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塑料
塑料
概述
塑料是一般常用的術語為廣泛的合成或半合成的有機非晶形固體適於工業產品的製造材料。塑料通常是高分子量的聚合物,並且可以含有其它物質,以提高性能和/或降低成本。吸塑字來自希臘(plastikos)意為適合成型,(plastos)派生含義成型。它指的是它們的延展性,或可塑性製造期間,即允許它們被鑄造,壓制,或擠壓成一個巨大的各種形狀,例如膜,纖維,板,管,瓶,盒,以及更多的。普通吸塑字不應混淆與技術形容詞塑料,這是適用於它經歷形狀(塑性變形)的永久變化的任何材料,當超過一定點緊張。鋁,例如是塑料在這個意義上,但在常識不是塑料;與此相反,在其成品形式,一些塑料會變形之前斷裂,所以不是塑料的技術意義。

有兩種類型的塑料:熱塑性塑料和熱固性塑料。
  • 熱塑性塑料軟化和融化,如果足夠的熱量被應用;實例為聚乙烯,聚苯乙烯,和PTFE。
  • 熱固性塑料不軟化或熔融不管有多少熱量被應用。例如:米卡塔,GPO,G-10

    概述:
    塑料可以分為通過它們的化學結構,即分子單元構成的聚合物的主鏈和側鏈。在這些分類的一些重要基團是丙烯酸類,聚酯,有機矽,聚氨酯,和鹵化塑料。塑料也可以被歸類通過在其合成中使用的化學過程;例如,作為縮合,加聚,交聯等。其它分類是基於質量有關的製造或產品設計。這些類的實例是熱塑性和熱固性,彈性體,結構,可生物降解的,導電的,等塑料還可以通過各種物理性質,諸如密度,拉伸強度,玻璃化轉變溫度,耐各種化學產品等排由於其相對低的成本,容易製造,多功能性和不滲透性與水的,塑料被用於在產品的巨大和範圍不斷擴大,從紙夾到太空船。他們已經取代了許多傳統的材料,如木材;石;角和骨;皮革;紙;金屬;玻璃;和陶瓷,在大多數他們的前用途。使用塑料是由他們的有機化學,這嚴重地限制了它們的硬度,密度和它們的抵抗熱,有機溶劑,氧化和電離輻射的能力,主要的限制。特別是,大多數塑料會熔化或當加熱到幾百攝氏度分解。雖然塑料可製成導電性在一定程度上,他們仍然敵不過如銅或鋁金屬。[來源請求]塑料仍然過於昂貴,以取代木材,水泥和陶瓷像普通的建築,橋樑,水壩大件物品,路面,鐵路枕木等。

    化學結構:
    普通的熱塑性塑料的範圍從20,000至中分子量50萬,而熱固性材料被假定為具有無限分子量。這些鏈是由許多重複的分子單位,被稱為重複單元,衍生自單體的;各聚合物鏈將具有幾千個重複單元。塑料的絕大部分是由單獨或與在骨架中的氧,氮,氯或硫的碳和氫的聚合物。 (一些商業利益是矽基)的主鏈是在主“路徑”鏈接大量的重複單元一起的鏈的一部分。以改變塑料的性質,無論是具有不同的分子基團“掛起”或從主鏈“側基”,(通常它們是“掛起”作為單體的一部分,聯單體在一起形成的聚合物鏈之前)的重複單元。該定制由重複單元的分子結構已經允許塑料成為二十一世紀的壽命由微調聚合物的性質,例如不可缺少的一部分。

    一些塑料是部分結晶的,並在分子結構部分無定形,給他們二者的熔點(在該吸引力的分子間力被克服的溫度)和一種或多種玻璃化轉變(溫度高於其中局部分子靈活性的程度顯著增加) 。所謂半結晶的塑料包括聚乙烯,聚丙烯,聚(氯乙烯),聚酰胺(尼龍),聚酯和某些聚氨酯。許多塑料是完全無定形的,如 聚苯乙烯和它的共聚物,聚(甲基丙烯酸甲酯),以及所有熱固性。

    塑料的歷史:
    第一人造塑料是在1855年發明了亞歷山大·帕克斯;他稱這種塑料Parkesine(後來被稱為賽璐珞)。塑料的發展已經從使用的天然的塑料材料(例如,口香糖,紫膠)的使用化學改性的天然材料(例如,橡膠,硝酸纖維素,膠原蛋白,galalite),最後完全合成的分子(例如,膠木樹脂,環氧樹脂,聚氯乙烯,聚乙烯)。

