塑料

塑料（英文名称：Plastic）是以聚合物为主要成分，在一定条件下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上也包括塑料的半成品，如压塑粉等。作为塑料基础组分的聚合物，不仅决定塑料的类型而且决定塑料的主要性能般而言，塑料用聚合物的内聚能介于纤维与橡胶之间，使用温度范围在其脆化温度和玻璃化温度之间。

早在19世纪以前，人们就已经利用青松、酪蛋白和虫胶等天然树脂制造商品。19世纪40年代，英国化学家和发明家亚历山大·帕克斯（AlexanderParkes）研发了最早的合成材料硝酸纤维素（CeIlulosenitrate），并将其命名为“Parkesine”，他于1862年展示了这种材料。1869年，美国化学家约翰·卫斯理·亚特（JohnWesleyHyatt）申请了一个硝酸纤维素合成过程的专利，他将天然纤维索硝化，用樟脑作增塑剂，制成了世界上X个塑料品种，称为赛璐珞（Celluloid），从此开始了人类使用塑料的历史。

1907年，比利时出生的化学家利奥·贝克兰（LeoBaekeland）发现了酚醛塑料（Bakelite），这在当时新兴的电信行业得到应用。在大萧条年代，它的应用达到鼎盛期，这归因于人们在缺钱的情况下还能用上价格便宜、色彩明快的塑料。

20世纪X代初，德国化学家赫尔曼-施陶丁格（HermannStaudinger）有了惊人的发现，这将永远改变塑料工业的性质。他发现，塑料是由数以千计的分子链构成的。这些“超级聚合物”的发展也为未来几十年内许多新产品的发明提供了支持。到20世纪X代后期，聚氯乙烯（PVC）首次用作电缆的绝缘体，其后快速发展。如今，PVC有两种形态——刚性的和柔韧的——后者被广泛地用在包装行业上。

至第二次世界大战结束，塑料家族已包括聚乙烯（PE），聚苯乙烯（Ps），有机玻璃（Perspex），聚氨酯（PU），聚丙烯（PP），丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），有许多今天仍然在广泛使用。1952年左右，意大利的朱利奥·纳塔（GiulioNatta）和卡尔-齐格勒（KarlZiegler）发明了聚丙烯——这一成就使他们获得了诺贝尔化学奖。乔·科伦坡是尝试最新的生产工艺和新开发的，包括玻璃纤维、ABS、聚氯乙烯和聚乙烯在内的塑料的代表人物之一。

塑料是以树脂为主要成分，加入适当添加剂（如填料、增塑剂、固化剂、稳定剂、X剂、着色剂等），在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。树脂有天然树脂和合成树脂，现代塑料工业中主要采用合成树脂，常用的合成树脂有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和环氧树脂等。常温下它们可以是固态、半固态或液态，固态或半固态树脂受热后成可流动的熔体或液体。绝大部分塑料由大分子（巨分子）缔合的碳化合物组成。除碳之外，塑料中还含有氢元素，部分塑料还含有氧、氮、氯和氟等。塑料由主要原料石油或天然气制造而成，其制造分为两个步骤：活性半成品的合成。这类半成品多由单个分子组成，因此被称为单体。数千个单分子连接成巨分子（大分子）。这里所产生的物质称为聚合物。单个分子可以按照不同的反应类型缔合成巨分聚合反应、缩聚反应和加聚反应。

白色聚合物颗粒

塑料以聚合物为主要成分，属于高分子化合物，简称高聚物。每个高分子里含有一种或数种单体，这些单体按照一定的方式排列，首先是排列成许多相同结构的链节，再通过化学键连成一个分子链。如果高聚物是由一根根的分子链组成的，则称为线性高聚物；如果在大分子的链之间还有一些短链把它们连接起来，则称为体型高聚物，此外还有一种网形高聚物，它介于线型与体型结构之间，与体型结构实际上没有严格区别，只是分子链之间交联的短链比较疏松。

通用塑料是指一般只能作为非结构材料使用，产量大，用途广，价格低，性能普通的一类塑料。主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等品种，约占塑料总产量的75%以上。

工程塑料是指可以作为工程结构材料，力学性能优良，能在较广温度范围内承受机械应力和较为苛刻的化学及物理环境中使用的一类塑料。主要有聚胺（尼龙）、聚碳酷醋聚甲醛、ABS、聚苯醚、聚矶等各种增强塑料。

工程塑料与通用塑料相比产量小，价格较高，但具有优异的力学性能、电性能、化学性能、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、自X性及尺寸稳定性，且具有某些金属性能，因而可代替一些金属材料用于制造结构零部件和传动结构零部件等。

功能塑料是指用于特种环境中，具有某一方面特殊性能的塑料。主要有医用塑料、光敏塑料、导磁塑料、高耐热性塑料及高频绝缘性塑料等。这类塑料产量小，价格较贵，性能优异。

按塑料的化学组成材料分类，常用的有聚乙烯（PE）、聚丙烯(PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）等。

