塑料的化学基础:从聚合物到环境问题

塑料的化学构成与合成
塑料的化学构成是其性能和广泛应用的基础。作为合成高分子化合物,塑料主要由聚合物链和各种添加剂组成。聚合物链是由单一或多种单体通过聚合反应连接而成,决定了塑料的基本物理和化学性质。单体的选择、连接方式以及聚合条件都会影响塑料的最终特性。
聚合物链
聚合物链是塑料的主体结构,其构成元素主要为碳、氢,有时也包括氧、氮、硫等元素。最常见的塑料类型包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯等。这些塑料以不同的单体为起点,通过聚合反应形成聚合物,进而加工成各种塑料制品。
聚乙烯由乙烯单体聚合而成,这种材料具有良好的耐化学性和热封性,常用于食品包装和农业薄膜。聚丙烯由丙烯单体聚合,有较高的熔点和强度,适用于制造家电外壳、汽车零件等。聚氯乙烯由氯乙烯单体聚合,其化学稳定性高,常用于电线绝缘、建筑材料等。聚苯乙烯由苯乙烯单体聚合,由于其轻质和良好的绝缘性能,广泛应用于一次性餐具和泡沫包装。
添加剂
除了聚合物链,塑料中还包含一系列添加剂,它们在塑料生产过程中起着关键作用。
塑化剂 如邻苯二甲酸酯,用于提高聚氯乙烯等塑料的柔韧性。
稳定剂 如铅盐稳定剂,用于阻隔聚氯乙烯在紫外线下的降解。
抗氧化剂 如BHT,用于防止塑料在储存和使用过程中因氧化而变质。
阻燃剂 如多溴联苯醚,用于提高塑料的防火性能。
颜料和染料 赋予塑料颜色。
填充剂和增强剂 如碳酸钙、玻璃纤维,用于增强塑料的机械性能。

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本文刊登于《科学之友》2025年6期
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