background image

Ćwiczenie nr 2 

Recykling odpadowych tworzyw sztucznych

 

1.

      

Rodzaje  tworzyw  sztucznych  występujących  w  odpadach  opakowaniowych  i 

poużytkowych  
   
  Wśród  materiałów  występujących  w  odpadach  znaczący  udział  mają  tworzywa 
sztuczne,  co  ma  związek  z  szerokim  ich  zastosowaniem,  m.in.  w  budowie  maszyn,  w 
sprzęcie elektrycznym i  elektronicznym, w przemyśle samochodowym,  w budownictwie 
oraz jako materiały opakowaniowe. O dużym zakresie stosowania tworzyw decydują ich 
cechy, 

m.in: 

odporność 

na 

korozję 

działanie 

substancji 

agresywnych 

niski 

ciężar 

właściwy 

niski 

moduł 

sprężystości 

-  wysoka  wytrzymałość  właściwa  (stosunek  wytrzymałości  do  ciężaru  właściwego) 

dobre 

właściwości 

elektroizolacyjne 

kruchość 

niskich 

temperaturach 

łatwość 

przetwarzania 

kształtowania. 

Tworzywa  sztuczne  to  materiały  użytkowe  otrzymane  na  bazie  polimerów,  w  wyniku 
połączenia  ich  z  dodatkami:  napełniaczami,  stabilizatorami,  zmiękczaczami 
(plastyfikatorami),  pigmentami,  barwnikami,  antystatykami,  antypirenami.  Dodatki  mają 
na 

celu 

modyfikację 

właściwości 

polimeru. 

-  Napełniacze  -  związki  chemiczne  zarówno  nieorganiczne  (talk,  kreda,  ziemia 
okrzemkowa, proszki metali i inne), jak i organiczne (celuloza, mączka drzewna, tkaniny 
itp.), które zmieszane z odpowiednim polimerem polepszają jego własności mechaniczne, 
sztywność,  odporność  cieplną,  właściwości  elektroizolacyjne  lub  przewodzenia  prądu 
oraz 

obniżają 

cenę 

gotowego 

wyrobu 

-  Stabilizatory  -  poprawiają  stabilność  termiczną,  przeciwdziałają  rozpadowi  polimeru 
pod 

wpływem 

tlenu 

promieniowania 

Zmiękczacze (plastyfikatory) - ułatwiają przetwórstwo oraz modyfikują mechaniczne i 
cieplne 

własności 

tworzyw 

-  Barwniki  –  barwne  substancje  organiczne,  rozpuszczalne  w  danym  polimerze  z 
przeznaczeniem 

do 

otrzymania 

barwnych, 

przezroczystych 

tworzyw  

-  Pigmenty  - barwne substancje chemiczne, nierozpuszczalne w polimerze, które nadają 
barwę  otrzymanemu  tworzywu,  a  równocześnie  czynią  go  nieprzezroczystym  
-  Antystatyki  -  modyfikują  jego  właściwości  powierzchniowe  w  celu  zapobiegania 
elektryzowaniu 

się 

tworzywa 

-  Antypireny  -  opóźniacze  palenia,  wywołują  efekt  samogaśnięcia  tworzywa. 
Jednym  z  kryterium  podziału  tworzyw  jest  zachowanie  się  polimeru  w  temperaturze 
pokojowej określone na podstawie zależności naprężenie-odkształcenie.  

Elastomery  to  związki  wielkocząsteczkowe,  które  w  temperaturze  pokojowej  przy  małych 
naprężeniach  wykazują  duże  odkształcenia  elastyczne,  odwracalne.  Współczynnik 
sprężystości wzdłużnej (moduł Younga) wynosi 1-4 MPa, a wydłużenie przy rozciąganiu jest 
rzędu kilkuset %. Temperatura zeszklenia elastomerów jest niższa od temperatury pokojowej. 
W zależności od podatności na proces wulkanizacji elastomery dzieli się na wulkanizujące i 
niewulkanizujące.  

Plastomery  -  w  temperaturze  pokojowej  pod  wpływem  małych  naprężeń  odkształcają  się 
nieznacznie  (odkształcenie  nie  przekracza  zwykle  1%),  a  poddawane  wzrastającemu 
obciążeniu  odkształcają  się  plastycznie,  aż  do  mechanicznego  zniszczenia.  Współczynnik 

background image

sprężystości wzdłużnej (moduł Younga) wynosi 1000-1500 MPa (nawet więcej). Temperatura 
zeszklenia plastomerów jest wyższa od temperatury pokojowej. Wśród plastomerów wyróżnia 
są 

termoplasty 

duroplasty. 

