【化学】塑料知多少？

   生活中，塑料无处不在。从矿泉水瓶到各类家电，塑料早已不知不觉成为了生活的必需品。那么关于塑料，你知道多少呢？

塑料是什么？

       塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物。这一句话乍一看专业名词很多，那么这到底是什么意思呢？
      首先从“单体”说起。“单体”就是能与同种或他种化合物聚合的小分子。作个形象的比喻，塑料就像一堆堆在一起的铁链，每条铁链都由成千上万个铁环连接而成。那么一个“单体”就是这个比喻中的一个铁环。举个例子，乙烯，化学式为CH2=CH2，就是一种单体。

    
乙烯分子式

     然后，单体之间可以发生加成反应和聚合反应，这也叫做加聚反应。对化学过敏的读者可以不用完全理解加聚反应的具体原理，我们同样可以用刚才的比喻来说明。我们有了成千上万个铁环，要想做成铁链，还得把铁环一个一个地扣在一起，这个把铁环环环相扣的过程，就是所谓加聚反应。我们把乙烯分子不断首尾连接，形成……-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-……这样的长链，这就是乙烯加聚而成的一个长链条。
       继续聊刚才的铁链：不仅一条铁链由成千上万铁环组成，这堆铁链又是由成千上万条铁链组成的，而且每个铁链所含的铁环的数目也是不一样的。塑料也一样。比如刚才的乙烯单体形成的长链高分子，无数条分子量不同的长链混合在一起，纵横交错，最终就形成了聚乙烯塑料。这就是单体通过加聚反应形成塑料的过程。同样的，用氯乙烯作为单体加聚而成的塑料，就是聚氯乙烯塑料。

 
聚乙烯

     通过加聚反应制取塑料，我们也不一定需要完全相同的单体。几种不同的单体按照一定比例混合，在一定条件下，同样也可以发生聚合反应。这就好比不一定每个环都大小、形状相同，但仍然可以扣在一起做成铁链一样。甚至，一个高分子长链也可以有很多小支链，就像一根很长的树干上有很多小树枝一样，比如聚丙烯，就是这样的塑料。

 
几种加聚反应过程

     单体形成塑料，不有加聚反应，还有缩聚反应。“缩聚反应”又是什么呢？它和加聚反应有什么不同呢？简单地说，加聚反应中，原料是被百分之百利用的，没有其它的产物；而缩聚反应中是有其它产物的，比如水。也就是说，在单体通过缩聚反应而形成塑料的过程中，原子利用率并不是100%。这就是加聚和缩聚的不同点。当然，加聚和缩聚还有其它不同点，但这里就不展开了。
       通过缩聚反应制取的塑料在生活中也是十分常见的。比如聚酯，就是对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成的。如果你知道“酯化反应”，那么你一定很容易理解这个过程。还有一些手机的塑料后盖，材料是聚碳酸酯，这也是通过缩聚反应制取的。
     刚才所比喻的过程和所举的例子，其实都是线型结构的塑料。还有一种是体型结构的塑料。“线型”和“体型”又是神马？下面我们就来聊聊这个。

什么是“热塑性”和“热固性”？

       刚才我们所说的长链混合在一起，就像一堆线混在一起一样，但线与线之间并不是连结在一起的。同时，链与链同样也可以形成化学键相互连接，就像把无数的线编织成了一个渔网一样。这一种网状的结构，就叫体型结构。而前者就叫线型结构。
      线型结构的塑料，加热后会变软甚至融化，冷却后又能重新固化，这就叫“热塑性塑料”。像刚才所说的聚乙烯和聚氯乙烯，就是热塑性的塑料。
      体型结构的塑料，只能第一次加热软化而成型，在这个过程中高分子之间发生交联反应。而制成成品之后再加热，将不能软化，如果温度过高，就会直接分解，发生不可逆的过程，即使冷却也无法恢复原先的性质。这就是“热固性塑料”。生活中常见的热固性塑料很多，比如常用作开关的塑料壳的电木，化学名称叫酚醛树脂或酚醛塑料，就是一种热固性塑料。

  酚醛塑料，俗称电木，广泛作为把手的材料

为什么不是所有塑料袋都适合装食品？

    生活中我们吃早餐买个包子，去买个菜，喝喜酒打包……都会用到塑料袋来包装食品。但是其实不是所有塑料袋都适合装食品哦！
   刚刚所说的聚乙烯和聚氯乙烯，就是两种常见的用作塑料袋的材料。聚乙烯是无毒的，而聚氯乙烯是有一定毒性的。因此，聚乙烯塑料袋才适合装食品。聚乙烯的塑料袋通常比聚氯乙烯的塑料袋要更柔软一些，在手感上，聚氯乙烯塑料袋比聚乙烯塑料袋要更有粗糙感。而平常我们所用的黑塑料袋、红塑料袋，大部分都是聚氯乙烯塑料袋。专用的打包食品的聚乙烯塑料袋，都是无色半透明的。
   不少地区的婚礼打包直接用红塑料袋，大部分是聚氯乙烯塑料袋，其实是不太利于健康的。正确的打包姿势应该是：用无色半透明的专用于打包食品的塑料袋，也就是聚乙烯塑料袋，先打包菜肴，然后再装入红塑料袋中，这样既可以保证健康，又能配合婚礼的喜庆气氛。当然，只用食品级塑料袋打包更好，又健康又环保。

聚氯乙烯塑料袋，是不适合打包食品的

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小贴士：如何区分聚乙烯和聚氯乙烯？

    聚氯乙烯的单体因为被氯原子取代了一个氢原子，因此其比重也比聚乙烯稍大。聚乙烯可以浮在水面上，而聚氯乙烯会沉在水底。用这个简单的方法可以区分聚乙烯和聚氯乙烯。当然塑料有很多种，密度法只在只有聚乙烯和聚氯乙烯两种塑料时管用。

拒绝“白色污染”！

   塑料对环境的污染主要是因为其在自然状态下十分稳定，难以降解，而日益增多的被丢弃在自然界的塑料将会影响生态平衡。也许有读者看过一个将插在海龟鼻孔里的塑料吸管取出来的视频，这就是随意丢弃塑料影响生态环境的一个活生生的例子。

  研究人员也正在研制可降解塑料，或者研究降解已经丢弃在自然界的塑料的方法。未来如果可降解塑料能大量应用，环境问题将得到极大的缓解。
   同时，环境问题的解决也是需要我们每个人的努力的。不随意丢弃塑料袋，不是一句空话！

小贴士

      下图是几种常见的塑料的符号，你认识多少呢？

PET：聚酯；  HDPE：高密度聚乙烯；  PVC：聚氯乙烯； PE：聚乙烯： PP：聚丙烯；  PS：聚苯乙烯

小结：塑料就像一切科技发明一样，有两面性，在给我们生活带来极大便利的同时，也造成了环境污染的问题。但是使用塑料的终究是我们人类自己，因此我们应该正确使用这把双刃剑。