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塑料知识入门
添加时间:2012-05-27 22:21一、关于塑料
1、当听到[塑料]这个词时,你会想起些什么呢?
塑料瓶、塑料袋、每天都受益的隐形眼镜、眼镜框架,还有餐具、CD和DVD等光盘,冰箱、电视机柜、移动电话和计算机等等,各种各样的塑料制品.而且还有些印刷得看上去像金属和木材风格的塑料制品.
在我们的日常生活和产业中,塑料已经不可缺少.日用杂货、包装材料、电气制品中的各种部件、建筑材料、汽车部件及外部装饰、室内装饰材料等等,从日常生活中经常使用到的物品,到眼睛看不见的地方,到处都有塑料制品活跃的身影,其用途是多种多样.
2、我们被塑料所包围
早晨一醒来,去洗脸,眼前的洗脸化妆台、塑料化妆盒、牙刷、牙膏管、剃须刀刀架、梳子、吹风机等等,几乎都是用塑料制作的.简直可以称为塑料的家,到处都被塑料包围着,而且,就连闹钟的大部分部件也是用塑料制成的.
3、塑料一词的来源
塑料用英文写成『Plastics』或『Plastic』,但其语源来自于希腊语的『plastics』,具有“生长”、“成型”、“发展”等意思.“可成型”=“具有可塑性”的意义,作为形容词经常被使用,就产生了“塑料”一词.
塑料这一名词,来源于塑料所具有的特征,即“能自由成型”的意思.
4、塑料是高分子化合物
在日本工业标准中确定的“以高分子物质为主原料、人工成型”这一定义的意义,简单地说就是指用化学方法合成的、分子量非常大的物质.
按照分子量的大小,物质可以分为低分子、中等分子和高分子,例如空气中的氧的分子量为32,而甜砂糖的分子量为342.?6?5与此相比较,橡胶和蛋白质等的分子量超过了10000,天然的“高分子”化合物中,有天然橡胶、松脂等天然树脂、纤维素、丝绸、蛋白质等许多种类.
此外,模仿这些物质的化学结构,利用化学方法合成制造出来的物质有合成橡胶、合成树脂、合成纤维等.所以,塑料是人工制造的“高分子化合物”,与天然树脂相对应,叫做“合成树脂”,或简单地就叫做“树脂”.
①塑料的定义是什么?
在日本工业标准(JISK9600-1977)中,塑料的定义如下:『塑料是以高分子物质为主原料、按照某种设计可人工成型的固体材料.但是纤维、橡胶、涂料、胶粘剂等材料除外』.
5、塑料的原料是石油
将生产石油的原油加热使其分解,可得到汽油、灯油、粗汽油、柴油、重油等产物.大部分塑料的生产都是以这里面的粗汽油为原料制造的.
将粗汽油再进一步加热分解,利用沸点(由液体变为气体的温度)的差别进行分离,则可得到生产塑料的原料,乙烯和丙烯,这些多数是气体或液体,不能直接使用.
②有关单体(mono)和多聚体(poly)
为了制造高分子材料,通常首先要制造低分子化合物,并将这些低分子化合物结合、也就是说连结起来形成高分子,这种反应叫做“聚合反应”.使用的低分子化合物叫做『单体』,生成的高分子量的化合物叫做『高分子化合物』,或者叫做『聚合物』.
『单』(mono)意味着单个,『聚』(poly)意味着许多,为了使单体结合变成聚合体,要使用热、光、催化剂等添加剂(也叫聚合开始剂).就是这样,使原来是单体的乙烯和丙烯聚合,生成的物质就是聚乙烯和聚丙烯.
二、塑料的种类
1、塑料有哪些种类
无论哪一种,第一次对其加热都会软化,这一点是相同的.但是一旦冷却凝固之后,“热塑性树脂”和“热固性树脂”将表现出不同的特性.热塑性树脂如果再次被加热,它还会变软,而热固性树脂却不一样,即使再被加热,它也不会再变形.比如,由于不小心,将一个塑料杯子放在了火堆旁边,杯子逐渐变软并变形了,那说明这杯子是用热塑性树脂制成的.?6?5炒菜锅的把手、以及锅盖顶上的手柄等部位的塑料是用热硬化性树脂制成的.
由于这种材料的电特性也很优秀,所以也被广泛用于电灯开关、插座、灯座等部位.但是,由于其成型加工性不良,正在逐渐地被热塑性树脂所取代.现在热塑性树脂的塑料占塑料总量的近90%.?6?5热塑性树脂又分为『普通塑料』和具有更高性能的『工程塑料』.