 
Termoplasty - w podwyższonej temperaturze miękną (przechodzą w stan plastyczny) i dają 
się  kształtować.  Po  ochłodzeniu  twardnieją  i  utrzymują  nadane  im  kształty,  odzyskują  też 
pierwotne  własności.  Cykl  uplastycznienia  można  powtarzać  kilkakrotnie.  Nieodwracalna 
degradacja  następuje  wówczas,  gdy  roztopiony  polimer  termoplastyczny  jest  ogrzewany  do 
temperatury krytycznej, w której pękają wiązania w łańcuchu polimerowym.  

 

Rys. 1. Ogólny podział polimerów 

Duroplasty  pod  wpływem  podwyższonej  temperatury  (tworzywa  termoutwardzalne)  lub 
czynników  chemicznych  (utwardzaczy)  (tworzywa  chemoutwardzalne)  nieodwracalnie 
twardnieją  i  zachowują  nadany  kształt,  są  nietopliwe  i  nierozpuszczalne;  po  ponownym 
nagrzaniu 

zwykle 

ulegają 

chemicznemu 

rozkładowi. 

     Rodzaje  tworzyw  sztucznych,  najliczniej  stosowanych  praktycznie  we  wszystkich 
sektorach gospodarki, przedstawia tabela 1. 

Tabela 1. Typowe tworzywa sztuczne 

Symbol  Nazwa tworzywa 

Grupa tworzywa 

PS 
PS-HI 

Polistyren 
Polistyren o podwyższonej udarności 

Polistyreny 

PE 
PE-LD 
PE-HD 

Polietylen 
Polietylen niskiej gęstości 
Polietylen wysokiej gęstości 

Poliolefiny 

PP 

Polipropylen 

Poliolefiny 

PA 

Poliamidy (np. nylon) 

Poliamidy 

PCW 

Polichlorek winylu 

Tworzywa zawierające 
chlor 

ABS 

Kopolimer akrylonitrylu, butadienu i styrenu 

Polistyreny 

PC 

Poliwęglan 

Poliestry 

PET 

Politereftalan etylenu 

Poliestry 

PUR 

Poliuretan 

Poliuretany 

E-PUR 

Elastomery poliuretanowe 

  

background image

PMMA  Polimetakrylan metylu  

Tworzywa akrylowe 

PTFE 

Policzterofluoroetylen (teflon) 

Tworzywa fluorowe 

TU 

  

Termoutwardzalne: 
- żywice fenolowe 
- żywice fenolowo-formaldehydowe (PF) 
- żywice melaminowe (MF) 
- żywice epoksydowe (EP) 
- żywice silikonowe 

 
- fenoplasty 
- fenoplasty 
- aminoplasty 
 
- silikony 

 Przykłady zastosowań typowych tworzyw sztucznych prezentuje tabela 2 

Tabela 2. Zastosowanie tworzyw sztucznych 

Symbol  Zastosowanie 

PS 
 
 
PS-HI 

Obudowy 

monitorów,  folie  elektroizolacyjne,  przezroczyste  obudowy, 

osłony  lamp,  układy  scalone,  kasety  magnetofonowe,  obudowy  kolumn 
głośnikowych,  korpusy  cewek,  sztućce,  kubki  na  napoje,  opakowania  i 
izolacje 

styropianowe 

Klawiatury, drukarki 

PE 

Izolacje 

kablowe,  części  do  pralek,  suszarek,  zmywarek  do  naczyń, 

odkurzaczy,  zawiasy,  butelki  do  lekarstw  i  kosmetyków,  woreczki 
opakowaniowe 

PP 

Wkładki i osprzęt zmywarek do naczyń, części wewnętrzne i bębny pralek, 
obudowy,  dysze  i  inne  części  odkurzaczy,  osłony  kablowe,  uchwyty  i 
mocowania 

kablowe, 

obudowy 

robotów 

kuchennych, 

żelazek, 

akumulatorów,  suszarki  do  włosów,  skrzynki  rozdzielcze,  sztywne  folie, 
opakowania po makaronie, jogurtach, zderzaki samochodowe, rury, sprzęt 
medyczny (np. strzykawki) 

