目錄化學(xué)中塑料是什么材料 塑料內(nèi)含有什么化學(xué)物質(zhì) 塑料主要成分是什么化學(xué)式 塑料的組成成分 塑料組成成分化學(xué)式
塑料有單成分、多成分之分.單成分塑料僅含有塑料中必不可少的合成樹脂.如有機(jī)玻璃就是一種單成分的聚甲基丙烯酸甲酯的塑料制成的,而大多數(shù)的塑料除有合成樹脂外,還有填充料、硬化劑、著色劑以及其他添加劑,這就是多成分塑料.
1、合成樹脂
在塑料中幾乎都采用合成樹脂.樹脂是塑料中最主要的成分,起著膠粘劑的作用,能將塑料的其他成分膠結(jié)成一個整體.雖然加入各類添加劑可以改變塑料的性質(zhì),但樹脂是決定塑料類型、性能及使用的根本因素.
在塑料裝飾材料中常用的樹脂種類有：
聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、酚醛（PF）、脲醛（UF）、環(huán)氧（EP）、聚酯（PR）、聚氨酯（PU）、聚甲基丙烯酸甲酯（PUMA）、有機(jī)硅（SI）等.
按照受熱時所發(fā)生的變化不同,合成樹脂又可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩種.
（1）熱塑性樹脂：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡膠等.熱塑性樹脂的優(yōu)點是加工成型簡便,具有較高的機(jī)械能.缺點是耐熱性和剛性較差.
（2）熱固性樹脂：酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等.
2、填充料：可以改善和增強(qiáng)塑料首碰的性能.例如：加入纖維可以提高塑陵虛料的機(jī)械強(qiáng)度；加入石棉可以增強(qiáng)塑料的耐熱性能；加入云母可以增強(qiáng)者汪談塑料的電絕緣性能；加入石墨、二硫化鉬可以改善塑料的耐磨擦、耐磨損性能.加填充料還可以降低塑料成本.
3、增塑劑：常用的有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟腦、二苯甲酮等.
4、硬化劑
5、著色劑：常采用各種顏料和染料,有時也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料.
6、穩(wěn)定劑：常用的有硬酯酸鹽、鉛白、環(huán)氧化物等.
7、其他添加劑
塑料加工時,為了脫模和使制品光潔,常需潤滑劑,常用的潤滑劑有脂肪酸及其鹽類.為了使塑料制品如塑料地坂、塑料地氈抗靜電,則加入抗靜電劑,以提高表面導(dǎo)電度,使帶電塑料迅速放電.
為了使塑料制品具有更好的性能,以適應(yīng)各種使用要求,還有：抗氧劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、發(fā)光劑、香脂等.
塑料有很多種類，常見種類有：
1.PET，聚對苯二甲酸乙二醇酯
主要應(yīng)用：
最常見的是用作飲料瓶、屏幕保護(hù)膜及其它透明保護(hù)膜。PET也可紡絲，就是我們常說的滌綸，故而奧運期間有回收飲料瓶制衣的說法。許多追求透氣和輕便的運動服就是滌綸制成的，很久以前流行的衣料“的確良”也是此物，但是限于當(dāng)時紡絲手段的落后，的確良衣物穿著上不如現(xiàn)在的舒服。此外PET亦有許多工程應(yīng)用。
2.PE，聚乙烯（高密度聚乙烯：HDPE；低密度聚乙烯：LDPE）
主要應(yīng)用：
目前PE是應(yīng)用最廣泛的塑料，借助不同的改性方法，PE可以應(yīng)用在日常生活的友穗畢各個方面。比較有代表性的包括塑料桶、薄膜、紙杯內(nèi)壁、水管和電纜外皮等。
3.PVC，聚氯乙烯
主要應(yīng)用：
PVC現(xiàn)在多用于制造一些廉價的人造革，腳墊，下水管道等；由于其電氣性能良好又有一定的自身阻燃特性，被廣泛用于電線電纜的外皮制造。此外，PVC在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別是在對耐酸堿腐蝕要求高的地方。
4.PP，聚丙烯
主要應(yīng)用：
PP的使用范圍也很廣泛，日常用品如包裝、玩具、臉盆、水桶、衣架、水杯、瓶子等等；工程應(yīng)用如汽車保險杠等。紡成絲的PP被稱為丙綸，在紡織品、無紡布、繩索、漁網(wǎng)等制品中很常見。
5.PS，聚苯乙烯
主要應(yīng)用：
廉價透明制品，泡沫塑料，CD盒，水杯，快餐盒，保溫襯層等。
6.ABS，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
主要應(yīng)用：
ABS根據(jù)三種組分含量和分子鏈形態(tài)分為很多種，廣泛用于各種電器外殼、辦公用品組件、安全帽和門窗管道等，工業(yè)中ABS常用于其他塑料的共混改性。
7.PA，聚酰胺
主要應(yīng)用：