聚乙烯（PE）的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法加工，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。

聚乙烯材质的手套

聚丙烯（PP）是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃），低透明度、低光泽度、低刚性。一般常加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。聚丙烯制品可进行蒸气消毒，适宜做医疗器械，也可以做机械零件。聚丙烯还可作为化工容器、表面涂层等防腐材料，并广泛用于电器工业上。无毒性又使聚丙烯可用于食品、药品的包装和日用杂货。如可以制作衣衬、毯子、棉制品、工作服、地毯、滤布、防水布等，在制鞋业中也有应用。

隔离聚丙烯配件

聚氯乙烯（PVC）其实是一种乙烯基的聚合物质，其材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、X剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其他添加剂。具有不易燃、高强度、耐气候变化性以及优良的几何稳定性。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。PVC材料用途极其广泛，而且具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蚀，绝缘等良好特点。

胶卷聚氯乙烯薄膜

PVC材料主要用于制作：普瑞文PVC卡片、PVC贴牌、PVC铁丝、PVC窗帘、PVC涂塑电焊网、PVC发泡板、PVC吊顶、PVC水管、PVC踢脚线等以及穿线管、电缆绝缘、塑料门窗、塑料袋等方面。在我们的日常生活领域中处处可见到PVC产品。PVC被用来制作各种仿皮革，用于行李包、运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作X和专用保护设备的皮带。

聚苯乙烯（PS）无色透明，能X着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好。另外，在光稳定性方面是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。常用于制作挤塑板。聚苯乙烯在轻工市场和一般工业的装饰、照明指示等地方有普遍的使用价值，在电气方面更是良好的绝缘材料和绝热保温材料，如可制作各种仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、光学仪器零件、透明模型、冷冻绝热层聚苯乙烯泡沫塑料可用作电冰箱、火车、船、建筑等的绝热材料。

聚苯乙烯衬垫

聚碳酸酯（PC）无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好。聚碳酸酯在机械工业、电子电器工业、航空工业、光学和照明等领域应用广泛。可以用来制作各种齿轮、电机零件、航空材料、透明有机玻璃等。

现代聚碳酸酯温室

聚酰胺（PA，俗称尼龙）是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自X性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工适于用玻璃纤维和其他填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。聚酰胺因其良好的机械性能、电学性能以及良好的耐磨、耐油、自X性和加工性能等优点，广泛用于各种机械、交通运输、电子电气以及日用工业的零部件和树脂涂料、薄膜等。

聚酰胺羽绒服

塑料具有质轻、耐腐蚀、耐热、抗冲击、抗拉伸、抗弯曲、保温节能等性能，但是塑料属于有机材料，也有各种不足，如机械强度、硬度比较低，抗静电性差等。因此，在塑料的生产过程中，通过加入各种添加剂，可以改善这些性能上的缺点。

填料又称填充剂，可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。填料可分为有机填料和无机填料两类。前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻士、石棉、炭黑等。

增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，常用的增塑剂有樟脑、磷酸酯类、二苯甲酮等。

为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧树脂等。

着色剂可使塑料具有各种鲜艳的颜色，常用有机染料和无机颜料作为着色剂。

X剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的X剂有硬脂酸和钙镁盐等。

抗氧剂的作用是防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化，而使塑料变黄、发裂等。

大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具（以下统称为塑料包装物）在使用后作为X被抛弃，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。白色污染对环境造成了“视觉污染”和“潜在危害”两种负面影响。

视觉污染指散落在环境中的废塑料对市容景观的破坏。在大城市、旅游区、水体中、铁道旁散落的废塑料给人们的视觉带来不良X，影响城市、风景点的整体X。如散落在自然环境、铁道两旁、江河湖泊的一次性发泡塑料餐具和漫天飞舞或悬挂枝头的超薄塑料袋，给人们的视觉带来不良X。

白色塑料X堆积

焚烧塑料X

海滩遍地的X

潜在危害是指塑料废弃物进入自然环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题。塑料地膜废弃物在土壤中大面积残留，长期积累，造成土壤板结，影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；抛弃在陆地上或水体中的塑料废弃物，被动物当做食物吞食，导致动物死亡；进入生活X中的塑料废弃物质量轻、体积大，很难处理。如果将其填埋会占用大量土地，且长时间难以降解。市场上大量使用的塑料制品都是不可降解塑料，以发泡聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯为原料，分子量达20000以上。只有分子量降低到2000以下，才能被自然环境中的微生物所利用，变成水和其他有机质，而这一过程需要200年；如果将其填埋，将会影响农作物吸收养分和水分，导致减产；对其焚烧会释放出多种化学有毒气体。其中有一种叫二恶英的化合物，毒性极大，即使在摄入很小量的情况下，也能使鸟类和鱼类出现畸形或死亡，对生态环境造成破坏，同时对人也有很大危害。