PA 

Części  maszyn:  koła  zębate,  tuleje  i  łożyska  ślizgowe,  sprzęgła, 
przekładnie,  śruby  okrętowe,  śruby  pociągowe,  podkładki  sprężyste,  kołki 
mocujące,  pierścienie  uszczelniające,  kołpaki  kół,  spojlery,  gniazda 
przegubów,  korpusy  i  obudowy  w  elektrotechnice,  obudowy  urządzeń 
elektrycznych,  listwy  przyłączeniowe  wielostykowe,  osnowy  narzędzi, 
obudowy  generatorów,  dmuchawy  powietrza  podgrzewanego,  złącza 
wtykowe, włókna lub żyłki, izolacje elektryczne, grzebienie 

PCW 

Rury 

izolacyjne,  okładziny,  skrzynki  rozdzielcze,  tablice  wtykowe,  wtyczki, 

osłony  kablowe,  folie  i  taśmy  izolacyjne,  płyty,  wykładziny  podłogowe, 
okładki na zeszyty i dokumenty 

ABS 

Elementy konstrukcyjne (wyższa udarność i odporność na zmianę kształtu 
pod 

wpływem  temp.  od  PS  i  PS-HI),  obudowy:  komputerów,  klawiatur, 

dyskietek,  maszyn  do  pisania,  kopiarek,  dyktafonów,  aparatów 
fotograficznych,  telewizorów,  odtwarzaczy  CD,  przesłony,  rury,  rynny,  w 
przemyśle motoryzacyjnym 

PC 

Klosze świateł sygnalizacyjnych w samochodach, szyby (szkło organiczne), 
butelki  dla  niemowląt,  przeszklenia  w  obiektach  przemysłowych, 
sportowych  (dachy  i  ściany),  świetliki,  szklenia  okien  i  drzwi,  ekrany 
akustyczne,  szklarnie,  osłony  kabin  prysznicowych,  izolatory,  listwy 
wtykowe 

PET 

Listwy  i  łożyska  ślizgowe,  prowadnice,  koła  zębate,  tuleje,  rolki,  elementy 

background image

pomp, podkładek oporowych, opakowania po napojach 

PUR 

Pianki PUR:  gąbki tapicerskie,  materacowe (przemysł meblarski), sztywne 
pianki 

do  zderzaków  samochodowych,  elementy  wystroju  wnętrz 

samochodów;  tkaniny  z  podszewkami  gąbczastymi,  tkaniny  ociepleniowe 
(przemysł 

tekstylny), 

gąbki 

myjące, 

materiały 

izolacyjne, 

kity 

uszczelniające,  spoiwa  i  kleje,  opakowania;  lite  PUR  w  przemyśle 
samochodowym (klamki, elementy tapicerki i amortyzatorów) i obuwnictwie 
(podeszwy butów)  

E-PUR 

Elastyczne  elementy  maszyn:  sprzęgła,  odbojniki  pras,  podkładki 
antywibracyjne,  bieżniki  kół,  sita,  maty  do  odwadniaczy,  osprzęt  do  sit, 
hydrocyk

lony, wałki transportowe, skrobaki do przenośników taśmowych 

PMMA 

Znaki  odblaskowe,  klosze  świateł  sygnalizacyjnych  w  samochodach, 
szybki,  przeszklenia,  pokrycia  dachów,  szklenia  balkonów,  drzwi  i  okien, 
kabin  prysznicowych,  osłony  do  maszyn  i  kabin  sterowniczych,  materiały 
reklamowe  

PTFE 

Elementy  aparatury  chemicznej,  maszyn,  produkcja  pomp  i  armatury, 
elektronika, elektrotechnika, technika filtracyjna, oczyszczanie spalin 

TU 

Żywice epoksydowe lane: w elektrotechnice do zalewania kondensatorów, 
cewek,  do  wyrobu  izolatorów,  laminaty  pokryte  folią  miedzianą  na  płytki 
obwodów drukowanych; do wyrobu laminatów, wyrobu szkła odpornego na 
działanie 

zasad; 

nie 

lane: 

lakiery, 

kleje. 

Żywice  melaminowe:  laminaty,  naczynia  stołowe,  części  izolacyjne,  kleje 
Czysta  żywica  fenolowa  lana:  elementy  kwasoodporne,  ozdoby;  żywica  z 
wypełnieniem  mineralnym:  mufy  kablowe,  uchwyty  urządzeń  grzejnych; 
żywica  z  mączką  drzewną:  obudowy  radia,  aparatów  telefonicznych, 
elementy 

izolacji. 

Żywice silikonowe: surowiec do lakierów, do wiązania włókien szklanych  

2. 

