化学与生活论文

日常生活中的化学品 塑料 The Daily Chemical Plastic 摘要 从列奥 亨德里克 贝克兰于 1907 年第一次合成塑料到现在科技发达的 21 世纪 这一化学合成物已成了人们生活中必不可少的工具 它的化学 物理特征使得它具有广泛 的用途 然而人们却一度忽视了塑料废品的合理处理 导致了大量的污染 塑料制品应当 被加以合理使用 符合可持续发展 Abstract Since Baekeland Leo Hendrik discovered plastic in 1907 for the first time it has been regarded as something necessary in people s life Plastic is used in many aspects owning to its chemical and physical characters However we human once ignored dealing with the waste from using plastic in a reasonable way which contributes to enormous pollution Plastic products are supposed to be made use of properly to fit with the demand of sustainable development 关键字 塑料 影响 利用 Keyword Plastic Effect Use 1 塑料的诞生与发展 早在 1872 年 德国化学家阿道夫 冯 拜尔就发现 苯酚和甲醛反应后 玻璃管底 部有些顽固的残留物 从 1904 年开始 贝克兰开始研究这种反应 最初得到的是一种液 体 苯酚 甲醛虫胶 称为 Novolak 但市场并不成功 3 年后 他得到一种糊状的黏 性物 模压后成为半透明的硬塑料 酚醛塑料 不同的是 赛璐珞来自化学处理过的胶 棉以及其他含纤维素的植物材料 而酚醛塑料是世界第一种完全合成的塑料 酚醛塑料绝缘 稳定 耐热 耐腐蚀 不可燃 贝克兰自称为 千用材料 特别是在 迅速发展的汽车 无线电和电力工业中 它被制成插头 插座 收音机和电话外壳 螺旋 桨 阀门 齿轮 管道 在家庭中 它出现在台球 把手 按钮 刀柄 桌面 烟斗 保 温瓶 电热水瓶 钢笔和人造珠宝上 1924 年 时代 周刊的一则封面故事称 那些熟悉 酚醛塑料潜力的人表示 数年后它将出现在现代文明的每一种机械设备里 1940 年 5 月 20 日的 时代 周刊则将贝克兰称为 塑料之父 2 塑料的化学性质 2 1 化学成分 我们通常所用的塑料并不是一种纯物质 它是由许多材料配制而成的 其中高分子聚 合物 或称合成树脂 是塑料的主要成分 此外 为了改进塑料的性能 还要在聚合物中添 加各种辅助材料 如填料 增塑剂 润滑剂 稳定剂 着色剂 抗静电剂等 才能成为性 能良好的塑料 塑料原料高分子聚合物展列如下表 2 2 化学性质 2 2 1 稳定 不会锈蚀 2 2 2 耐冲击性好 2 2 3 具有较好的透明性和耐磨耗性 2 2 4 绝缘性好 导热性低 2 2 5 大部分塑料耐热性差 热膨胀率大 易燃烧 2 2 6 尺寸稳定性差 容易变形 2 2 7 多数塑料耐低温性差 低温下变脆 2 2 8 容易老化 2 2 9 某些塑料易溶于溶剂 2 3 分类 2 3 1 根据用途分为通用塑料 工程塑料和特种塑料 2 3 2 根据理化性质可分为热塑性塑料和热固性塑料 2 3 3 根据各种塑料不同的成型方法 可以分为膜压 层压 注射 挤出 吹塑 浇铸塑料 和反应注射塑料等多种类型 3 塑料的应用 塑料的原始目标是用为电绝缘物 而今通过不断的改进 它已被应用于人们生活中的 各方各面 3 1 电器绝缘材料 由于大部分塑料可达到作为绝缘材料的性能要求 即体积电阻率 介电强度高 介电常 数适宜 耐电弧性较好 较耐热等 加上它易于合成且可塑性高 成本低廉 被广泛用于 各种电气作为绝缘物 比如电线外层 冰箱 洗衣机等的外壳 但也正是由于不同种类的 塑料以上性能有差异 在具体应用上会有要求 比如当电器工作环境负荷量大 使用温度 太高 工作电压太高则应尽量避免使用塑料 塑料的耐热性与绝缘性都是有限的 在一定 条件下的 否则会产生安全隐患 也容易挥发出铅 汞 六价铬 多溴联苯 多溴联苯醚 等 危害身体健康 3 2 机械材料 塑料的密度比一般机械材料要小很多 加上它防锈蚀的特性 被广泛应用于模具制造 等领域 3 3 建筑材料与家俱材质 比如塑料桌椅 塑料水管等 3 4 包装材料 生活中最常见的塑料的使用就是用它制成的包装袋 包装盒等 在发现最 初极大的方便了人们的生活 但随着越来越多的难以降解的塑料废品的出现 