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塑料是什么材料
塑料是一种由合成树脂制成的可塑性材料，通常用于制造各种日常用品、工业制品和包装材料。
它是一种轻质、耐用且易于加工的材料，因此在现代社会中得到了广泛的应用。
塑料的主要成分是聚合物，它们由许多小分子单元通过化学键连接而成。
这些聚合物可以通过不同的方式进行加工，从而制成各种不同性质的塑料制品。
塑料通常可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
热塑性塑料在受热后会软化并具有一定的可塑性，因此可以通过加热和成型的方式进行加工。
常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
它们通常用于制作塑料袋、塑料瓶、塑料桶等日常用品。
而热固性塑料在受热后不会软化，因此具有较好的耐热性和耐腐蚀性。
热固性塑料通常用于制作耐高温、耐腐蚀的工业制品，如玻璃钢制品、环氧树脂制品等。
塑料的优点之一是具有较好的耐候性和耐老化性，因此可以在室内外长时间使用而不易受到风化和老化的影响。
另外，塑料还具有较好的绝缘性能，因此被广泛应用于电气设备和电子产品的制造中。
然而，塑料制品的大量使用也带来了环境污染和资源浪费的问题。
塑料制品通常难以降解，因此在处理和回收方面存在一定的难度。
在日常生活中，我们应该尽量减少使用一次性塑料制品，选择可降解的替代品，同时加强对废弃塑料的回收和再利用，以减少对环境的影响。
总的来说，塑料是一种重要的材料，在现代社会中得到了广泛的应用。
它的优点在于轻质、耐用、易加工，但也存在着环境污染和资源浪费的问题。
因此，我们应该在使用塑料制品的同时，注重环保和资源节约，共同建设美丽的家园。
第三章食品包装用塑料材料及其包装容器塑料是一种以高分子聚合物-树脂为基本成分，再加入一些用来改善其性能的各种添加剂制成的高分子材料。
塑料用作包装材料是现代包装技术发展的重要标志因其原材料来源丰富、成本低廉、性能优良，成为近四十年来世界上发展最快的包装新材料。
它用于食品包装表现出的优越特性是：（1）重量轻，比重是铝的30％～50％，方便运输、销售，也便于携带使用。
（2）化学稳定性好，耐一般酸、碱、盐及油脂的腐蚀。
（3）包装制品的成型加工性好，可加工成薄膜、片材、丝、带、编织物及各种形状容器，适应各种物态的食品包装及其他各种包装的需要。
（4）透明，易着色、印刷，且色泽鲜艳、光亮、美观，装饰效果好。
（5）有一定的阻透性，在一定的温度下，有良好的封合性，对食品有很好的保护作用。
（6）易于与其他材料复合，构成比单质材料包装性能更好的复合材料。
（7）大多数塑料材料可达到食品对包装的卫生安全性要求。
（8）能适应各种包装操作。
塑料包装材料的广泛使用是现代包装技术发展和进步的一个标志。
随着现代科学技术和生产工艺技术的不断提高，以及塑料品种日渐增多，促进了复合材料的产生及包装上的应用。
这些新材料的发展及其在食品包装上的使用，使食品包装面貌发生巨大的改观。
精美的印刷、装潢、精致的容器造型、新颖的包装形式层出不穷，这一切不仅提高了包装对食品的保护效果，而且对消费者产生异常的感染力和诱惑力，大大地促进了食品工业的发展及销售方式的变革。
塑料用于食品包装存在的缺点是：易带静电，因此易造成包装表面的污染和某些操作上的困难，某些塑料存在有毒物质的污染。
此外，包装废弃物的回收和处理目前还存在着较大的问题。
塑料是以高分子聚合物为主要原料，再加入各种助剂而组成的材料。
它的品种很多，性能各异，甚至差异很大。
塑料的性能除了部分地受助剂种类和加入量的影响外，很大程度上取决于它的化学组成、分子量大小、大分子的形态及分子聚集状态。
此外，塑料的性能还受加工方法和加工质量的影响。
第三章第四节《塑料、纤维和橡胶》教案（人教版选修1）教案2、纤维（1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝、麻等（2）合成纤维：如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”（3）合成纤维原料：石油、天然气、煤等3、橡胶(1) 天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：（2）合成橡胶：通用橡胶和特种橡胶(3) 硫化橡胶：具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。