Recykling 

tworzyw 

sztucznych 

     Odpadowe  tworzywa  sztuczne  nadają  się  do  powtórnego  przetwarzania  -  recyklingu. 
Według  Ustawy  o  odpadach,  recykling  to  odzysk,  który  polega  na  powtórnym 
przetwarzaniu  substancji  lub  materiałów  zawartych  w  odpadach  w  procesie 
produkcyjnym w celu uzyskania substancji lub materiałów o przeznaczeniu pierwotnym 
bądź 

innym 

przeznaczeniu. 

Opracowanych  jest  wiele  metod  użytkowania  odpadów  z  tworzyw  sztucznych,  jednak 
wdrożone są jedynie niektóre z nich. Trudności z wdrożeniem metod przetwórstwa tworzyw 
wynikają  z  dużej  różnorodności  ich  gatunków,  właściwości  fizyko-chemicznych,  form 
występowania 

zanieczyszczeń. 

     Odpady  z  tworzyw  sztucznych  można  poddawać  recyklingowi  materiałowemu  i 
surowcowemu (rys. 2). 

background image

 

Rys. 2. Rodzaje recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych 

     Recykling  materiałowy  jednorodnych  odpadów  z  tworzyw  sztucznych  polega  na  ich 
przetwarzaniu  z  zastosowaniem  procesów  fizycznych  w  celu  odzyskania  z  odpadów 
pełnowartościowych  frakcji  polimerów  przydatnych  do  dalszego  przetwórstwa.  
Tworzywa  termoplastyczne  topi  się  i  w  stanie  stopionym  filtruje  w  celu  usunięcia 
zanieczyszczeń (piasek, włókna, drewno). Po oczyszczeniu stopione tworzywo, np. wytłacza 
się w postaci drutu i granuluje. Otrzymany regranulat wykorzystywany jest do wytwarzania 
nowych 

produktów 

lub 

jako 

dodatek 

do 

tworzywa 

pierwotnego.  

Duroplastów  odpadowych  nie  wykorzystuje  się  ponownie  przy  wytwarzaniu  masy 
formierskiej,  lecz  po  odpowiednim  przygotowaniu  –  rozdrobnieniu  i  zmieleniu  -  dodaje  się 
jako 

napełniacz 

przy 

przetwarzaniu 

duroplastów.  

Przykładowo recyklingowi materiałowemu poddaje się obudowy akumulatorów wykonane z 
PP 

oraz 

wykładziny 

podłogowe 

PCW 

(rys. 

3).        

     Recykling  surowcowy  chemiczny  jednorodnych  odpadów  z  tworzyw  sztucznych  polega 
na degradacji makrocząsteczek polimerów do frakcji o mniejszym ciężarze cząsteczkowym, 
które można użyć ponownie jako monomery do wytworzenia tych samych polimerów, bądź 
jako  dodatki  do  wytwarzania  innych  produktów  chemicznych.  Wykorzystywane  są  tu 
procesy: hydrolizymetanolizyglikolizy, które stosowane są przede wszystkim do odpadów 
PET.          
     
    Hydroliza polega na rozkładzie (rozbiciu wiązań estrowych) PET wodą, pod ciśnieniem i 
w wysokiej temperaturze. W wyniku uzyskuje się kwas tereftalowy i glikol etylenowy, które 
po 

oczyszczeniu 

stają 

się 

surowcami 

do 

produkcji 

PET. 

 
    Metanoliza polega na rozkładzie tworzywa na gorąco pod ciśnieniem za pomocą metanolu 
(CH

3

OH). W efekcie metanolizy PET odzyskuje się glikol etylenowy i tereftalan dimetylowy 

–  surowce  do  produkcji  PET.  Znaczenie  tego  procesu  w  zastosowaniach  przemysłowych 
zmalało  z  chwilą  zastąpienia  w  nowych  przedsiębiorstwach  w  produkcji  PET  tereftalanu 
dimetylowego – jako surowca wyjściowego - kwasem tereftalowym. 

