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塑料常识几则

塑料是一种高分子化合物。在当代社会,塑料不仅应用在工农业生产、科技、国防等方面,也进入了寻常百姓家,无论现在还是将来每个人的生活都离不开塑料。然而,你了解塑料吗?你对塑料常识知道多少呢?下面笔者就提几个思考题,供读者自行研讨与思考:

1、日常生活中常见的塑料有:聚乙烯(常用于制食品袋、保鲜纸、塑料桶等),聚氯乙烯(常用于制电线电缆的绝缘层、包装袋等),聚苯乙烯(常用制招牌板、快餐饭盒、纽扣、牙刷柄等),有机玻璃(常用于制文具、工艺品等)。这几种常见塑料的结构试如下:

塑料常识几则

从这些高分子的结构式上,你能推断出它们各自在聚合反应前的单体吗?

2、为什么有的塑料制品冬天会变硬?

各式各样的塑料制品已成为人们生活上的“好伙伴”,如雨天出门要用雨衣,平时要穿塑料拖鞋等。塑料制品的品种越来越多,在使用塑料制品时,人们经常发现,冬天它会变成硬梆梆的,天暖以后它又柔软如初了。塑料制品为什么有这股“怪脾气”呢?原来,塑料是一种高分子聚合物。例如聚乙烯是由很多乙烯分子手拉手联结起来的产物;聚氯乙烯是由大量的氯乙烯分子你拉着我,我拉着它,联结在一起变出来的。氯乙烯分子(CH2=CHCl)为什么会携起手来呢?这是因为它分子中的碳原子是碳碳双键相连的,就像两只手互相拉起来一样,在碳碳双键的两个键中,有一个键是脆弱的,如果我们加入少量的催化剂,它们当中的这两只手就会有一只手分开,而与另一个氯乙烯分子中的碳原子拉起手来。这样氯乙烯就一个分子咬着一个分子,联成长长的链,这也就是化学上说的聚合反应。氯乙烯按这种方式联合起来后,就形成一个链状的大分子即聚氯乙烯。由于聚氯乙烯是能刚能柔的物质。它所以很硬是分子咬分子的那个“关节”结合得很紧。如果在这个“关节”上加点“润滑油”,它就会变成柔软的物质了。这“润滑油”就是塑料工业上所说的增塑剂。

冬天,天气很冷,有的增塑剂不耐寒,它的“润滑”本领降低了,塑料中的“关节”转动不灵,所以就变硬。天暖了,增塑剂恢复了“润滑”的本性,“关节”活动自如,塑料也就软了。有些增塑剂是有挥发性的,塑料用久了,塑料中的“润滑油”跑掉了,“关节”不灵了,当然也会变硬。

在塑料工艺学上,把塑料变硬的现象称为“老化”。经常晒或让塑料制品接触油类,都会促使塑料老化。

3、为什么塑料有的硬、有的软、有的像海绵一样有小孔?

在塑料这个大家庭里,各个成员性质都不同,有的塑料像钢一样硬,有的塑料像橡皮一样软,还有的塑料像海绵一样多孔。甚至同是一种聚氯乙烯,也有软、硬、多孔的分别。

按塑料受热时的性质来看,可把塑料分为两大类,一类叫热固性塑料,这类塑料在初受热时开始软化,具有一定的可塑性,但随着加热的进行,塑料的分子由线状结构逐渐结合成很紧密的网状立体结构,因此变成牢固的硬性物质,如酚醛树酯(电木)和氨基塑料(电玉)都属于这一类;另一类叫热塑料,这类塑料像蜡一样,受时变软冷却后变硬。常见的聚乙烯、聚氯乙烯以及有机玻璃等都属于这一类。

包装食物的塑料薄膜的成分就是聚乙烯,它的分子结构是一条长长的碳链,与石蜡相似,只是分子量要大得多,所以它某些性质有点像石蜡:润滑、柔软、半透明,不过,它却非常坚韧。因而可以压成像玻璃纸一样透明,用它做成的水壶、茶杯也不易摔破。聚氯乙烯的分子是联结成链状的,它们彼此拉得很牢,使分子不能自由活动,因此比聚乙烯硬而脆。如果把一些高沸点的溶剂——增塑剂掺到聚氯乙烯中,坚硬的聚氯乙烯就变得柔软听话了,可以用它做成能折迭的塑料雨衣,有弹性的塑料鞋等。在塑料加工过程中加入发泡剂,就能得到疏松多孔的泡沫塑料。由于所用的发泡剂和发泡方法不同,制出的泡沫塑料也不一样。有的像馒头一般,它内部的小孔是互相联系,互相通气的,称为开孔型,有的塑料里的小孔是互不相通的,称为闭孔型。泡沫塑料弹性十足,轻巧无比,用它做浮船比软木还轻,即使中弹后也不会下沉。泡沫塑料保温、隔音的性能极好,广泛用于建筑和装修方面。

4、为什么用泡沫塑料做的救生艇特别轻巧?