二、复合材料教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[投影][引入]你能找出有那些物品是合成材料吗？[板书] 第四节塑料、纤维和橡胶一、合成材料[讲]日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料，简称合成材料。
随着社会的发展和科技的进步，合成材料的运用越来越广泛，它们在社会生活中起了越来越重要的作用。
可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃，推动人类社会的进步。
今天，我们将来学习合成材料的三大主要成员：塑料、合成纤维、合成橡胶。
[板书]1、塑料(plastic)1、塑料(plastic)（1）成分：主要成分和添加剂，合成树脂、增塑剂、防老化剂[ 投影][板书]（2）制备：聚合反应[ 投影][板书]（3）分类：①热塑性：有机高分子化合物（如聚乙稀）受热熔化成流动的液体，冷却后成固体，这种现象叫热塑性。
[ 投影][板书]②热固性：有些有机高分子化合物加工成型后受热不会熔化，这种现象叫热固性。
如酚醛塑料。
[板书]③线型结构和体型结构[问]教师用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，问学生观察到什么现象？（弹性），又问为什么会具有弹性呢？在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。
淀粉、纤维素是C—C、C—O单键，蛋白质是C—C，C—N单键，聚乙烯是C—C单键，这些键可以自由旋转，所以高分子是蜷曲的长链，弹性就可以证明了这一点，小分子短就不会具备这种性质。
[问]长链分子又怎样组成物质的呢？橡皮筋和硬橡皮的区别？[讲]①线型结构（直链或带支链），如淀粉、纤维素、聚乙烯等。
第三章 什么是塑料？塑料(plastics)是一种简单的单体(monomers)经由化学聚合反应(polymerization)而成的长链状高分子聚合物(polymers)。
根据美国塑料工业协会对于塑料的定义：「将全部或部分由碳、氧、氢和氮及其它有机或无机元素使用加热、加压、或两者并用的方式聚合而成，在制造中的阶段是液体，在制造的最后阶段成为固体，此庞大而变化多端的材料族群称为塑料。
」高分子聚合物加工成为塑件的制程主要包括热塑性塑料之熔化与凝固的物理相态变化或热固性塑料之固化的化学反应两种。
简单的高分子材料呈链状结构，其中最重要者首推乙烯基高分子(vinyl polymer)，结构如下：()R| 2nCH CH ---其中，当 R = H ，为聚乙烯；当 R = CH 3，为聚丙烯；当 R = C 6H5，为聚苯乙烯；当 R = Cl ，则成为聚氯乙烯。
高分子材料依照分子量和分子结构的差异，也造成不同物性的塑料。
例如甲烷(methane, CH 4)为气体，戊烷(pentane, C 5H 12)为液体，甲烷(polyethylene, C 100H 102)为固体。
高分子材料的分子量通常为10,000 ~ 1,000,000，分子量愈大，愈增加成形的困难度，200,000为合理的成形上限。
高分子聚合物的分子链可以视为一重复单体长链，加上主要分子链旁枝的化学基，如图3-１所示。
虽然“塑料”可以泛指聚合物或树脂，塑料一般是指添加了塑化剂、安定剂、填充料或是其它改善性能及成形性之聚合物系统，还包括橡胶、纤维、黏着剂与表面涂料。
塑料加工成塑件的制程众多，可以参考图3-2。
聚合物分子链的结构、规模大小、化学成分都直接影响聚合物的化学性质与物理性质。
塑料高分子还受到机械加工制程与热历程影响。
例如，聚合物熔胶的黏滞性（亦即流动阻力）随着分子量增加而增加，随着温度上升而降低。
玻璃转移温度、机械性质、耐热性、耐冲击性亦阶随着分子量增加而提高。
此外，作用于材料的高剪应力所造成的整齐分子链配向性也会降低聚合物熔胶的黏滞性。