             Produkty  hydrolizy  i  metanolizy  odpadowych  PET  z  powodu  niewystarczającej 
czystości  muszą  być  poddane  uciążliwemu  oczyszczaniu,  co  ma  wpływ  na  rachunek 
ekonomiczny procesu. 

background image

 

Rys.  3.  Schemat  blokowy  technologii  przetwarzania  zużytych  wykładzin  z  PCW  (instalacja 
przemysłowa 

firmy 

Beekmann) 

 
     Glikoliza
  ma  na  celu  częściowe  rozbicie  –  do  krótkich  fragmentów  (łańcuchów) 
makrocząsteczek  budujących  tworzywa  sztuczne.  Proces  ten  realizowany  jest  poprzez 
ogrzewanie tworzywa z glikolem (C

2

H

4

(OH)

2

), a parametry procesu mają wpływ na długość 

uzyskiwanych łańcuchów. Uzyskany glikolizat z odpadów PET ma zastosowanie w produkcji 
nienasyconych  żywic  poliestrowych  (rozbite  cząsteczki  PET  łączy  się  z  bezwodnikiem 
maleinowym  i  glikolem  –  w  efekcie  otrzymuje  się  poliester  nienasycony,  z  którego  po 
rozpuszczeniu  w  styrenie  uzyskuje  się  żywice  poliestrowe).  Żywice  te  wykorzystuje  się  do 
wytwarzania  laminatów  poliestrowych,  które  wzmacniane  są  włóknem  szklanym  (w 
przypadku 

dużego 

rozbicia 

makrocząsteczek 

PET). 

     Recykling  surowcowy  metodami  termicznymi  jest  właściwym  sposobem  postępowania 
ze  zmieszanymi  odpadami  tworzyw  sztucznych,  zanieczyszczonymi,  z  dodatkami  różnych 
wypełniaczy. Polega ona na destruktywnej konwersji polimerów zawartych w tworzywach do 
związków małocząsteczkowych i ich użyciu, po przerobie, jako surowców chemicznych lub 
paliw.  Stosowanymi  w  tym  celu  procesami  termicznymi  są:  piroliza,  zgazowanie  i 
hydrokraking
    Pirolizę odpadów definiuje się jako termiczny rozkład substancji organicznych zawartych 
w  odpadach  bez  dostępu  tlenu  (powietrza).  Temperatura  procesu  300-600

0

C  (piroliza 

niskotemperaturowa,  zwana  wytlewaniem).  Pod  wpływem  ogrzewania  w  cząsteczkach 
polimerów  następuje  rozerwanie  wiązań  chemicznych  i  powstawanie  rodników,  które 
reagując ze sobą dają produkty pirolizy: gazy pirolityczne (w ich składzie są m.in.: H

2

, CH

4

C

2

H

6

,  CO,  CO

2

,  H

2

S, HCl), produkty ciekłe  (olej,  smoła, woda) i  produkty stałe (zwęglona 

substancja  organiczna,  tzw.  koks  i  nieorganiczne  składniki).  Proces  pirolizy  odpadów 
realizowany  jest  zwykle  w  reaktorach  fluidyzacyjnych  lub  piecach  obrotowych.  Znane  są 
również przykłady dodawania odpadów z tworzyw sztucznych w postaci granulatu w ilości 1-
2%  do  mieszanki  węglowej  poddawanej  koksowaniu  (tzw.  kopiroliza)  w  bateriach 
koksowniczych. 

Dodatek 

odpadów 

nie 

obniża 

jakości 

koksu. 

     Zgazowanie  odpadów  to  proces  polegający  na  ich  przekształceniu  w  paliwo  gazowe  w 

background image

obecności  utleniacza,  którego  ilość  jest  niewystarczająca  do  całkowitego  spalenia.  Jako 
czynnik  utleniający  stosowany  jest  często  tlen  w  mieszaninie  z  parą  wodną.  Temperatura 
procesu  1350-1600

0

C,  ciśnienie  do  150  barów.  Zachodzą  reakcje:  spalanie,  rozkład  pary 

wodnej, redukcja CO

2

    

C+O

2

CO

2

+Q 

    

CO

2

+

→ 

2CO+Q 

    

2H

2

O+C 

 

CO

2

+2H

    

H

2

O+

 

CO+H

 

Powstający gaz składa się głównie z CO, H

2

, CO

2

, natomiast stała pozostałość zawiera węgiel 

pierwiastkowy  i  nieorganiczne  składniki  zgazowanego  tworzywa  (napełniacze, 
zanieczyszczenia).  W  realizowanych  procesach  zgazowania,  odpady  z  tworzyw  w  pierwszej 
kolejności  poddawano  termicznemu  uplastycznianiu  (topieniu),  a  następnie  kierowano  do 
reaktora.  Zgazowaniu  mogą  być  poddawane  wszystkie  rodzaje  odpadowych  tworzyw 
sztucznych.  Gaz  ze  zgazowania  może  być  spalany  lub  wykorzystywany  jako  surowiec 
chemiczny 

(np. 

do 

wytwarzania 

metanolu). 