聚苯乙烯是人们熟悉的一种泡沫塑料,它除了用于包装材料和制快餐盒之外,还可以用于制救生艇的船体。它的特点是比重小,只有0.033g/cm3,是水密度的1/30,此外它具有一定的机械强度,也易于加工。用聚苯乙烯制成的救生艇的船体(以乘10人左右计算),大约需要1.5m3的泡沫塑料,它的质量只有50Kg,加上包在船体外面的油帆布,以及加强材料等,总共也不超过70Kg。这样轻巧的船,一个力气稍大的人,完全可以背起它,只要两个人就能轻易把它抬着走。聚苯乙烯泡沫塑料还可以做救生圈,这种救生圈浮力大,质量小,安全程度高。

5、为什么聚乙烯做的渔网比棉麻织的渔网好?

从石油气为原料生产出的聚乙烯塑料,经过拉丝就可以编织成渔网。这种渔网完全改变了过去在渔业生产上三天打鱼两天晒网的现象,受到广大渔民的欢迎。为什么使用聚乙烯编织的渔网比棉麻织的渔网好呢?海洋中鱼的分布,分深水鱼层、中水鱼层和上水鱼层。过去用的优质棉、麻所编织的渔网,一般要用猪血处理来增加牢度,但是渔网沉入水中有的鱼嗅到猪血的气味就会逃跑,用棉、麻织的渔网有颜色,沉入水中像一垛墙一样,鱼看到了它也会往后跑;此外棉、麻织的渔网,吸水性强,放下水以后就会沉到较深的地方,网拉起来费时,上水层的鱼会跑掉。可是用聚乙烯织的渔网有许多优点:轻而无臭,不汲水,可以做成与海水一样的颜色,捕鱼时鱼群逃跑的机会少;更重要的是,海水对棉、麻织的渔网有较强的腐蚀作用,所以常常要进行修理和漆晒,耽误生产时间,而聚乙烯织的渔网具有良好的耐腐蚀性可以省去这些损失和麻烦,为渔业生产提供了更好的工具。

6、发光塑料为什么能发光?

塑料是不会发光的,然而,科学家经过研究制成了一种发光塑料,它能射出浅绿、淡蓝色的柔和的光。其实,这种发光塑料并不神秘,只不过在普通的塑料中掺进一些放射性物质与发光材料。常用的放射性物质有14C、35S、90Sr以及铀、钍等放射性元素的化合物,放射性物质能不断地发射出射线,不过放射性射线不是可见光,肉眼看不见。人们往里面加入硫化锌、硫化钙等发光粉,这些硫化物在放射性射线的照射下,能够被激发而射出一种可见光:冷光。这就是发光塑料能不断发光的缘故。

发光塑料有许多奇妙的用途。在电影院里,用发光塑料制成座位的号牌,迟到的观众可以很方便地找到自己的座位。也可以用发光塑料制成路牌、航标、车船驾驶室仪表、闹钟手表的指针与数字等,给生产和生活带来了广阔的前景。

7、为什么在塑料上也能电镀?

一般所说的电镀,是指在基体金属(如铁、铜等)上面镀上一层薄薄的金属(如铬、镍等),目的是为了增强各种金属物品的防腐性能、耐磨性能,同时使它们更美观。随着社会的发展,电镀的应用也越来越广,人们对电镀的要求就不局限于在金属物品上镀金属,而考虑到也要在非金属物品上镀金属了。特别是塑料的广泛应用,过去的不少金属物品现在大量地用塑料代替,许多机械制造用塑料来做各种部件、零件,甚至原子能工业、火箭导弹、宇宙飞船也广泛应用塑料制品,这样做可以大量地节约有色金属,缩短加工时间减少产品重量,提高质量。但是要做到在塑料制品上面镀上金属,并不是一件容易的事,因为塑料与金属材料不同,塑料是不良导体,不像金属材料那样可以直接电镀。首先把塑料制品进行“粗化”,即把塑料制品的表面弄得粗糙些,使它能够吸附一层易氧化的物质,再经过氧化还原反应,使塑料品的表面有一层贵金属膜,再经过“沉铜”,使塑料品的表面沉积出金属铜。这样一来,塑料品的表面因为有了一层金属,可以作为导体,于是就可以像金属物品一样进行电镀了,同样可以镀上铜、镍、铬,使塑料品披上一层光亮的金属外衣。现在一些生活用品、工艺品、玩具如相架、皮带扣、玩具手枪等都是经过电镀的塑料制成的,要是仅从外表上看,还真看不出它是塑料制品哩。

8、为什么要用塑料袋代替玻璃瓶用作医疗输血输液器材?