就分子量分布而言，短分子链影响拉伸及冲击强度，中分子链影响黏滞性及剪切流动性质，长分子链影响熔胶之弹性。
图3-1 塑料之分类图3-2 塑料之加工制程塑料通常具有下列特性：․低强度与低韧性（玻纤强化塑料则可以达到高强度与高韧性）․原料丰富，价格低廉。
․有最高使用温度限制。
․色彩鲜明，着色容易。
․受外力作用时会产生连续变形(潜变现象)。
☆易加工程复杂形状。
(i.e. 容易成形，可以量产。
)☆低密度。
(i.e.重量轻，塑料比重0.9~2，铝2.7，铁7.8)☆耐腐蚀性佳。
☆良好的绝缘性和隔热性。
☆可以具有其它特殊性质，例如透明性、可弯曲性等。
塑料材料与金属材料比较，金属材料通常包括下列特性；高密度、宽广的使用范围、高热传导性、高导电性、刚性(rigidity)、高强度(strength)、不透明、易生锈、精密加工费用高昂。
相对地，塑料材料则具有良好的机械阻尼、良好的热膨胀性、加工周期短而且可以减少穿孔等二次加工的成本、密度低、增加产品设计的空间与选择、料头可以回收以节省成本、可以提高产品寿命、亦可能获得很高的结构强度。
钢的模数为210 GPa。
一般而言，塑料的模数比金属小数十倍到数百倍。
模数的定义E = 应力σ0╱应变ε0，单位是Pa(= N/m2)。
塑料材料与金属、陶瓷材料之特性比较如表3-1。
表3-1 塑料材料与金属、陶瓷材料之特性比较将数种聚合物混合，或是将聚合物与其它材料、补强剂复合，可以改变其物理性质、机械性质和材料之成本。
这些混合制程造就了下列聚合物系统：(1) 聚合物合金及混合物聚合物合金(polymer alloys)及聚合物混合物(polymer blends)是将两种或更多种聚合物混合的系统。
当混合结果产生融合效应(synergistic effect)而具有单一的玻璃转移温度，称为聚合物合金，其性质比各别的聚合物更佳。
当混合结果具有多重的玻璃转移温度，称为聚合物混合物，其性质是各别聚合物的平均。
ABS是最早期的一种成功混合物，它结合了各个成分聚合物的耐化学性、韧性(toughness)以及刚性(rigidity)。
(2) 聚合物复合材料聚合物复合材料(polymer composites)是将强化物质添加到聚合物内，以增加所需的性质。
单晶／须晶、黏土、滑石、云母等低长宽比（aspect ratio）之片状填充料可以提高材料的劲度（stiffness）；然而，纤维、玻璃纤维、石墨、硼等高长宽比的填充料可以同时提高拉伸强度和劲度。
3-1 塑料之分类根据分子联结的聚合反应种类，塑料可以区分为热塑性塑料(thermoplastics)和热固性塑料(thermosets)。
表3-2列出热塑性塑料与热固性塑料相关的结构与性质之整理。
热塑性塑料根据分子结构或链的结构可以再细分为不定形(amorphous)、半结晶(semi-crystalline))或液晶(liquid crystalline)聚合物。
聚合物的微结构及加热与冷却的效应如图3-3。
其它类别的塑料包括弹性体(elastomers)、共聚合物(copolymers)、复合物(compounds)、商用塑料和工程塑料。
添加物填充料和补强剂是直接与塑料性质和性能相关的其它分类方法。
表3-2热塑性塑料与热固性塑料的结构与性质3-2 热塑性塑料一般而言，热塑性塑料聚合度较高，分子量也较大。
线状或分枝状的长分子链有侧链或官能基，而且不与其它聚合物分子相连接，结果，热塑性塑料可以重复地加热而软化，冷却而凝固。
这种以物理反应之相变化为主的程序允许将塑料废料回收。
虽然热塑性塑料可以回收，但在成形时仍可能有小程度的化学变化，回收塑料的性质可能不会与原始塑料的性质完全相同。
热塑性塑料占所生产塑料的70%，热塑性塑料以小球状或颗粒状贩卖，它们在压力下加热熔化成黏稠状流体，冷却时形成所需的成品形状。
与热固性塑料比较，热塑性塑料通常具有较高的耐冲击强度，容易加工，对复杂设计有较好的适应性。
图3-3 不同塑料的微结构，及制程中加热或冷却对于为结构的影响。
在热塑性塑料中，商用塑料占了90%，例如高密度聚乙烯（HPPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等。