提起聚酰胺的另一個名字：尼龍，大家一定不陌生。聚酰胺家族很是強(qiáng)大，不論是PA6、PA66、PA11還是PA12，無一不具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能。這也是PA在電子電器和汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用的原因。生活中，尼龍繩、尼龍襪也是常見的物族緩品。紡絲的PA纖維被稱作錦綸，用于魚線、漁網(wǎng)、繩索和傳送帶等。
8.PC，聚碳酸酯
主要應(yīng)用：
PC力學(xué)性能優(yōu)良，又韌又剛，且透光性好，生活中常被用于透明水杯、奶瓶、飲水桶、CD基材、鏡片和燈罩等。
9.共混物（XX-XX合金）
由于單一塑料很難滿足復(fù)雜的使用需求，塑料工業(yè)中常把不同塑料混合在一起，制成塑料合金，這樣既可以發(fā)揮不同材料的優(yōu)點，又能節(jié)約開發(fā)新材料的成本。
主要應(yīng)用：
塑料合金被廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)材料中。如手機(jī)外殼多為PC-ABS合金；一些下水管道為了滿足性能和加工的需要制成了兩種PE的合金，稱為雙峰好芹聚乙烯。
塑料的主要成分是合成樹脂。樹脂這一名詞最初是由動植物分泌出的脂質(zhì)而得名，如松香、蟲膠等，目前樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高聚物。樹脂約占塑料總重量的40％～100％。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，不含或少含添加劑，如有機(jī)玻璃、聚苯乙烯等。所謂塑料，其實它是合成樹脂中的一種，形狀跟天然樹脂中的松樹脂相似，但因又經(jīng)過化學(xué)的力量來合成，而被稱之為塑料。
根據(jù)美國材料試驗協(xié)會所下的定義，塑料乃是一種以高分子量有機(jī)物質(zhì)為主要成分的材料，它在加工完成時呈現(xiàn)固態(tài)形狀，在制造以及加工過程中，可以借流動(flow)來造型。
因此，經(jīng)由此說明我們可以得到以下幾項了解：
●它是高分子有機(jī)化合物
●它可以多種型態(tài)存在例如液體固體膠體溶液等
●它可以成形(moldable)
●種類繁多因為不同的單體組成所以造成不同之塑料
●用途廣泛產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化
●具有不同的性質(zhì)
●可以用不同的加工方法(processing method )
塑料和樹脂這兩個名詞也罩散常混用。圖1.1為塑料產(chǎn)生之過程。
圖 1.1 塑料產(chǎn)生過程
塑料可區(qū)分為熱固性與熱可塑性二類，前者無法重新塑造使用，后者可一再重復(fù)生產(chǎn)。塑料高分子的纖悶碼結(jié)構(gòu)基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu) ，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結(jié)構(gòu)。有些高分子雖然分子間有交聯(lián)，但交聯(lián)較少，稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于體型結(jié)構(gòu)。
高分子的分子結(jié)構(gòu)分類：
（a）線型結(jié)構(gòu)
（b）線型結(jié)構(gòu)（帶有支鏈）
（c）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（分子鏈間少量交聯(lián)）
（d）體型結(jié)構(gòu)（分子鏈間大量交聯(lián)）
兩種不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出兩種相反的性能。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。
塑料與其它材料比較有如下的特性：
〈1〉 耐化學(xué)侵蝕
〈2〉 具光澤，部份透明或半透明
〈3〉 大部分為良好絕緣體
〈4〉 重量輕且堅固
〈5〉 加工容易可大量生產(chǎn)，價格便宜
〈6〉 用途廣泛、效用多、容易著色、部分耐高溫
塑料也區(qū)分為泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的廣泛性來界定，如PE、PP價格便宜，可用在多種不同型態(tài)的機(jī)器上生產(chǎn)。工程塑料則價格較昂貴，但原料穩(wěn)性及物理物性均好很多，一般而言，其同時具有剛性與韌性兩種特性。表1.1為塑料原料對照表，1至8項為泛用性塑料，第9、10項介于二者之間。一般稱PP、HDPE、LDPE、PVC及PS為五大泛用塑料。
表 1.1 常用塑料原料對照表
學(xué)名 英文簡稱 中毀哪文學(xué)名 俗稱
