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聚合物之一般性质与分类

时间:2011-03-11 17:00:58    下载该word文档

塑料由于不易在自然情况下分解,常被称为千年公害。有些被人随意丢弃在路边,造成景观的破坏;有些被人露天燃烧,造成空气的污染。塑料的回收工作是当务之急。

    塑料种类很多,一般并不易分辨。因而在容器上标明号码,就是方便用户做回收分类之用。如美国塑料工业协会(SPI)提倡一种顺时针三角形的号码标识(如图 ),在塑料回收的三角图形中有17的阿拉伯数字,显示塑料材质。不过目前国内只有1号中的保特瓶和6号中的保丽龙餐具在做回收。

保鲜膜

虽然保鲜膜的特性:(1)水蒸气不容易穿透保鲜膜,因此食物如果以保鲜膜包裹,比较不会因水分散失而干燥变硬。2)高温时会熔化3)不溶于水但容易溶于丙酮等有机溶剂;而且只要轻轻一撕,就能为料理食物带来极大的便利,只是愈来愈多的研究发现,便利之下所带来的代价可能超乎你我的想象唷……。为了全家人的健康,千万不可用保鲜膜包着食物,进微波炉加热烹煮!因为有些塑料膜含有干扰内分泌的物质,会扰乱人体内的荷尔蒙,引起妇女乳癌、新生儿先天缺陷、男性精虫数减低,甚至精神疾病。

        根据《纽约时报》的报导,美国的环保署已开始过滤几千种化学物质,试图把可能会造成内分泌失调的凶手找出来,再进一步深入研究。荷尔蒙随血液运送到人体各部,牵制人体新陈代谢、生长、生育等功能,过多时会扳动破坏已调整好的内分泌系统。最有名的人造荷尔蒙包括戴奥辛、DDT杀虫剂及多氯联苯。 动物实验证明有害数据显示,有些聚氯乙烯塑料包装产品,含有 di-(2-ethylhexyl)adipate,简称为DEHA的一种塑化剂以增加保鲜膜的附着力,但会渗入食 物,尤其是高脂肪的食物。美国消费者联盟最近测试封装奶酪,发现19种产品当中,7种被生鲜超市包装在保鲜膜内的奶酪,含有高量DEHA,每百万个单位含 51270个单位,平均为153单位,远超过安全范围。欧洲共同市场国家所规定的容许范围,是每百万个单位最多只能含18单位。

在塑料保鲜膜还在广泛使用的此时,身为消费者也可采取自保之道:

  一回家就把肉、奶酪等食物从保鲜膜类的塑料包装取出,放在其他塑料袋或容器中。也把肉、奶酪的表层削下来丢弃。

■如果可能的话,跟肉贩买肉,并且请他用纸、或自备纸来包肉。

■食物装在陶瓷碗内,如果上面附盖塑料制品,别碰到食物。

■用微波炉烹调或加热时,绝对不让食物碰到任何塑料膜。即使是塑料业者,也同意这点。

保利纶

保利纶,学名聚苯乙烯,一般俗称保丽龙

       它是在1920年由史托丁格利用苯乙烯(styrene)为单体聚合而成的聚苯乙烯(polystyrenePS)。我们日常用品中的免洗餐具就是保丽龙;而另外像冰淇淋蛋糕盒,以及家电产品装箱时的缓冲垫等,也都是保丽龙之一种,因为使用上之原因,它不能像免洗餐具一样不堪一击;这种强度大增的保丽龙,即是除了苯乙烯外,又加入了丁烯或丙烯共同聚合而成。

       保丽龙确实替人们带来了非常便利的生活,但在使用上,安全通常不能直接和方便画上等号。由苯乙烯聚合而成的聚苯乙烯(保丽龙) ,本身不具有毒性,故理论上即使因盛装热食而软化,都应不会被人体因误食经消化、吸收而导致伤害。但很不幸地,其单体分子苯乙烯却具有毒性,它会抑制中枢神经系统而导致心律不整,甚至损害肝脏及肾脏。若以白老鼠做实验,苯乙烯的口服毒性LD50(半数致死剂量)为0.66公克 / 公斤;即是若有一百只健康的白老鼠,当喂食的苯乙烯量与牠们的体重比到达0.66公克 / 公斤时,将有五十只的白老鼠将魂归西天。

        一般而言,当LD50到达五十毫克 / 公斤时,已被毒物学者认为有高度毒性。所以别看保丽龙一副很纯洁的样子,其实在制造过程中,若聚合反应未达100%,都会残留有苯乙烯单体,在使用时都可能会释出而造成毒害。目前常用的免洗餐具及生鲜包装用的保丽龙,即必须符合食品卫生标准,不准超出1000ppm。所以只要符合标准,且除了柑橘类果汁、酸梅汁、柠檬汁、酸辣汤等外,盛装100以下的食品,或避免放进微波炉中加热,都应无安全上的顾虑。

        绝大多数的人都无法清楚分辨自己使用的免洗杯是何种材质所制,在此提供你一个简单的检测方法;由于保丽龙一遇火便冒大烟,只要点火测试便知。此外,摔不破的美耐皿塑料碗盘,是热融树脂制成,制程中必须加入有毒物质甲醛,也可能在使用过程中释出。所以建议你,购买美耐皿餐具买来后,先放在热水中煮沸三分钟,让甲醛分解成二氧化碳和水,便可放心使用。

      word/media/image5.gif保丽龙的 一般性质及用途

 

聚合物之一般性质与分类

一、聚合物:

1.    聚合物(Polymer)

(1)     意义:由很多小分子单元重复链接而成的巨分子称为聚合物

(2)     形成:单体 单体单元 聚合物
(构成聚合物之小分子) (小分子存在于聚合物中的部份)

2.    存在

(1)     天然聚合物

动物中:蛋白质、核酸(DNARNA)

植物中:淀粉、纤维素、橡胶

(2)     合成聚合物

耐纶(织物材料)

聚氯二烯(橡胶材料)

聚硅氧(高温弯浴油,浴缸塞隙剂)

聚氯乙烯 (PVC) (地板、塑料、雨衣材料)

聚乙烯 (PE) :塑料袋、玩具、涂料

聚丙烯 (PP) :塑料瓶

聚苯乙烯 (PS) :聚苯乙烯泡沫(保丽龙)

聚四氟乙烯 (特夫纶、铁氟龙) :不黏锅的涂膜、绝缘体

聚乙烯对苯二甲酸酯 (PET) :保特瓶,目前是容器的主流

酚甲醛树脂 (雷木) :电器的插头、绝缘材料

三聚氰铵甲醛树脂 (泡绵) :沙发的填充料

聚合物的分子非常大,分子量由1000起,高可达百万以上

3.    单体(momomer):构成聚合物的小分子称为单体

(1)     加成聚合的单体:具有不饱和键

word/media/image6_1.png

word/media/image7_1.png

(2)     缩合聚合的单体:具有可失去H2OHX型之官能基

聚酯:酸之衍生与R-OH官能基

聚酰胺:酸之衍生物与NH3或胺类之官能基

聚醚:具有R-OH之分子间脱水

4.    单体单元(monomeric unit):小分子存于聚合物中的部份称为单体单元

(1)     同元聚合物:只有一种单体的聚合物称为同元聚合物,如聚乙烯 

(2)     共聚物:若单体单元为两种或多种的聚合物,称为共聚物,如耐纶

 

二、聚合物之一般性质

1.    平均分子量
聚合物通常是不同数目单体组成之分子混合物,很难形成晶体,聚合物之分子量是指平均分子量

2.    分子量大机械强度高
分子量极大,故分子间有很强的吸引力,因此具有适当的机械强度、硬度、挠曲性、弹性、延伸性等性质,故可加工成纤维状及皮膜状等实用制品

3.    有侧链:很多聚合物分子具有侧链,会影响其分子分子排列的整齐性,因此影响比重、机械性质等

4.    官能基化性不变
在聚合物链上所接的官能基保有此官能基原有之化性。例如:羟基会发生酯化;芳环会发生磺酸化等。在链上附挂的官能基的活性会受到邻近官能基的影响,有的增强,有的减弱,完全根据两者性质而定

 

三、聚合物的分类

1.    依来源分

(1)     有机物

天然聚合物:纤维素、淀粉、蛋白质、核酸、天然橡胶

合成聚合物:聚乙烯、耐纶、达克纶、电木、聚硅氧

(2)     无机物:石英、石棉、云母、石墨等

天然聚合物大部分存在于生物体中,而且是生命所必须的
这些天然聚合物有的是重要营养素,例如蛋白质、淀粉;有的是可应用于日常用品,例如橡胶、纤维素;有的在生物体内能支配我们的遗传,例如核酸;例如淀粉存在于植物中,分子量依来源不同,大约由数万到数百万,是由很多葡萄糖分子组成的聚合物。淀粉在酸性溶液中,能水解生成葡萄糖,其过程如下:

合成聚合物通常为高分子量有机化合物,其结构较天然聚合物简单,通常最多含两个不同单元。如耐纶、PVC、新平橡胶等

 2.    依聚合方式来分

(1)     加成聚合(addition polymerization)不饱和有机物之单体

单体间之聚合反应时,无小分子放出者,称为加成聚合

加成聚合物:其单体常为不饱和的有机化合物,所得之聚合物称之
如:乙烯聚合而成的聚乙烯
如:四氟乙烯聚合而成之特夫纶 

(2)     缩合聚合(condensation polymerization)

单体聚合时,失去一个小分子,如水或HX,称缩合反应。所成之聚合物,称为缩合聚合物

缩合聚合之单体皆多为官能基化合物,所以缩合聚合物必是以多官能基为单体之聚合物
如:乙二醇与对苯二甲酸缩合而成之聚酯,达克纶

 

3.    依单体种类

(1)     同聚合物(homopolyer):聚合物所含单体单元完全相同者(亦称:同元聚合物)。如:聚乙烯(PV)、聚氯乙烯(PVC)

(2)     共聚合物(copolymer):聚合物含有两种或两种以上的单体单元者。如聚酯、聚酰胺

4. 依聚合的结构方式来分

聚合物均由许多小单元连接构成,有的成为很长的链状,也有由链状构成网状,比较如下:

(1)链状聚合物(热塑性聚合物):单元连接成链状,通常加热后就熔化,有可塑性,冷却后就变硬成形,可重复使用。例如保特瓶、耐纶、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC

word/media/image9.gif

(2)网状聚合物(热固性聚合物)单元连接成网状,在高温时仍然不被熔化亦不变形,这种聚合物可耐高温,可惜不能回收再用,而造成环保问题。例如:尿素甲醛树脂、酚甲醛树脂(俗称电木)、废轮胎

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示范主题:杯子消失了---有机溶剂溶解聚合物

简介

示范步骤

溶液和器材

原理和概念

教学提示

问题和参考答案

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