然而，工程塑料诸如缩醛(acetal)、ABS、耐隆、聚碳酸脂(PC)等提供了高机械强度、较佳的耐热性、较高的冲击强度等改善性能，因此价格也比较昂贵。
实用上，经常会提及合金塑料和工程塑料等热塑性塑料的术语。
合金塑料指其构造由不同的单体或聚合体之物理混合(而非聚合)。
制造合金塑料的理由大都是要适应某种要求之物理性质、有利于价格及性能指数、改进加工之可能性这三种因素，例如PC/ABS和ABS/PV A。
而工程塑料是指在机械装置中取代其它金属材料用途之塑料，亦即使用为机械材料的塑料，属于高性能的塑料，一般具有较大的温度使用范围(–40℉~300℉)、高强度与高刚性、耐冲击性、低潜变性、耐磨损、优良的耐化学药品性及绝缘性。
热塑性塑料中又可以区分为不定形塑料和结晶性塑料，其结构与性质如表3-3。
表3-3不定形塑料与结晶性塑料的结构与性质之比较3-2-1 不定形聚合物在无应力作用下加热，不定形塑料熔胶之分子链杂乱地相互纠缠在一起，分子链仅以微弱的凡得瓦尔力维系。
不定形塑料维持这种纠缠杂乱的配向性而无视于状态的改变。
不定形塑料具有明确的玻璃转移温度和宽广的软化温度范围，没有明确的熔点。
当熔胶温度降低，不定形塑料开始呈现橡胶状态，当温度继续降低到玻璃转移温度以下，它将呈现玻璃状态。
不定形塑料的透明度高、耐热性中等、耐冲击性好、收缩量低。
充填模穴时，不定形塑料的分子链会沿着熔胶流动方向拉伸，分子链与冷模壁接触急冷而冻结；凝固层将塑件内层与模壁隔离，使塑件内层冷却速率较慢，有足够时间将分子链回复卷曲。
也就是说，表层的分子链有较好的配向性，较小的收缩量；内层的分子链较无配向性，收缩量较大。
所有的不定形塑料的线性收缩率(linear shrinkages)都很接近，所以考虑塑件尺寸时，同一塑件可以使用不同的不定形塑料取代，例如以ABS取代苯乙烯，以PC取代压克力，射出成形的尺寸应该会维持在相当精度以内，只是性质会有所变化。
3-2-2 （半）结晶性聚合物结晶性材料是不具有大侧基、旁枝或交联的聚合物，熔融的结晶性塑料黏滞性低，容易流动。
当冷却到熔点以下时，分子形成规则的晶体结构，使其流动性变差。
随着温度继续降低，其结晶度增加，强度也增加，透明度泽降低。
结晶程序停止于玻璃转移温度。
因为在正常的加工程序很难获得100%结晶，结晶性塑料通常呈现半结晶，它同时具有结晶与不定形两种相态，其结晶度则决定于聚合物的化学结构和成形条件。
（半）结晶性塑料就像冰块一样具有明确的熔点，玻璃转移温度则不明显，通常低于是温，抗化学性及耐热性佳、润滑性良好、吸湿性低、收缩率高。
半结晶性塑料具有相当大的线性收缩率，无法用以取代不定形的塑料的射出成形；否则，会造成尺寸精度上很大的问题。
3-2-3 液晶聚合物液晶聚合物在液态与固态都呈现高度规则的分子排列，如图3-3所示，其棒状的分子链形成平行数组。
液晶聚合物具有低黏度、低成形收缩率、抗化学性、高劲度，抗潜变，及整体尺寸稳定性等加工与性能的优势。
3-3 热固性塑料热固性塑料也称为热硬化塑料，于加热之初会软化，而后分子间产生化学键结，造成高度连联的网状结构，如图3-3所示。
热固性塑料与热塑性塑料的最大差异就在于交联程序，本质上，热固性塑料具有较好的机械强度、强高的使用温度和较佳的尺寸稳定性。
许多热固性塑料是工程塑料，并且因为交联程序而具有不定形结构。
在成形之前，热固性塑料和热塑性塑料一样具有链状结构。
在成形过程中，热固性塑料以热或化学聚合反应，形成交联结构。
一旦反应完全，聚合物分子键结形成三维的网状结构，这些交联的键结将会阻止分子链之间的滑动，结果，热固性塑料就变成了不熔化、不溶解的固体。
假如没有发生裂解，即使加了热也不能将它再软化或再加工。
热固性塑料的性质可以想象成煮熟的蛋，蛋黄从液体变成固体，却无法再转变为液体。
热固性塑料通常以液态的单体—聚合物混合料，或部份聚合的成形复合物贩卖。
从尚未固化的状态将热固性塑料注入模穴，于加压或未加压条件下，以加热或以化学混合物催化聚合以定形。
热固性塑料通常添加矿物质、石灰、玻纤等填充料或强化物质以增强性质，例如收缩量的控制、耐化学性、防震性、绝缘性、隔热性或降低成本。
其结构之网目愈细，耐热性和耐化学性也愈佳。
环氧树脂、酚醛树脂都是常见的热固性塑料。
热固性塑料经常应用于IC等产品。
表3-4提供了树脂供货商所建议的熔胶与模具之建议温度值。