    塑料類型:
    纖維素類塑料
    在1855年,一個英國人從伯明翰命名的亞歷山大·帕克斯開發的合成替代象牙,他的商品名稱Parkesine銷售,並獲得一枚銅牌,在倫敦1862年世界博覽會。 Parkesine由纖維素製成(植物細胞壁的主要成分)與硝酸和溶劑處理。該過程(俗稱硝酸鹽或pyroxilin纖維素)的輸出可以被溶解在酒精和硬化成當被加熱時,可以被模制的透明和彈性材料。通過將顏料到產品,它可以被製成類似於象牙。

    膠木
    基於合成聚合物膠頭是由苯酚和甲醛製成,由利奧·亨德里克·貝克蘭,比利時出生的美國人生活在紐約州創造1909年的第一個可行的和廉價的合成方法。貝克蘭正在尋找一個絕緣蟲膠在電動馬達和發電機的外套絲。他發現,苯酚(C6H5OH)和甲醛(HCOH)的混合物形成的粘性塊時混合在一起並加熱,和質量變得非常硬,如果使之冷卻。他繼續他的調查,結果發現,該材料可與木粉,石棉,或石板粉塵混合,以產生“複合”材料具有不同的特性。大多數這些組合物的強勁和防火。唯一的問題是,該物質的合成過程中趨於泡沫,將所得的產物是不可接受的質量。貝克蘭建壓力容器給逼出來的氣泡,並提供一個平滑,均勻的產品。他公開宣布他的發現在1912年,命名為膠木。它最初是用於電氣和機械零件,終於修成消費品在20世紀20年代廣泛使用。當電木專利在1930年到期,克特林公司收購專利,並開始使用一個不同的過程,允許更大範圍的著色製造克特林塑料。酚醛塑料是第一個真正的塑料。這是一個純粹的合成材料,不是基於在自然界中發現的任何材料或甚至分子。這也是第一個熱固性塑料。常規熱塑性可模塑,然後再次熔化,但是,當固化的聚合物鏈之間熱固性塑料形成鍵,形成一個矩陣糾結,不能在不破壞塑性復原。熱固性塑料是堅韌和耐高溫。膠木便宜,結實,耐用。它被模塑成上千的形式,如收音機,電話,時鐘,和台球。酚醛塑料已經通過更便宜和更小的脆性塑料已在很大程度上取代,但它們在需要其的絕緣和耐熱性能的應用程序仍在使用。例如,某些電子電路板製成的紙或布片材浸漬有酚醛樹脂的。

    酚醛樹脂板材,棒材和管材生產的多個品牌多種檔次。
  • 米卡塔是高品質的酚醛半成品形狀的行業標準。這個工業酚醛最常見的等級是帆布,亞麻布和紙張。

    聚苯乙烯和聚氯乙烯
    第一次世界大戰結束後,改進化工技術導致了塑料新形式爆炸。其中在新的塑料波浪的最早的例子是聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC),由德國法本公司開發的。

    聚苯乙烯是一種剛性的,脆的,廉價的塑料已經用於製造塑料模型工具和類似的小玩意兒。它也將是基礎的最流行的“泡沫”塑料1,以商品名苯乙烯泡沫或泡沫聚苯乙烯。泡沫塑料可以在“開放式單元”的形式,其中的泡沫氣泡互相連接時,如在吸濕海綿,和“閉孔”,其中所有的氣泡是不同的,像小氣球來合成,如在氣體填充泡沫保溫和浮選設備。在50年代後期,
    PVC有側鏈合併氯原子,形成強大的債券。 PVC在其正常形態僵硬,強,耐熱,耐候性,現在用於製造管道,排水溝,房屋牆板,機箱電腦和其他電子裝置。聚氯乙烯也可以與化學加工軟化,並且在該形式中,現在用於收縮包裝,食品包裝,和雨具。