     Hydrokraking  polimerów  polega  na  hydrogenolizie  makrocząsteczek  polimerów  w 
warunkach  podwyższonej  temperatury  z  równoczesnym  uwodornieniem  powstających 
produktów. Produkty procesu to małocząsteczkowe ciekłe i gazowe węglowodory. W próbach 
w instalacji niemieckiej upłynniania węgla z dodatkiem 25% odpadów z tworzyw sztucznych 
uzyskano  gazy  węglowodorowe,  benzyny,  oleje  dieslowe  i  smarowe  z  łączną  wydajnością 
90% przy użyciu 3,5% wagowo wodoru. Hydrokraking odpadów z tworzyw sztucznych jest 
procesem bardziej ekonomicznym niż proces ich spalania: ze spalania 1Mg odpadów można 
wytworzyć  1,7  MWh  energii  elektrycznej,  podczas  gdy  ze  spalania  produktów  hydrolizy 
uzyskanych z 1Mg odpadów wytwarza się 6,8 MWh energii. 

Identyfikacja  odpadów  z  tworzyw  jest  konieczna,  aby  właściwie  je  ponownie 

wykorzystać.  Pełna  identyfikacja  jest  trudna,  wymaga  niejednokrotnie  wcześniejszego 
rozdzielenia  tworzywa  na  poszczególne  elementy  składowe,  takie  jak  polimer,  napełniacze, 
zmiękczacze,  pigmenty  i  inne.  W  niektórych  przypadkach  wystarczająca  jest  identyfikacja 
podstawowego  składnika  tworzywa  –  polimeru.  Prostą  metodą  identyfikacji  polimerów  jest 
próba płomieniowa.  

3. Wykonanie ćwiczenia 

Identyfikacji odpadu polimerowego należy dokonać wykorzystując wyniki: 

1)  Oceny  wizualnej  podstawowych  właściwości  mechanicznych  i  fizycznych,  jak 
giętkość, 

twardość, 

rodzaj 

powierzchni 

W  identyfikacji  tym  sposobem  pomaga  postać  handlowa  tworzywa:  folie  wykonuje  się 
najczęściej z PE, PCV, PP; włókna to najczęściej poliuretany; tworzywa porowate to zwykle 
poliuretany, polistyreny (śnieżno-biały kolor) i PCV; przezroczyste grube płyty to PMMA 

2)  Oceny  zachowania  się  próbki  w  płomieniu  palnika  gazowego  (tab.  3) 
Próbkę tworzywa umieścić przy  użyciu  pęsety  w płomieniu palnika i  obserwować zjawiska 
zachodzące  w  bezpośrednim  kontakcie  próbki  z  płomieniem  oraz  po  wyjęciu  próbki  z 
płomienia.  Jeżeli  próbka  pali  się  po  wyjęciu  –  płomień  należy  zdmuchnąć.  Próbkę  należy 
ogrzewać wolno, utrzymując niezbyt duży płomień, by zaobserwować zachodzące zjawiska. 
Podczas 

obserwacji 

notuje 

się: 

background image

    

   

stopień 

łatwopalności 

    

   

czy 

próbka 

gaśnie 

po 

wyjęciu 

płomienia 

     −

   

wygląd  płomienia  (świecący,  kopcący,  jego  barwę:  układ  barw,  barwę  obwódki) 

     −

   

zmiany  wyglądu  próbki  tworzywa  pod  wpływem  płomienia  (mięknienie,  topienie  się 

tworzywa, 

spływanie 

kropel, 

zwęglanie, 

tworzenie 

się 

pęcherzy) 

    −

   

zapach gazów wydzielających się podczas palenia  

3) 

Badania 

odczynu 

produktów 

rozkładu 

Badanie odczynu produktów rozkładu termicznego odpadu poprzez prażenie (ogrzewanie w 
probówce):  po  wprowadzeniu  probówki  do  płomienia  obserwuje  się,  czy  próbka  topi  się, 
rozkłada,  ciemnieje.  Charakterystyczne  dla  poszczególnych  tworzyw  jest  pH  gazów, 
powstających  w  czasie  prażenia.  Odczyn  produktów  rozkładu  określa  się  przykładając 
zwilżony papierek lakmusowy u wylotu probówki z ogrzewaną próbką. Jeśli papierek barwi 
się  na  niebiesko  –  gazy  są  alkaliczne,  jeżeli  nie  zmienia  barwy  –  gazy  są  obojętne,  a  gdy 
papierek zmienia barwę na czerwoną – gazy są kwaśne. Próbę ogrzewać powoli w łagodnym 
płomieniu. 