人们开始怀 疑这项发明的真正价值 3 5 人造纤维 比如尼龙 尼龙是一种缩合聚合物 其组成单位由酰胺连接 因此也是聚酰胺的一种 原材料碳 氢和氧合成六亚甲基二胺和己二酸 从而聚合成为尼龙 经常课件的尼龙制品 有尼龙袋 尼龙布料制成的衣物等 4 塑料使用的负面影响 4 1 使用过程中的影响 4 1 1 塑料制成的包装材料中有很多种都极易随着温度的升高而挥发出有毒物质 如 PVC 在用于包装食品时如果温度达到 80 度 其所含的增塑剂和氯乙烯遇到油脂会发生溶解 融入到食品中被人体吸收极易导致癌症 尽管有的塑料 如 PP PS 等耐热度达 130 左 右 但仍不能放置到微波炉加热 当温度超过同样会挥发出有害物质 4 1 2 日常使用的塑料袋主要原料是聚乙烯和聚氯乙烯 有些做工劣质的塑料袋中这两个 元素含量过多 当人们接触以后会出现手腕 手指浮肿 皮肤硬化等症状 还可能出现脾 肿大 肝损伤等症 4 1 3 为了缩减制造成本 某些劣质塑料制品会对人们的生活产生极大安全隐患 特别是 劣质的电线塑料包膜 如果电器功率过大或是发热产品 塑料膜极易被烧坏而漏电 危机 人身安全 4 2 废弃塑料制品的影响 塑料制品由于造价低廉而又广泛应用且大多数为一次性用品 很容易产生大量垃圾 无论对废弃塑料品处理还是不处理 都会产生负面影响 塑料可以分为可降解与不可降解两类 其中可降解的塑料可以通过光降解和生物降解 而产生很少的环境影响 而不可降解塑料大多是由低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯 其 次是高密度聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯和聚氯乙烯研制而成 作为固体废料 不可降解塑 料被埋到土地中 200 年才有可能腐烂 且会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长 从 而影响到农作物吸收养分和水分 导致农作物减产 腐烂周期如此之长 造成了大量的 白色污染 更可怕的是 陆地或水生生物误食后极易死亡 而每年全世界抛入海洋中的 塑料废弃物多达 660 万吨 对自然的破坏可想而知 某些地区对废弃塑料制品采取焚化的 处理方式 取聚氯乙烯这一种来说 燃烧的方程式为 2 CH2 CHCl n 5nO2 4nCO2 2nH2O 2nHCl 可见在燃烧过程中会释放大量的有害气体 混到空气中则容易产生酸雨等进一步危害环境 与人们的健康 4 3 对废弃塑料制品的在回收再利用 废弃塑料主要来源于生活 工业消费后的各类包装及管材型材以及外壳等 由于来源 复杂 所以所有的污染类别都有可能出现 4 3 1 大气污染 再生塑料加工业对大气污染主要存在于加工过程中的挥发 虽然比较少 但仍不可小觑 某些来源的废弃塑料 如装了硫磺是塑料编织袋 印染厂的原料带等 在 处理中对处理的工作人员及周边居民会产生极大的危害 4 3 2 固体废弃物污染 这一点主要是指土壤污染 废料堆放仓储场所如果不能与周围环境 有效隔离 废塑料及上面沾附的物质会四处扩散 在城市中 废旧物回收的场所通常清洁 度不高 与居民区有一段距离的原因也就在此 4 3 3 生物污染 生物污染主要来源于一次性医用塑料制品 如输液器 枕头 血袋等 在 处理中这类制品需要极仔细的分拣与消毒 工作人员很容易被感染 4 3 4 水污染 塑料的再利用处理过程中有一项为粉碎清晰工序 污染物为废塑料上沾附的 各类物质 造成的水污染包括悬浮物污染 有机物污染 溶解物污染 PH 值污染 微生 物污染 有毒物质污染等 对水体的可使用性造成极大威胁 5 塑料的合理使用 塑料曾经风靡一时 但也曾经被评为 20 世纪最糟糕的发明 这说明如果使用方法 得当 塑料将是我们生活中的好帮手 在塑料的使用中有许多要注意的地方 5 1 依据不同原材料合成的属性不一的塑料应根据其属性应用到不同的领域 不能为了贪 一时便捷或缩减成本而使用对人体有害的制品 比如 PET 只能用于矿泉水瓶 碳酸饮料瓶 而不能装热水或是放到微波炉加热 PVC 则完全不能用于食品包装 而是多用于建材 雨 衣等 5 2 在生活中少用或不用一次性塑料制品 医用除外 减少浪费 如我国 08 年实行的 限塑令 就是迎合了世界对于白色污染的要求 对生活废弃塑料加以分类然后回收 以 便于后续处理 5 3 加大科研力度 在塑料降解 循环利用 新型代替物质的发明上下工夫 如用二氧化 碳降解塑料 大大减少降解成本 6 参考文献 1 朱梅兰 肖艾林 浅析电器绝缘用塑料产品有害物质检测标准及技术 J 电气技术 2008 6 2 肖汉宁 王思惠 塑料绝缘材料 J 大众用电 2008 11 3 周凤丽 浅谈消费中带毒塑料的危害性 J 西部大开发 2013 7 4 卞行健 塑料的利弊及可持续发展对策