塑料废弃物的回收再生可部分解决环境污染问题，节省能源、原材料等，是处理塑料废弃物的X方案。回收再生利用一般包括三个步骤收集、分离、再生利用。

收集工作是一项社会性和技术性并重的工作。一是立法，二是建立回收中心和组织回收队伍。许多国家都制定了相应的塑料回收法规和政策。美国环保局新的城市X对策规定的全国目标是在年回收率要达到目前“资源保护和回收方案”的一份补充建议规定到年回收率要达到。日本法律明确规定收割后土壤中不允许含有残留地膜。法国X提出饮用塑料瓶押金制。意大利X立法规定饮料瓶回收指标必须达，并要求制造厂、包装商出资办回收公司，凡达不到上述指标者，将课以重税。

分离工作是废弃塑料再生利用的重要工艺过程。主要分离技术分为手工分离法和设备分离法。手工分离法就是用手工的方法进行分检，一般步骤为：①先将金属和非金属杂质除去；②将不同品质的废弃塑料分类；③根据制品色泽深浅、老化程度进行分选。设备分离法有风力筛选法、比重分离法等。将以上两种分离方法进行综合使用。

废弃塑料再生利用技术有以下三种。①简单再生主要利用树脂生产厂和塑料制品厂生产过程中产生的边角废料，也可以包括那些易于清洗、挑选的一次性使用废弃物，如聚酚饮料瓶、快餐饮盒、牛奶包装袋等。这部分废旧料的特点是比较干净，成分比较单一，可采取比较简单的工艺路线和设备再利用之。②复合再生所用的废料主要来源于通过商品流通使用后，从不同渠道收集到的废弃塑料。这些塑料通过减容、切碎、清洗和分离或分选后，还要再一次破碎以便进入塑化机械或造粒机械进行再加工。③废旧塑料的热分解制液体燃料和化学品。热分解技术的基本原理是，将废旧塑料制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子链分解，使其回到低分子量状态有的组分就是其单体，其它组分是基本有机原料。

为了促进塑料的回收利用和防止环境污染，国家有关部委发布了相关法规，强制要求塑料制品上明确标注塑料回收标志。塑料标志是标注在塑料制品上用于回收利用的标志，由循环利用图形、塑料代码和相应的缩写代码组成。

缩写代码PET代表聚酯；HDPE代表高密度聚乙烯；PVC表示聚氯乙烯；LDPE代表低密度聚乙烯；PP表示聚丙烯；PS表示聚苯乙烯；OTHER表示属其他种类的塑料制品。通过识别塑料制品上的回收标志，可以对废塑料进行分类回收，从而节省分拣时间，节省人力物力，提高效率。

矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等，例如农夫山泉，可口可乐瓶。通常耐热至70℃，不可装热水、加热，不可循环使用。

超市和商场中使用的塑料袋多是此种材质制成，通常可耐110℃高温，标明“食品用”的塑料袋可用来盛装食品。

这种材料的容器已经比较少用于包装食品。此种材料应尽量避免受热，如果遇到高温和油脂，有害物质单分子氯乙烯易污染食物。

通常用于塑料瓶和膜的生产，如洗发水、洗手液的包装等。

一些塑料饭盒通常采用这种材质，在小心清洁后可重复使用。

此种材质通常用于制造碗装泡面盒、发泡快餐盒。建议尽量避免盛装高温和油脂含量高的食物。在高温条件下，此材质会分解出对人体有害的聚苯乙烯。

在塑料加工过程中需添加稳定剂、增塑剂、着色剂、抗氧化剂等一种或多种添加剂。以增塑剂为例，其中应用较多的是“邻苯二甲酸酯类物质”，尤其以DEHP为主。根据使用情况不同，DEHP可分为通用级、食品级和医用级。塑化剂的急性毒性很低，比如DEHP，大鼠口服30g/kg·bw以上才可能致死。塑化剂的主要问题是产生内分泌干扰作用，比如在动物实验中，研究者发现DEHP能影响动物的X发育，干扰内分泌。但没有找到它对人类造成不良影响的确切证据，也没出现过相应的病例。国际癌症研究机构对DEHP的分类现为2B类（有可能对人类致癌）。塑化剂在食品包装材料不能随意使用，国家标准对使用量、残留量或迁移量有严格规定。

塑料性能优越，应用广泛，使其产量大增。1996年世界合成树脂产量达到129.4 Mt，比1995年增长6.7%。北美、亚洲和欧洲是世界最主要的合成树脂生产地区，产量分别占世界总产量的32.4%、28.9%、28.5%，与1995年相比，增幅最大的是亚洲，为12.3%；北美次之，为7.8%；西欧增幅最小，只有0.5%。最大的合成树脂生产国是美国，约占世界总产量的30%，其次是日本、德国和韩国，分别占世界总产量的11.4%，8.4%和6.0%。在塑料产品中，聚乙烯是产量最大的品种，其次是聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

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