    尼龍
    塑料行業在20世紀30年代真正的明星是聚酰胺(PA),遠勝其商品名為尼龍知道。尼龍是第一個純粹的合成纖維,杜邦公司在1939年世界博覽會在紐約市推出。 1927年,杜邦公司已經開始指定Fiber66一個秘密開發項目,在哈佛化學家華萊士·卡羅瑟斯和化學部主任埃爾默凱澤博爾頓的方向。卡羅瑟斯已聘請執行純理論的研究,而他的工作,了解新材料的分子結構和物理性能。他花了一些的第一步,在材料的分子設計。他的工作導致合成尼龍纖維的發現,這是非常強的,但也很靈活。第一個應用是豬鬃牙刷。然而,杜邦的真正的目標是絲綢,尤其是絲襪。卡羅瑟斯和他的團隊合成了許多不同的聚酰胺包括聚酰胺6.6和4.6,以及聚酯。花了杜邦十二年,2700萬美元,以完善的尼龍和合成和發展工業生產過程批量製造。有了這樣一個重大的投資,這是毫不奇怪,杜邦倖免犧牲一點推出後,推動尼龍,創建一個公共的感覺,或“尼龍癲狂”。尼龍狂熱又突然停止,在1941年底,當美國進入第二次世界大戰。生產能力已被建立起來,生產尼龍襪,或者只是尼龍,對美國婦女被接管生產降落傘的傳單和傘兵廣大。戰爭結束後,杜邦公司又回到了賣尼龍公眾,參與1946年的另一個促銷活動,導致更大的熱潮,引發了所謂的尼龍暴亂。

    接著聚酰胺6,10,11,和12都基於單體是環化合物開發;例如caprolactam.nylon 66是通過縮聚製造的材料。
    尼龍仍然重要的塑料,而不是只在面料的使用。在其本體的形式,它是非常耐磨,尤其是當含油,所以用於構建齒輪,軸承,襯套,並且由於良好的耐熱性,越來越多地用於根據引擎罩的應用在汽車和其它機械件。

    天然橡膠
    天然橡膠是一種彈性體(彈性烴聚合物),最初來自於膠乳,在一些植物的汁液發現乳狀膠體懸浮液。它是直接以這種形式(的確,橡膠在歐洲的第一次亮相是布料防水與從巴西的未硫化乳膠),但是,後來,在1839年很有用,查爾斯·古德伊爾發明了橡膠硫化;這與居多,硫成型(硫化)聚合物鏈之間的交聯,改善的彈性和耐久性加熱天然橡膠的一種形式。塑料在這些領域非常知名。

    合成橡膠
    合成了列別捷夫在1910年在二戰中的第一個全合成橡膠,從東南亞天然橡膠供應封鎖合成橡膠,特別是苯乙烯 - 丁二烯橡膠(又名政府橡膠 - 苯乙烯)的發展引起了熱潮。在1941年,每年在美國生產的合成橡膠是它提高到840萬t 1945年在太空競賽和核軍備競賽,只有231噸,加州理工學院的研究人員嘗試使用合成橡膠固體燃料火箭。最終,所有的大型軍用火箭和導彈將使用合成橡膠基於固體燃料,並且他們也將在民用航天活動中發揮顯著的一部分。

    其他塑料製品
    聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),更好地稱為丙烯酸玻璃 。雖然丙烯酸現在眾所周知的油漆和合成的纖維,如假毛皮使用,在他們的散裝形式 他們其實很辛苦,比玻璃更加透明,並作為下商品名稱,如玻璃替代品銷往ACRYLITE ,有機玻璃,樹脂玻璃和有機玻璃 。這些被用來在戰爭期間建造的飛機簷篷,其主要應用程序現在是大型照明招牌,如店面或內部大型賣場使用,並為真空成型浴缸,浴缸的製造。