Polyethylene PE 聚乙烯
High Density Polyethylene HDPE 高密度聚乙烯 硬性軟膠
Low Density Polyethylene LDPE 低密度聚乙烯
Linear Low Density Polyethylene LLDPE 線性低密度聚乙烯
Polyvinyl Chloride PVC 聚氯乙烯
General Purpose Polystyrene GPPS 一般級聚苯乙烯 硬膠
Expansible Polystyrene EPS 發(fā)泡性聚苯乙烯 發(fā)泡膠
High Impact Polystyrene HIPS 耐沖擊性聚苯乙烯 耐沖擊硬膠
Styrene-Acrylonitrile Copolymers AS,SAN 苯乙烯—丙烯晴共聚物 透明大力膠
Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymers ABS 丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚合物 超不碎膠
Polymethyl Methacrylate PMMA 聚甲基丙烯酸酯 壓克力
Ethylene-Vinyl AcetateCopolymers EVA 乙烯—醋酸乙烯之共聚合物 橡皮膠
Polyethylene Terephthalate PET 聚對苯二甲酸乙酯 聚酯
Polybutylene Terephthalate PBT 聚對苯二甲酸丁酯
Polyamide(Nylon 6.66) PA 聚醯胺 尼龍
Polycarbonates PC 聚碳酸樹酯 防彈膠
Polyacetal POM 聚縮醛樹酯 賽鋼、奪鋼
Polyphenyleneoxide PPO 聚氧化二甲苯 Noryl
Polyphenylenesulfide PPS 聚苯硫醚
Polyurethanes PU 聚胺基甲酸乙酯
關(guān)于塑料的化學(xué)成分
1. 塑料是由單體經(jīng)加成聚合或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物。抗變形能力中等，介于纖維和橡膠之間。它們由合成樹脂和填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、顏料和其他助劑組成。
2. 塑料的主要成分是樹脂。樹脂是指未摻有各種添加劑的高分子化合物。樹脂一詞最初是以動植物分泌的脂質(zhì)命名的，如松香、蟲膠等。樹脂占野碰塑料頌嫌談總重量的40%~100%。塑料的基本性者瞎能主要取決于樹脂的性質(zhì)，但助劑也起著重要作用。有些塑料基本上是由合成樹脂組成的，不添加或只添加少量添加劑，如有機(jī)玻璃。
塑料的主要成分是合成樹脂。根據(jù)樹脂與制建筑塑料
品的不同性質(zhì),要求加入不同的添加劑,如穩(wěn)定劑、增塑劑、增強(qiáng)劑、填料、著色劑等。塑料分為熱塑性塑料及熱固性塑料。在特定的溫度范圍內(nèi)，可以加熱軟化，遇冷硬化，能反復(fù)進(jìn)行加工的塑料，統(tǒng)稱為熱塑性塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯橋森乙烯等。受熱或因某種條件固化后不能再軟化者，統(tǒng)稱為熱固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料等。塑料可加工成各種形狀和顏色的制品，加工方法簡便，自動化程度高，生產(chǎn)能耗低。因此，塑料制品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和生活日用品中。制造建筑塑料制品常用的成型方法有：壓延、擠出、注射、模鑄、涂布、層壓等。 塑料質(zhì)輕，是熱和電的良好絕緣體，抵抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)。加工某些塑料時，適當(dāng)變更其增塑劑、增強(qiáng)劑的用量，可以得到適合各種用途的軟制品或硬制品。塑料的彈性模量低，易產(chǎn)生變形，熱膨脹系數(shù)大、耐燃性差，但可以通過增強(qiáng)、復(fù)合以及應(yīng)用適當(dāng)?shù)却胧┯枰愿倪M(jìn)。玻璃纖維增強(qiáng)敏搭畝塑料的某些強(qiáng)度重量比，甚至比鋼鐵還要高。 塑料在建筑中大部分是用于非結(jié)構(gòu)材料。僅有一小部分用于制造承受輕荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如塑料波形瓦、候車棚、商亭、儲水塔罐、充氣結(jié)構(gòu)等。然而更多的是與其他材料復(fù)合使用，可以充分發(fā)揮塑料的特性，如用作電線的被覆絕緣材料、人造板的貼面材料、有泡沫塑料夾心枝殲層的各種復(fù)合外墻板、屋面板等。所以，建筑塑料是有廣闊發(fā)展前途的一種建筑材料。（見彩圖）
