18新利最新登入塑料是如何工作的

塑料的发明之前,只有物质,可以塑造黏土和玻璃(陶瓷)。硬粘土和玻璃是用于存储,但是他们沉重和脆弱。一些天然物质,如树牙龈和橡胶、粘性和可塑。橡胶不是非常有用的用于存储,因为它最终失去其反弹能力并成为粘性加热后。

在1839年,Charles Goodyear偶然发现过程中硫的反应与天然橡胶加热后,然后冷却。橡胶成为弹性在冷却,可以拉伸,但它回到原来的形状。加热时它还保留了其弹性。我们现在知道,硫形式相邻橡胶聚合物链之间的化学键。化学键交联聚合物链,在拉伸时允许他们“反弹”。查尔斯古德伊尔发现了现在被称为过程硫化,使橡胶更耐用。

1846年,瑞士化学家,查尔斯•Schonbein时意外地发现了另一种聚合物acid-sulfuric氮酸混合物洒在一些棉花。发生了化学反应的羟基纤维素纤维在棉花被转化为硝酸盐组硫催化。硝化纤维素,合成聚合物可以冲进一个无烟火焰被军队火药。1870年,化学家约翰·凯悦硝基反应与樟脑赛璐珞,一个塑料聚合物用于照相胶片、台球、牙科盘子和乒乓球。

1909年,一个名为利奥贝克兰合成的化学家胶木从混合物中,第一个真正的合成聚合物,苯酚和甲醛。这些单体之间的缩合反应允许甲醛将苯酚环绑定到刚性三维聚合物。时可以塑造胶木热,凝固成一个硬塑料,可用于处理,手机,汽车零件、家具甚至珠宝。电木是困难的,耐热和电,不能轻易融化或烧焦的冷却。胶木的发明导致了全班的塑料类似的属性,被称为酚醛树脂。

在1930年代,杜邦化学家叫华莱士瑟斯发明了一种塑料聚合物由己二酸的缩合和某种类型的diaminohexane单体,可以画出强大的纤维,像丝绸。这个塑料被称为尼龙。尼龙是轻量级的,坚固耐用的基础,成为许多类型的服装、覆盖物(帐篷),行李,行李和绳索。

这些早期的聚合物的使用成为二战后广泛并一直延续到今天。它们会导致创建其他塑料,如涤纶、泡沫塑料、聚苯乙烯、聚乙烯和乙烯。

在接下来的两个部分,我们将了解塑料的化学。

所有塑料聚合物,但并非所有的聚合物都是塑料。一些熟悉的无塑性的聚合物包括淀粉糖(聚合物)、蛋白质(氨基酸的聚合物)和核苷酸的DNA(聚合物18新利最新登入DNA是如何工作的)。下面的简化图显示了单体和聚合物之间的关系。18新利最新登入相同的单体可以相互结合,形成均聚物,可直接或支链。不同的单体可能结合在一起形成共聚物,也可能是支或直。

聚合物的化学性质取决于:

许多塑料的单体包括有机化合物,如乙烯、丙烯、苯乙烯、苯酚、甲醛、乙二醇、氯乙烯和乙腈(我们将研究这些讨论各种塑料)。因为有那么多不同的单体,可以结合在许多不同的方式,我们可以做各种各样的塑料。

有一些单体的方式相结合,形成的聚合物塑料。一个方法是一种化学反应称为冷凝反应。缩合反应,两个分子结合的小分子,通常水,一个酒精或酸。理解缩合反应,让我们来看看另一个假想的聚合物的反应。

单体1和2都有氢(H)和羟基(OH)附加到他们。当他们走到一起(一种合适的催化剂原子或一个分子加速化学反应而不使用它),一个单体失去一个氢,而另一个羟基。氢和羟基结合形成水(H2O),剩下的电子形成一个单体之间的共价化学键。由此产生的化合物共聚物的基本单元1和2。这个反应发生一遍又一遍,直到你得到的长链共聚物1和2。