热塑性树脂又分为『结晶性』和『非结晶性』两种.
热塑性树脂 | 结晶性塑料 |
非结晶性塑料 |
|
热塑性树脂 | 工程塑料 |
普通塑料 |
2、结晶性塑料与非结晶性塑料
聚乙烯 | 用于容器类、包装、袋子、薄膜等的代表性塑料. |
聚丙烯 | 和聚乙烯一样,多用于容器和包装,最近还多用于汽车部件. |
聚苯乙烯 | 发泡类用于轻便的一次性杯子和厕所.抗冲击类用于电视机以及家电产品. |
聚氯乙烯 | 用于“薄板”“皮革”“管道”“电线包线”等多方面产品.颜色丰富,从无色透明到各种彩色. |
ABS树脂 | 用于电视机和音响等电器的包装盒. |
4、从原料到塑料制品
5、聚合
聚合物是将单体聚合生成的物质,把不同种类的单体混合在一起使之聚合,则可获得兼有各种单体的性质的聚合物.由单一种类的单体聚合而成的聚合物叫做『均聚物』,由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物叫做『共聚物(共聚高分子)』.
三、多彩的塑料
1、防止聚合物的分解
热稳定剂…防止加热分解.
氧化防止剂…防止在空气中被氧化分解.
紫外线吸收剂…防止由于紫外线引起的劣化.
防霉剂…防止被细菌、霉菌等微生物腐蚀.
此外,塑料的分解包括:
光分解性塑料…遇太阳光线时则产生分解.
生物降解塑料…埋入地下被土壤中的微生物分解.
等等,对塑料的稳定化和自然分解这两个互相矛盾的主题,人们正在进行着大量的研究.
2、堤高难燃性
3、增加柔软性
在聚氯乙烯树脂中加上稳定剂,在加热条件下与树脂混合成型,然后冷却到室温,就可得到硬的成型品.它可用作水管,窗户的挡雨板,化妆橱柜等.而且,由于它的耐化学药品性能也很优良,还被用做化工厂的储存罐和管道等的材料.
此外,澡堂里的聚氯乙烯垫子,皮带,手提包等软质材料也都采用了这种材料.
用热塑性树脂制造的发泡体很结实,广泛应用于寝具、缓冲垫、人造革等产品.此外,作为皮革代用品的人造革,是在聚氯乙烯中加入增塑剂,使其柔软、发泡制成的.合成木材是调节发泡塑料中的气体的量,使之与木材具有大致相同的比重而制成的.
聚苯乙烯、硬质聚氨酯树脂中由于加入了气体,所以具有隔热的性质,可作为保温材料、冰箱及建筑物的隔热材料使用.
5、增加塑料的硬度和强度
常用的增强材料有无机质填充材料、强化材料.代表性的产品有FRP,是大家熟知的玻璃纤维强化塑料.该材料强度高,被用于飞机机舱内壁和渔船等部位的材料.可作为强化材料的还有碳纤维和芳香族聚酰胺纤维等,用这些材料增强的塑料被用于航空火箭等用途.
此外,混入了磁性材料的塑料叫做“塑料磁铁”,很容易加工成具有各种形状磁性的产品.
从本质上讲,塑料的绝缘性非常优秀,但从另一个角度考虑,若想将其作成导电材料,可以将导电性物质分散在塑料里制成复合塑料,叫做『导电性塑料』.例如,以前的电视机、计算机的壳体是用塑料制成的,由于绝缘性高,容易产生电波阻碍.因此,最近,这些部件开始使用赋予了导电性的塑料来制造.
四、进一步了解塑料
1、自由自在的材料
正因为如此,塑料也往往给人以天然素材代用品的印象.但是,作为与天然素材完全不同的一种新材料,塑料具有各种各样的可能性,这一点是任何其他材料所不能比拟的.由于塑料是以石油为原料制造的,为了节省资源,人们正在积极努力地开发尽量高效率地利用有限的资源的方法,以及使产品高性能化,减少总体使用量的方法.并且人们还正在探索不依赖石油做原料就能生产塑料的新方法.
2、注目的再生可能塑料
日本生物塑料协会将生物塑料定义为“原料中含有可再生有机资源由来物质,通过化学方式或生物学方式合成的高分子材料”,在传统的生物降解塑料(通过微生物的作用来分解废弃塑料,使目前为止的半永久性残留塑料制品回归自然的材料)中添加生物塑料,并加以普及.
最近,计算机和移动电话的外壳以及汽车零部件等采用生物塑料的事例不断增加.今后,还会考虑与传统的石油系列塑料组合的改良技术,并加以有效利用.