输血输液是医疗上的一个重要医疗措施,目前医疗业基本采用无毒的透明的软质的塑料薄膜来盛装血浆或药液以代替过去使用的玻璃瓶。这种器材是用特种牌号的聚氯乙烯树脂,配上对人体无毒的增塑剂、稳定剂所加工成的软质透明塑料。这种塑料输血输液器材与原有玻璃瓶装的器材相比,它具有如下的优点:质轻、不怕挤压和震动;输液操作方便,它不需要吊高,在简陋的条件下(如在战争急救时)只要放在担架上即可进行。特别遇到失血较多的情况,医务人员只要对塑料袋稍施压力即可进行输液,这就大大提高了抢救工作的效率。因此,塑料输血输液器材已成为重要的医疗器材之一。

9、为什么聚四氯乙烯塑料被称为“塑料王”?

聚四氯乙烯是一种新型的塑料。由于它具有许多塑料所不具备的优良性质,所以被称为“塑料王”:在液态空气中不会变脆,在沸水中不会变软,从-269.3℃至250℃都可应用;非常耐腐蚀,不论是强酸强碱,如硫酸、盐酸、硝酸、王水、烧碱,还是强氧化剂,如重铬酸钾、高锰酸钾等,都不能动它半根毫毛。也就是说,它的化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂,因为玻璃、陶瓷怕碱,不锈钢、金铂在王水中也会被溶解,然而聚四氟乙烯在王水中煮几十小时也依然如旧;光滑无比,可制轴承、滑雪板、永久性煎锅;在水中不会被浸湿,也不会膨胀,据试验,在水中浸泡了一年,质量也没有增加,至今人们还没有发现有任何一种溶剂能在高温下使聚四氟乙烯塑料膨胀;介电性能好且与频率无关,也不随温度而改变。

正因为聚四氟乙烯有这些可贵的性质,受到人们的青睐。在冷冻工业、化学工业、电器工业、食品工业、医疗工业上得到广泛的应用。

10、有机玻璃与普通玻璃有哪些区别?

有机玻璃和普通玻璃看来好像是同类物质,实际上它们是完全不同的两类物质。普通玻璃属无机物,制造玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)。有机玻璃的化学名称叫做聚甲基丙烯酸甲酯,它属于有机物,制造有机玻璃的主要原料是丙酮(CH3COCH3)、甲醇(CH3OH)、硫酸和氰化氢(HCN)。在性质上有机玻璃密度较小约为普通玻璃的一半,轻巧;普通玻璃硬而脆,一敲就碎,而有机玻璃韧性好硬度较差,无论怎样敲打它也不易破碎,易于磨损;有机玻璃的透明度比普通玻璃好,晶莹剔透;有机玻璃的可塑性比普通玻璃好,加热后易于加工成各种形状。正因为有机玻璃具有这些优越的性能,它的用途很广。例如喷气式飞机在云端高速飞行时,常会遇到剧烈的振动、温度的突变和气流的压力影响,这对飞机座舱的玻璃就是严峻的考验。普通玻璃是不行的,只有机玻璃才能承受这些影响。普通玻璃的厚度超过15cm时就会变成一片翠绿,隔着玻璃就无法看清东西;而隔着1m厚的有机玻璃还能清晰地看清对面的东西,由于它的透光性能好,再加上紫外线也能穿透,因此常用于制造光学仪器。但由于有机玻璃的硬度稍差,用它制成的光学仪器容易擦花,这点不如普通玻璃。有机玻璃有一个十分卓越的性能,一条弯曲的有机玻璃棒,只要弯度不超过48º,光线就能沿着它传播,利用这一特点,可用于制造外科传光仪器,医生在手术室做手术时就不必担心看不清了,这是普通玻璃所不如的。虽然有机玻璃有很多优越的性能,但它不可能完全代替普通玻璃,普通玻璃生产原料来源广,成本低,因而有广泛的应用市场;且普通玻璃熔点较高,可用于制造耐热物品,如加热用的化学仪器,这些都是有机玻璃所不如的。

(责任编辑:化学自习室)
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