单体可以结合形成聚合物的另一种方式是通过除了反应。内双键的加成反应涉及重新安排电子单体形成单键与其他分子。想象两人(每个单体)站在一起,每个人都有他/她的双臂(双键)。然后他们展开手臂和手牵手(单键)。两个人现在聚合物,过程可以重复。

不同的聚合物链可以互动和交联单体之间形成强或弱键在不同的聚合物链。这种聚合物链之间的相互作用会导致特定的属性塑料(软/硬,弹性/刚性,清楚/不透明,惰性)。

现在我们将了解不同类型的塑料。

塑料可分为两大类:

1。热固性或热固性塑料。一旦冷却,硬化,这些塑料保持其形状和不能返回到原来的形式。他们很难和耐用。可以用于热固性材料汽车部分,飞机部件和轮胎。例子包括聚氨酯、聚酯、环氧树脂和酚醛树脂。

2。热塑性塑料。刚性比热固性塑料,热塑性塑料可以加热时软化并返回到原来的形式。他们很容易成型和挤压到电影,纤维和包装。例子包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。

让我们来看看一些常见的塑料。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或皮特):约翰·雷克斯Whinfield发明了一种新的聚合物是在1941年,当时他凝聚与对苯二甲酸乙二醇。冷凝是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或皮特)。宠物是一种可以加入热塑性纤维(涤纶)和电影(如聚酯薄膜)。这是主要的塑料拉链食品存储袋。

聚苯乙烯(泡沫):聚苯乙烯是由苯乙烯分子。CH2之间的双键和CH分子重新与邻苯分子成键,从而生产聚苯乙烯。它可以形成一个硬抗冲击塑料家具,橱柜(电脑显示器和电视,眼镜和餐具。当聚苯乙烯通过混合加热和空气吹,它形式聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料是轻量级的、可塑和一个很好的绝缘体。

聚氯乙烯(PVC):聚氯乙烯是一种热塑性,氯乙烯(CH2 = CH-Cl)时形成聚合。当,这是脆弱的,所以制造商添加塑化剂液体,使其柔软可塑。PVC是常用的管道和管道,因为它的耐用,不腐蚀,比金属便宜管道。然而,在很长一段时间,塑化剂可能浸出,使其脆弱,易碎的18新利最新登入东西。

聚四氟乙烯(聚四氟乙烯):聚四氟乙烯是1938年由杜邦公司制造的。它是由四氟乙烯分子的聚合(CF2 = CF2)。聚合物稳定,耐热,耐强,许多化学物质和表面几乎无摩擦。聚四氟乙烯用于管道胶带、炊具、油管、防水涂料、电影和轴承。

Polyvinylidine氯(萨兰):陶氏使萨兰树脂,合成的聚合氯化vinylidine分子(CH2 = CCl2)。聚合物可以加入电影和不透水的包装食品的气味。保鲜膜是一个流行的塑料包装食品。

聚乙烯、LDPE和HDPE:最常见的高分子塑料聚乙烯,是由乙烯单体(CH2 = CH2)。在1934年第一次聚乙烯。今天,我们称之为低密度聚乙烯(LDPE),因为它将漂浮在的混合物酒精和水。在低密度聚乙烯,聚合物链纠缠和组织松散,所以它是柔软而灵活。它第一次被用来使电线绝缘,但今天它的用于电影、包装、瓶、一次性手套和垃圾袋。

在1950年代,卡尔·齐格勒聚合乙烯的各种金属。由此产生的聚乙烯聚合物主要由线性聚合物。这个线性形式产生紧张,密度更大,更多的组织结构和现在被称为高密度聚乙烯(HDPE)。HDPE是困难与熔点高于低密度聚乙烯塑料,和它下沉alcohol-water混合物。首次介绍了HDPE呼啦圈,但今天它主要用于从容器。

聚丙烯(PP):1953年,卡尔·齐格勒和朱利奥Natta,独立工作,准备聚丙烯丙烯单体(CH2 = CHCH3),收到了诺贝尔奖1963年在化学。聚丙烯的各种形式有不同的熔点和硬度。聚丙烯是用于汽车装饰,电池情况下,瓶,管,丝和包。

