічний склад цих речовин один і той же. Звідси виникає складність в розрізненні поліетиленів і поліпропілену. Проте при певному навику можна відрізнити поліпропілен за різкішим запахом продуктів горіння з відтінками паленої гуми або сургучу, що горить.

Викладені вище практичні методи визначення виду полімерних матеріалів, з яких виготовлені полімерні плівки, носять до певної міри суб'єктивний характер, а, отже, не можуть гарантувати їх стопроцентної ідентифікації.

Таблиця 4.1

Зовнішні ознаки полімерних плівок

Таблиця 4.2

Фізико-механічні характеристики полімерних плівок при 20 °C

Таблиця 4.3

Характеристики горіння полімерних плівок