 4) 

Badania 

gęstości 

tworzywa 

względem 

wody 

PE  i  PP  -  w  przeciwieństwie  do  pozostałych  tworzyw  -  są  lżejsze  od  wody.  Jeżeli  więc 
przedmiot wykonany z tworzywa nie tonie po wrzuceniu do wody, to możemy stwierdzić, że 
został on wykonany z PE lub PP (inne tworzywa toną). W przypadku badania butelki należy 
w całości wypełnić ją wodą.  

5)  Badania  gęstości  tworzywa  względem  roztworu  chlorku  sodu  o  gęstości  1,1  g/cm

To  badanie  pozwala  stwierdzić,  czy  przedmiot,  który  tonął  w  wodzie,  nie  jest  wykonany  z 
polistyrenu  (z  wyłączeniem  styropianu).  Polistyren  ma  bowiem  gęstość  ok.  1,07  g/cm

3

  i  w 

roztworze o gęstości 1,1 g/cm

3

 nie tonie. Roztwór soli kuchennej o podanej powyżej gęstości 

ma stężenie 14%, co oznacza, że aby  go przygotować należy 140  g soli rozpuścić w 860  g 
(860 cm

3

 ) wody, lub odpowiednio 163 g soli w 1dm

3

 wody. 

6) 

Badania 

rozpuszczalności 

tworzywa 

Mały  kawałek  próbki  tworzywa  (ok.  100  mg)  umieścić  w  probówce  napełnionej  w  jednej 
trzeciej  rozpuszczalnikiem  i  pozostawić  na  pewien  czas  od  czasu  do  czasu  wstrząsając. 
Ocenić  wygląd  próbki  (bez  zmian,  pęcznienie,  rozpuszczanie).  Wynik  porównać  z  tabelą 
rozpuszczalności 

polimerów 

(tab. 

4). 

Należy pamiętać, że rozpuszczalność danego polimeru w określonym rozpuszczalniku może 
zmieniać się w zależności od masy cząsteczkowej,  rozgałęzień i  stopnia krystaliczności.  Ze 
wzrostem  masy  cząsteczkowej  oraz  stopnia  krystaliczności  zmniejsza  się  rozpuszczalność 
polimeru. 

Tabela 3. Zachowanie się typowych tworzyw sztucznych w płomieniu 

Stopień 

łatwopalnośc

Gaśnie 

po 

wyjęciu z 

płomieni

Wygląd 

płomienia 

Zmiany 

wyglądu 

tworzywa 

pod 

wpływem 

płomienia 

Zapach 

produktów 

spalania 

Rodzaj tworzywa 

mały 

tak 

  

żarzy się, 

nie topi się, 

  

PTFE 

background image

nie zwęgla 

się 

mały 

tak 

jasnożółty, 

brzegi 

niebieskawe 

pęcznieje, 

pęka, 

bieleje na 

brzegach 

mocznika, 

formaldehyd

żywica 

mocznikowo-

formaldehydowa 

mały 

tak 

bezbarwny 

pęcznieje, 

pęka, 

bieleje na 

brzegach 

palonej ryby, 

amoniaku 

żywica 

melaminowa 

mały 

tak 

żółty (iskry- 

żywica lana) 

zwęgla się, 

pęcznieje 

(żywica 

tłoczona) 

fenolu, 

formaldehyd

bakelit (żywica 

fenolowo-

formaldehydowa

mały 

tak 

biało-żółty, 

brzegi 

zielonkawe, 

trochę kopci 

zwęgla się, 

kruszy się 

HCl 

PCW 

mały 

tak 

świecący, 

kopcący 

ciemnieje, 

nie kapie 

charakter. 

styrenu 

PC 

średni 

tak 

jasnożółty, 

trochę kopci 

mięknie, 

topi się, 

pieniące 

krople, 

lekko 

ciemnieje, 

ze stopu 

można 

wyciągać 

nitki 

aromatyczny 

PET 

średni 

tak 

biały z żółtym 

wierzchołkiem, 

nie kopcący 

topi się, 

pieniące 

krople, ze 

stopu 

można 

wyciągać 

nitki 

palonego 

białka 

(włosów) 

PA 

mały 

nie 

jasnożółty, 

czarny dym 

silnie 

pęcznieje, 

ciemnieje 

słodki 

(utwardzona 

aminami) 

