第一節 塑膠

自上世紀以來,塑膠漸漸成為人類生活中不可或缺的物料。那麼,什麼是塑膠呢?

塑膠就是由單體(小分子)通過聚合作用而生成的聚合物。

例如,聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯和聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 等等,都是由加成聚合得到的塑膠除了加成聚合之外,其他的聚合模式(例如縮合聚合)亦能產生聚合物,如尼龍和聚酯等等,這些將在課題十一中再詳細講解。

本節中,我們就來介紹幾種常見的由加成聚合得到的塑膠以及它們的應用。

各類塑膠製品

聚乙烯(polyethylene,簡稱「PE」),是由乙烯加成聚合得到的。

聚乙烯的分子模型

聚乙烯的主要性質:

  • 不易被酸鹼和多種有機溶劑腐蝕,但能被氧化性的酸腐蝕(如硝酸等);
  • 抗氧化性差。所以,工業上常常需要加入大量添加劑來增強其抗氧化性。

聚乙烯的主要用途:

聚乙烯是日常生活中最常用的塑膠之一。它價格便宜,大量用於製造膠袋、塑料薄膜、塑膠瓶和塑膠回收桶等產品。

聚乙烯的應用舉例

聚丙烯(polypropene,簡稱「PP」),是由丙烯加成聚合得到的。

聚丙烯的分子模型

聚丙烯的主要性質:

  • 不易被酸鹼和多種有機溶劑腐蝕;
  • 耐衝擊性高,機械性質強韌;
  • 比聚乙烯有更高的強度和透明性。

聚丙烯的主要用途:

聚丙烯常用來製造食品餐器具、水杯、布丁盒和豆漿瓶等。聚丙烯亦可用來製造某些機械零件。聚丙烯還可以用來製造一些輔助醫療器材,如一次性針筒或樣品瓶等。澳洲的貨幣亦是用聚丙烯製造的。

聚丙烯的應用舉例

聚氯乙烯(polyvinylchloride,簡稱「PVC」),是由氯乙烯加成聚合得到的。

聚氯乙烯的分子模型

聚氯乙烯的主要性質:

  • 防火耐熱,這是聚氯乙烯的最大特點;
  • 不易被酸鹼腐蝕;
  • 聚氯乙烯本身比較堅硬易碎,但可通過加入增塑劑使其更有彈性。

聚氯乙烯的主要用途:

由於聚氯乙烯具有防火耐熱的特點,因此它被廣泛用於各式各樣的產品,如電線外皮、人造皮革、塑膠管和塑膠雨衣等等。

聚氯乙烯的應用舉例

聚苯乙烯(polystyrene,簡稱「PS」),是由苯乙烯加成聚合得到的。

聚苯乙烯的分子模型

聚苯乙烯的主要性質:

  • 質地堅硬易碎;
  • 不易被酸鹼腐蝕,但可被多種有機溶劑溶解;
  • 耐熱性高;
  • 當製成發泡聚苯乙烯時,密度極低。

聚苯乙烯的主要用途:

聚苯乙烯常常用來製作泡沫塑膠製品,如生活中常見各種即棄塑膠餐具和透明 CD 盒等等。另外,發泡聚苯乙烯(俗稱「保麗龍」)具吸音、隔音和隔熱等效果,近年被廣泛用作建築材料。

聚苯乙烯的應用舉例

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯),俗稱「有機玻璃」(polymethylmethacrylate,簡稱「PMMA」),是由 \(2-\)甲基丙烯酸甲酯加成聚合得到的。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 的分子模型

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 經常用作玻璃的替代品。與玻璃相比,聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 的主要特點有:

  • 密度約為玻璃的一半;
  • 熔點約為 \(130–140\ ^{\circ} \rm{C}\),比玻璃(約 \(1000\ ^{\circ}\rm{C}\))的熔點低很多;
  • 透光率比玻璃高很多;
  • 機械強度較高,不易刮擦受損。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 的主要用途:

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 可替代玻璃製作鏡片和硬性隱形眼鏡等等。它亦可加工成各種形狀的器具,大至飛機座艙蓋,小至假牙和牙托等等。經過特殊處理的有機玻璃,還可用作防彈玻璃。

聚(\(2-\)甲基丙烯酸甲酯) 的應用舉例

塑膠是單體通過聚合反應互相重複連結而成的聚合物。

請將下列加成聚合得到的塑膠,與它們的單體和主要用途拖曳至相應的空白處。

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