I materiali termoplastici possono essere riutilizzati attraverso diversi processi di riciclaggio, per i quali la fase più importante è rappresentata dalla selezione dei materiali. Le prove di laboratorio possono servire a determinare i componenti di un materiale sconosciuto. Di seguito vengono illustrati alcuni metodi di prova molto semplici, al fine di fornire le linee guida necessarie per identificare facilmente i tipi fondamentali di polimeri termoplastici.
Le resine polimeriche possono essere identificate mediante i seguenti test fondamentali:
• Contrassegno standardizzato
• Aspetto fisico
• Effetti del calore
• Test di Belstein
• Solubilità
• Densità relativa
Codice standardizzato
La Società dell’Industria delle Materie Plastiche (SPI) ha introdotto il codice per l’identificazione delle resine nel 1988 con l’obiettivo di promuovere il riciclaggio, ridurre l’inquinamento e istituire un sistema uniforme in tutti gli Stati Uniti.
I codici sono stampati o impressi sul fondo della maggior parte dei contenitori in plastica; tuttavia, per la raccolta differenziata su larga scala, l’identificazione visiva non è sufficientemente pratica.
Aspetto fisico
L'aspetto fisico o visivo può fornire un indizio per identificare i materiali plastici. È più difficile identificare le materie prime plastiche non miscelate, o sotto forma di pellet, rispetto ai prodotti finiti. I termoplastici vengono generalmente prodotti sotto forma di pellet o granuli. I materiali termoindurenti si presentano solitamente come polveri o resine.
Tra le resine termoplastiche più comuni, il polietilene tereftalato (PET) e il polipropilene (PP) presentano una consistenza traslucida e cerosa.
Anche i metodi di produzione e di applicazione del prodotto contribuiscono a descrivere una plastica. Di solito, i materiali termoplastici vengono estrusi o sottoposti a stampaggio a iniezione, calandratura, stampaggio per soffiaggio e stampaggio sottovuoto. Il polietilene, il polistirene e i materiali cellulosici sono comunemente utilizzati nell’industria dei contenitori e degli imballaggi. Sostanze come il polietilene, il politetrafluoroetilene, i poliacetali e le poliammidi presentano una caratteristica consistenza cerosa al tatto. Le plastiche termoindurenti vengono solitamente stampate a compressione (per trasferimento).
Effetti del calore
Quando si riscaldano campioni di plastica in provette, è possibile individuare gli odori caratteristici di determinate materie plastiche. Il modo particolare in cui bruciano può fornire un indizio in tal senso.
Il PET brucia rapidamente, emana odori di paraffina e, quando la fiamma si spegne, produce un fumo bianco.
Il polietilene brucia con una fiamma blu trasparente e gocciola quando si scioglie.
Il cloruro di polivinile (PVC) può incendiarsi, ma si spegne da solo non appena la fonte di fuoco viene allontanata. Il PVC emana un odore molto acre durante la combustione poiché il cloruro di idrogeno è un derivato che si sprigiona durante la combustione.
Il PP, d’altra parte, brucia più lentamente; i gas alimentano la fiamma.
Il polistirene (PS) e i suoi copolimeri emanano fumo nero (carbonio), bruciano rapidamente, hanno un forte odore di gas e producono grandi quantità di fuliggine.
Il punto di fusione effettivo è un altro elemento distintivo. I materiali termoindurenti non si fondono. Alcuni termoplastici, invece, fondono a temperature inferiori a 195 °C. È anche possibile esercitare una pressione sulla superficie di una plastica con una torcia elettrica da saldatura. Se il materiale si ammorbidisce e la punta calda affonda, si tratta di un termoplastico. Se rimane duro e si carbonizza, si tratta semplicemente di un termoindurente.
Prova di Beilstein
La prova di Beilstein è un metodo semplice per determinare la presenza di un alogeno (cloro, fluoro, bromo e iodio). Per eseguire questa prova occorre riscaldare un filo di rame pulito su una fiamma di Bunsen fino a renderlo incandescente. Successivamente, si mette rapidamente a contatto il filo caldo con il campione da analizzare e si riporta il filo sulla fiamma. Una fiamma verde indica la presenza di alogeno.
Le materie plastiche che contengono cloro, come già menzionato in precedenza, sono il policlorotrifluoroetilene, il PVC, il policloruro di vinilidene e altre, che risultano positive al test degli alogeni. Se il test è negativo, è possibile che il polimero sia composto esclusivamente da carbonio, idrogeno, ossigeno o silicio.
Solubilità
I test per determinare la solubilità o l’insolubilità delle materie plastiche sono metodi semplici di identificazione. Ad eccezione delle poliolefine, degli acetali, delle poliammidi e dei fluoroplastici, si può ritenere che tutti i materiali termoplastici siano solubili a temperatura ambiente; il PET, ad esempio, è impermeabile ai solventi chimici, mentre il PP si dissolve nel toluene caldo. I materiali termoindurenti, invece, sono resistenti ai solventi.
Densità relativa
La classificazione in base alla densità mediante un sistema di galleggiamento avviene confrontando le densità del materiale plastico con quelle di sostanze liquide di densità nota. Se una plastica galleggia in una soluzione con densità pari a 0,94 g/cm³, può trattarsi di polietilene a media o bassa densità. Se il campione galleggia in una soluzione di 0,92 g/cm³, potrebbe trattarsi di un polietilene a bassa densità o di polipropilene. Se affonda in tutte le soluzioni con densità inferiore a 2,00 g/cm³, il campione sarà una plastica fluorocarbonica.
La presenza di riempitivi o altri additivi e il grado di polimerizzazione possono rendere difficile l’identificazione delle materie plastiche in base alla densità relativa, poiché possono modificare notevolmente la densità di una materia plastica. Le poliolefine, gli ionomeri e i polistireni a bassa densità galleggiano sull’acqua (che ha una densità di 1,00 g/cm³).