żywica 

epoksydowa 

średni 

nie 

wierzchołek 

żółty, reszta 

niebieskawa, 

drobne iskierki, 

nie kopcący 

mięknie, na 
powierzchn
i bąbelkuje, 

lekko 

ciemnieje 

woń 

kwiatowa, 

hiacynty 

PMMA 

średni 

nie 

żółtawy, nie 

kopcący 

lekko 

zwęgla się 

ostry duszący 

PUR 

średni 

nie 

żółto-

pomarańczowy

pęcznieje, 

nie mięknie 

SO

2

 

ebonit 

(tworzywo 

background image

, czarny dym 

kauczukowe) 

duży 

nie 

świecący, 

żółty, 

wierzchołek  

niebieski, nie 

kopcący, po 

zgaszeniu biały 

dym 

topi się, 

kapie, 

spływa 

kroplami, 

ze stopu 

można 

wyciągać 

nitki 

palonej 

parafiny 

(świecy) 

PE 

PE-HD 

PE-LD 

duży 

nie 

świecący, 

żółty, 

wierzchołek  

niebieski, nie 

kopcący 

topi się, 

kapie, 

spływa 

kroplami, 

ze stopu 

można 

wyciągać 

nitki 

ostry, 

palących się 

zniczy 

PP 

duży 

nie 

świecący,  

żółto-

pomarańczowy

, silnie kopcący 

mięknie, 

nadtapia 

się, 

ciemnieje 

styrenu 

PS 

ABS 

Tabela 4. Rozpuszczalność typowych polimerów 

Polimer 

Rozpuszczalnik, w którym polimer rozpuszcza się lub pęcznieje 

kwas 

octowy 

kwas 

mrówkowy 

kwas 

solny 

aceton 

benzen 

tetrachlorek węgla 

PA 

tak 

tak 

tak 

nie 

nie 

nie 

PCW 

nie 

nie 

  

nie 

nie 

tak w 25

0

PE 

nie 

nie 

nie 

nie 

nie 

tak (na gorąco: PE-LD w 

70

0

C, PE-HD w 160

0

C) 

PMMA 

tak 

  

  

tak 

tak 

nie 

PP 

nie 

nie 

nie 

nie 

nie 

nie 

PS 

nie 

nie 

nie 

pęcznieje 

tak 

tak 

PTFE 

nie 

nie 

nie 

nie 

nie 

nie 

PUR 

tak 

tak 

nie 

nie 

nie 

nie 

PF 

  

  

  

tak 

nie 

tak 

MF 

tak 

  

  

nie 

  

nie 

4. 

Zestawienie 

wyników 

badań 

obserwacji 

sprawozdaniu 

 
1) Wyniki obserwacji i badań zestawić w tabelach według poniższych wzorów (tab. 5.1 - 5.5) 

2)  Na  podstawie  analizy  wyników  zidentyfikować  badane  polimery  podając  ich  symbole  i 
nazwy, np. PE - polietylen oraz grupę, np: elastomer, termoplast, duroplast. 

Tabela 5. 1. Zestawienie wyników oceny wizualnej badanych próbek 

L.p. Ocena wizualna  Symbol 

Nazwa 

background image

odpadowego 
tworzywa 

polimeru 

polimeru 

  

  

  

  

  

  

  

  

Tabela 5.2. Zestawienie wyników identyfikacji polimeru na podstawie badania gęstości   

L.p. 

Symbol 
polimeru 

Zachowanie próbki 

Gęstość 
polimeru 

w wodzie 

w roztworze 
........... 
o gęstości 
............ 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

Tabela 5.3. Zestawienie wyników identyfikacji polimeru na podstawie obserwacji 
zachowania się polimerów w rozpuszczalnikach  
 

L.p. 

Symbol 
polimeru 

Zachowanie próbki w rozpuszczalniku 
........................ 

symbol i nazwa 
rozpuszczalnika

 

........................ 

symbol i nazwa 
rozpuszczalnika

 

........................ 

symbol i nazwa 
rozpuszczalnika

 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

Tabela 5.4. Zestawienie wyników próby płomieniowej   

L.p.  Symbol 

polimeru 

Gaśnie/nie 
gaśnie po 
wyjęciu z 
płomienia  

Wygląd 
(w tym 
barwa) 
płomienia 

Zmiany wyglądu 
tworzywa pod 
wpływem płomienia  

Zapach 
produktów 
spalania 

Odczyn 
produktów 
spalania 

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

Tabela 5.5. Zastosowanie badanych polimerów 

L.p. 

Symbol 
polimeru 

Przykłady zastosowań