什么,塑料的老祖宗竟是假象牙北京科

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审核专家：孙亚飞清华大学化学博士如今，大家对塑料材料并不陌生，塑料制品几乎遍及生活每个角落：农用塑料薄膜、板材等是大棚种植必不可少的工具；五颜六色的食品、衣物包装袋，精致的礼品盒，轻便的塑料饭盒几乎成了家中常备日用品；塑料制成的门窗材料、管道等建筑用品轻便耐用，车用塑料外表光滑美观，还能减轻车身重量，降低能耗，在轻工业里，塑料制品也是公认的宠儿……可大家知道么，小小的塑料已经有超过百年的进化历史了，最早的塑料还是为满足贵族休闲娱乐，替代象牙制作台球而诞生的，下面我们就来一起回顾一下塑料的发展史吧。最初由来：“假象牙”赛璐珞十八世纪末十九世纪初，打台球成为了贵族的休闲爱好，但台球需用象牙制作，原料稀缺，成本较高，无法满足需求。美国一位热爱化学实验的民间发明家海厄特在看到了象牙替代品的悬赏消息后，经过多次试验，终于在年发现硝化纤维中加入樟脑所得物质的柔韧度、硬度和脆性都很适合制作台球，并将其命名为“赛璐珞”（CelluloidNitrate），这是人类历史上最早出现的合成塑料，由于其最初为代替象牙而出现，在民间也被称作“假象牙”。赛璐珞学名为硝化纤维塑料，是最早的商用合成塑料，其主要成分是纤维素硝酸酯和樟脑等。该种材料着色、耐水耐油性能良好，表面光滑美观，在梳子等饰品、玩具、乒乓球和钢笔制作上得到了广泛应用。赛璐珞制的玳瑁钢笔但这种材料有一种致命的缺点——易燃，且燃烧后可能产生有害物质。硝化纤维素是纤维素与硝酸酯化的产物，根据纤维素分子中羟基酯化程度的不同，会生成含氮量不同的硝化纤维素。硝化纤维素燃点极低，易与多种氧化剂发生强烈反应，引起燃烧、爆炸甚至火灾，且产物中有二氧化氮等有毒气体。由于赛璐珞使用时太危险，历史上还曾发生过电影胶片燃烧的案例，因此这种材料渐渐淡出了人们的视线，少量使用的往往也经过改良，而塑料的发展却远没有止步于此。年美国化学家贝克兰实现了人工合成高分子酚醛树脂，从此拉开了人类应用合成高分子塑料材料的序幕。硝化纤维素分子结构当前主要应用：高分子合成塑料当前的塑料多以高分子树脂为主要材料，再添加润滑剂和增色剂等物质合成。最常见的合成塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）和聚酰胺（PA）等，它们根据各自理化性质的不同应用于不同领域。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）在工业中属于产量最高的塑料品种。前二者分别由乙烯和丙烯聚合得到，化学性能较稳定，常温条件不易腐蚀，无毒；介电损耗低、介电强度大，可用作绝缘材料；质地较为柔软，抗冲击性较强。聚乙烯常被制成薄管、塑料桶和衣架等；聚丙烯在车用及建筑用塑料零部件上应用广泛。而聚氯乙烯是由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。防火耐热性能良好，被广泛用于电线和光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、儿童玩具、门帘、卷门、辅助医疗用品、手套、食物保鲜纸和时装等。聚乙烯塑料薄管聚氯乙烯薄膜聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）俗称涤纶，在高温高频下仍保持较好电绝缘性电性和热稳定性，力学性能好，耐折耐摩擦，多被制成录音录像用薄膜和饮料包装瓶等。此外，涤纶纤维模量较低，抗皱性和保持性较好，不容易粘毛，常被用于制作衣物。聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的饮料瓶涤纶面料聚苯乙烯（PS）熔融时热稳定性和流动性很好，易成型加工，适合大量生产，发泡成型后多用于保温隔热和防震制品，如泡沫材料和一次性快餐盒等。但聚苯乙烯耐氧化性较差，十分易燃，且燃烧后会产生大量有毒气体。聚苯乙烯制成的一次性餐盒尽管前面提到的多种塑料都可以用作制作餐具，但只有聚丙烯（PP）材质的餐盒可以放到微波炉加热。对苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成的塑料瓶在70℃以上就很容易变形，只能用来装常温矿泉水和饮料；聚苯乙烯（PS）在℃以上的温度加热时容易分解出对人体有害的物质，不能放入微波炉中，以免释放有害物质。而聚丙烯塑料（PP）无毒无味，可使用温度范围约在-20℃-℃，分子结晶度较高，一般在℃以上才开始软化，熔点高达℃，是最耐热的塑料材料，且不易分解，不产生对人体有害的物质，可安全加热。拥有可安全加热PP5标志的聚丙烯餐盒聚酰胺（PA）俗称尼龙，是重要的工程材料，它的综合应用领域最为广泛，包括化工航空等重工业领域和衣物鱼线绳索等轻工业领域。聚酰胺最突出的特点是其超高的耐磨性和强度，比棉花和羊毛高出数十倍，因此被大量用于制造缆绳和工业用布等。聚酰胺尼龙绳未来发展方向：新型降解塑料作为应用最广泛的高分子材料，塑料给人类的生活带来了不少便利，但却有一个致命的缺点：难降解。有些塑料制品由于没有得到很好的回收处理，可能沉积在土壤中，数十年不能分解，还会产生有害物质；有些塑料垃圾流入大海，造成海洋的污染，影响海洋生物的生存。为了解决这个挑战，科学家们正在致力于研究新型可降解塑料，其性能在保存期内不变，使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质。降解塑料主要有光降解和生物降解两大类。光降解塑料是通过在塑料聚合物中加入光敏感基团或化学助剂，加速光氧化反应的过程，使塑料制品能更快降解。生物降解塑料目前正处于研制发展阶段，在市场应用较广泛的有淀粉基生物降解塑料，它将淀粉改性塑化后与聚合物混合，功能与传统塑料类似，但由于淀粉的存在，微生物酶等可在材料降解时发挥作用，加快降解速度，并减少有害产物含量。除淀粉外，微生物也是生物降解塑料研究的重点，将微生物和塑料制品放在一起，在一定条件下，通过微生物的生命活动，可将塑料分解成甲烷、水和二氧化碳等对环境无毒害的物质，但由于成本和技术等问题，该类降解塑料的市场投入度并不高。可降解塑料购物袋在可持续发展和循环经济理念引导下，可降解塑料是塑料行业未来的发展方向，根据国家要求，海南等多省已发布禁塑名录，对不可使用的非可降解塑料材料进行了列示。日常生活中我们也应该尽量减少一次性餐具和塑料袋等物品的使用频率，尽量使用布袋或可降解制品，提高塑料材料的重复利用率，减少回收压力和对环境的破坏。

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