既然我们已经讨论了各种类型的塑料,让我们看看如何塑料。18新利最新登入

塑料,化学家和化学工程师必须做以下工业规模:

首先,他们必须从各种原材料组成的单体。乙烯和丙烯,例如,来自原油,其中包含的碳氢化合物单体。碳氢化合物原料从“开裂过程”获得用于精炼石油和天然气(见18新利最新登入炼油是如何工作的)。一旦获得破解各种碳氢化合物,它们是化学加工使碳氢化合物单体和其他碳单体(苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈)中使用塑料。

接下来,在大型聚合单体进行聚合反应的植物。反应生成的聚合物树脂,进一步收集和处理。处理包括添加增塑剂、染料和阻燃化学物质。最终的聚合物树脂通常是在形式的颗粒或珠子。

最后,聚合物树脂加工成最终的塑料制品。一般来说,他们被加热,塑造并允许冷却。在这个阶段,有几个过程取决于产品的类型。

挤压:球被加热和机械混合室,强行通过一个小孔,用空气或冷却水。这个方法是用来制造塑料薄膜。

注射成型:树脂颗粒加热和机械混合室,然后在高的压力下被迫模具冷却。这个过程用于像黄油和酸奶浴缸。(Custompart.net有一个伟大的教训在注塑。)

吹塑:这种技术结合使用挤出或注塑。树脂颗粒被加热和压缩成液体管,像牙膏。树脂进入冷却模具,压缩空气被吹到树脂管。空气膨胀树脂对模具的城墙。这个过程是用来制造塑料瓶。

旋转成型:树脂颗粒是加热和冷却模具,可以在三维空间中旋转。旋转均匀分布的塑料模具的城墙。这种技术被用于制造大型中空塑料产品(玩具、家具、体育器材、化粪池、垃圾桶和皮艇)。

在下一个页面上我们将了解新的创新塑料和它们是如何回收。18新利最新登入

正如我们前面所提到的,还有其他聚合物除了塑料。天然聚合物,如淀粉、纤维素、大豆蛋白、植物油、甘油三酯和细菌聚酯,可以从农作物中提取和细菌。此外,植物和微生物可以产生乳酸等物质,可聚合成生物塑料(例如,聚乳酸)。有两个生产生物塑料的策略。

发酵:细菌或其他微生物大量生产的生物聚合物生物反应器(发酵坦克)。生物聚合物(乳酸、聚酯)从生物反应器中提取和化学加工成塑料。

基因工程植物生物反应器:生物技术专家介绍细菌基因到工厂。这些基因编码酶,使细菌的塑料。植物在种植和收获,从植物提取的塑料材料。

1997年,Cargille陶氏明确塑料(聚乳酸)玉米。聚乳酸纤维编织成体育服装、装饰织物和生物塑料包装。

生物塑料的优点是产自可再生资源(细菌、植物)而不是不可再生资源(石油、天然气)。此外,生物可降解生物塑料——他们可以在环境中分解(见18新利最新登入垃圾填埋场是如何工作的)。生物塑料可能是一个重要的产业。利用现有技术,生物塑料可能更昂贵的生产,但生物技术迅速发展和生产在未来可能会变得更经济。

回收塑料

油基塑料不降解,但许多类型(包括PP、LDPE、HDPE、宠物和PVC)回收。每个类型都有一个代码和识别号码,但一些塑料不是经济可行的回收。所以重要的是要检查你的回收商或直辖市哪些类型的塑料将被接受。

一旦收集,塑料经过以下步骤

塑料的发现彻底改变了我们的社会,通过引入一个巨大的各种各样的轻量级、强大、灵活的产品有许多用途。虽然塑料会造成处理问题,回收总是有可能的。此外,新的生物聚合物的研究可能会产生新的生物可降解生物塑料产品从可再生资源,对我们的环境。

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