    聚乙烯(PE),有時也被稱為聚乙烯,發現於1933年由雷金納德·吉布森和Eric福塞特在英國工業巨頭帝國化學工業公司(ICI)。這種材料演變成兩種形式, 低密度聚乙烯(LDPE) ,高密度聚乙烯(HDPE) 。 PE設備很便宜,靈活,耐用,耐化學性的。 LDPE是用來製造薄膜和包裝材料,而高密度聚乙烯可用於容器,管道,以及汽車配件。而PE具有化學侵蝕低電阻,它以後被發現,在PE容器可以通過將其暴露於氟氣,該改性容器的表面層進入更加嚴厲的聚氟乙烯更健壯製成。
    聚丙烯(PP) ,這是由朱利奧·納塔發現,在50年代初。它是現代科學技術,知識的一般身體的成長會導致在不同的地方相同的發明,在大約相同的時間常見的,但聚丙烯是此​​現象的一個極端的情況下,被分別發明大約9倍。隨後的訴訟沒有得到解決,直到1989年聚丙烯設法生存法律過程和工作的菲利普斯石油公​​司,J·保羅·霍根和羅伯特·班克斯兩位美國化學家,現在普遍相信作為材料的主要發明者。聚丙烯是類似於其祖先,聚乙烯,和聚乙烯股份的成本低,但它更健壯。它採用的是一切從塑料瓶到地毯到塑料家具,並在汽車非常頻繁使用。
    聚氨酯(PU)在1937年發明了弗里德里希·拜爾和公司,並將投入使用戰爭結束後,在床墊吹的形式,家具的填充和保溫。它也是成分之一的纖維氨綸(在非吹形式)。
    環氧 -在1939年,法本公司申請了專利多環氧化物或環氧樹脂。環氧樹脂是形成交聯並且當催化劑或硬化劑,添加固化的一類的熱固性塑料。戰爭結束後,他們會被廣泛用於塗料,粘合劑和複合材料。使用環氧樹脂作為基體的複合材料包括玻璃增強塑料,其中,所述結構元件是玻璃纖維,和碳 - 環氧複合材料,其中所述結構元件是碳纖維。玻璃纖維是現在通常用於構建運動艇,以及碳 - 環氧複合材料是在飛機日益重要的結構元件,因為它們是重量輕,強,耐熱。
    的PET,PETE, PETGPET-P (聚對苯二甲酸乙酯)
    將在戰後用於合成纖維命名雷克斯溫菲爾德和詹姆斯·迪克森,在一家小英國公司在曼徹斯特的白棉布打印機的協會的古雅名工作兩個化學家,開發的聚對苯二甲酸乙二酯(PET或PETE)在1941年,它,其名稱如聚酯,滌綸,滌綸和,PET不太透氣性比其它低成本的塑料,因此是製造瓶可口可樂等碳酸飲料的熱門材料,因為碳化往往會攻擊其他塑料製品,和酸性飲料如水果或蔬菜汁。 PET是也強,耐磨,並用於製造機械部件,食品托盤,並且必須忍受濫用的其他項目。 PET膜被用作用於記錄的磁帶的位置。
    PTFE(聚四氟乙烯)(又名特氟隆)
    一個在戰爭中使用的最令人印象深刻的塑料和最高機密,是聚四氟乙烯 (PTFE),更好地稱為特氟隆,這可能是沉積在金屬表面作為防刮痕和耐腐蝕,低摩擦的保護塗層。通過暴露的聚乙烯容器,氟氣產生的聚氟乙烯表面層非常類似特氟隆。使用杜邦化學家羅伊命名賓吉發現聚四氟乙烯意外在1938年戰爭期間,它被用於氣體擴散過程提煉鈾原子彈,因為這個過程是高度腐蝕性。到了20世紀60年代初期,聚四氟乙烯黏附性煎鍋人的需求。
    的Lexan是高衝擊的聚碳酸酯塑料通用電氣進行。 模克隆是高衝擊的聚碳酸酯塑料拜耳進行。
    可生物降解(堆肥)塑料
    研究已經完成在該分解暴露在陽光下(例如,紫外輻射),水或潮濕,細菌,酶,風磨損可生物降解的塑料和一些情況鼠類病蟲害或昆蟲攻擊也包括作為生物降解或環境的形式退化。很顯然有些降解這些模式如果塑料是在表面露出只會工作,而如果在填埋或堆肥系統存在著一定的條件的其他方式,將僅是有效的。澱粉粉末已經混合塑料作為填料,以允許它更容易地降解,但它仍然不會導致塑料的完全崩潰。一些研究人員已經實際上遺傳工程該合成一個完全可生物降解的塑料的細菌,但是這種材料,例如生物聚合物,是昂貴的,目前。德國化工公司BASF做Ecoflex樹脂,完全可生物降解聚酯用於食品包裝的應用。格爾塑料開發ECOGEHR ,由專業分佈全系列生物聚合物的形狀 塑料。
  • 特性和優點
    專業塑料提供超過1000種不同的塑料製品塑料板材,棒材,管材,薄膜,樹脂及型材。
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