和塑美課堂 | 材料人的判料“四診法”

在中醫學中，望、聞、問、切四診法是一套歷經千年仍被廣泛使用的經典診斷方法。而在現代塑料行業中，我們材料人也有自己的“四診法”，用于快速判斷材料的類型和組成。今天，我們就來探討塑料從業者，是如何將“望、切、聞、問”應用于塑料的日常判斷中的。

1、塑料行業的“望”——外觀查看

在塑料行業中，“望”主要是指對塑料的外觀進行細致的觀察。通過觀察塑料的顏色、形狀、透明度和光澤度，我們可以初步判斷其類型。

顏色：不同類型的塑料可能具有特定的顏色。例如，聚乙烯（PE）通常呈白色或乳白色。顏色可以作為初步判斷塑料類型的線索。

透明度：透明度也是一個重要的觀察指標。未著色的聚苯乙烯（PS）為無色透明，而某些其他塑料如聚碳酸酯（PC）也具有較高的透明度。通過觀察材質的透明度，可以縮小可能的塑料類型范圍。

表面光澤：不同塑料的表面光澤也有所差異。例如，聚丙烯（PP）可能呈現出一定的光澤度，而某些特殊用途的塑料可能會有啞光或珠光效果。

圖片為不同類型的塑料粒子

2、塑料行業的“切”——物理性能的測試

“切”在塑料行業中是指對塑料進行物理性能的測試。比如觀察塑料的硬度和彈性：通過觸摸和輕微施加壓力，可以感受塑料的硬度和彈性。例如，聚氯乙烯（PVC）可能會比聚丙烯（PP）更硬，聚烯烴彈性體（POE）呈現橡膠彈性等等。

3、塑料行業的“聞”——燃燒測試與氣味分析

“聞”體現在對塑料進行燃燒測試， 不同種類 的塑料在燃燒時會表現出不同的特性，如火焰顏色、氣味、離火后自熄情況等。

比如：

聚酰胺塑料(尼龍)：能緩慢燃燒，離火源后緩慢熄滅，燃燒時試樣起泡，熔融下滴，火焰呈藍色，頂部黃色，燃燒時有羊毛燒焦。

聚丙烯（PP）：易燃，離火后能繼續燃燒，燃燒時試樣膨脹滴落，有少量黑煙，火焰底部呈藍色，頂部呈黃色，燃燒時產生石油味。

等等......

PP樣條（上圖）與尼龍樣條（下圖）燃燒對比

但燃燒的方法可能無法鑒別所有塑料，特別是那些具有相似燃燒特性的塑料， 因此在實際應用中可能需要結合其他鑒別方法，如密度測定、溶劑處理等，以提高鑒別的準確性。

4、塑料行業的“問”——技術手段終極大法

在塑料行業中，“問”則是指對材料的技術參數進行詳細的查詢和分析。這通常需要借助于各種高科技檢測設備，如紅外光譜儀、差示掃描量熱儀（DSC）等，來獲取材料的精確化學組成、熔點、熱穩定性等關鍵信息。這些數據對于塑料制品的設計、生產和應用都至關重要。

DSC在塑料種類檢測中的應用：

確定塑料的熔點和結晶度：DSC是一種熱分析技術，可以用來測量塑料的熔點和結晶度。不同種類的塑料具有不同的熔點，通過DSC測試可以區分塑料的種類。

檢測塑料混合物：DSC可以通過熔化曲線形狀的變化來檢測塑料混合物中不同聚合物的存在，例如聚乙烯（PE）的不同密度等級，以及聚丙烯（PP）、尼龍等其他聚合物。

紅外光譜儀在塑料種類檢測中的應用：

識別塑料的化學結構：紅外光譜儀通過測量塑料中有機分子含氫基團的特征信息，可以對不同的塑料材質進行分類。

無損檢測：紅外光譜儀是一種無損檢測方法，可以在不破壞樣品的情況下進行分析，這對于質量控制和材料鑒定尤為重要。

區分相似塑料：對于化學結構相似的塑料，如高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE），以及聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚碳酸酯（PC），紅外光譜儀可以通過分析特征峰的位置來區分。

結語

通過以上介紹，我們可以看到，塑料行業的“望、聞、問、切”與中醫的四診法有著異曲同工之妙，都是通過細致的觀察、精確的測試和深入的分析來獲得對對象的全面了解。

作為被廣泛應用的高分子合成材料，塑料的種類繁多，每種塑料都有其獨特的性質和應用領域，從日常生活用品到工業制造，再到高科技領域，塑料都扮演著不可或缺的角色。熟悉塑料是廣大從業者開展工作的一項基礎能力，一起來嘗試一下吧！