如今，大家對塑料材料并不陌生，塑料制品幾乎遍及生活每個角落：農(nóng)用塑料薄膜、板材等是大棚種植必不可少的工具；五顏六色的食品、衣物包裝袋，精致的禮品盒，輕便的塑料飯盒幾乎成了家中常備日用品；塑料制成的門窗材料、管道等建筑用品輕便耐用，車用塑料外表光滑美觀，還能減輕車身重量，降低能耗，在輕工業(yè)里，塑料制品也是公認(rèn)的寵兒……

可大家知道么，小小的塑料已經(jīng)有超過百年的進(jìn)化歷史了，最早的塑料還是為滿足貴族休閑娛樂，替代象牙制作臺球而誕生的，下面我們就來一起回顧一下塑料的發(fā)展史吧。

最初由來：“假象牙”賽璐珞

十八世紀(jì)末十九世紀(jì)初，打臺球成為了貴族的休閑愛好，但臺球需用象牙制作，原料稀缺，成本較高，無法滿足需求。美國一位熱愛化學(xué)實(shí)驗(yàn)的民間發(fā)明家海厄特在看到了象牙替代品的懸賞消息后，經(jīng)過多次試驗(yàn)，終于在1869年發(fā)現(xiàn)硝化纖維中加入樟腦所得物質(zhì)的柔韌度、硬度和脆性都很適合制作臺球，并將其命名為“賽璐珞”（Celluloid?Nitrate），這是人類歷史上最早出現(xiàn)的合成塑料，由于其最初為代替象牙而出現(xiàn)，在民間也被稱作“假象牙”。

賽璐珞學(xué)名為硝化纖維塑料，是最早的商用合成塑料，其主要成分是纖維素硝酸酯和樟腦等。該種材料著色、耐水耐油性能良好，表面光滑美觀，在梳子等飾品、玩具、乒乓球和鋼筆制作上得到了廣泛應(yīng)用。

賽璐珞制的玳瑁鋼筆

但這種材料有一種致命的缺點(diǎn)——易燃，且燃燒后可能產(chǎn)生有害物質(zhì)。硝化纖維素是纖維素與硝酸酯化的產(chǎn)物，根據(jù)纖維素分子中羥基酯化程度的不同，會生成含氮量不同的硝化纖維素。硝化纖維素燃點(diǎn)極低，易與多種氧化劑發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，引起燃燒、爆炸甚至火災(zāi)，且產(chǎn)物中有二氧化氮等有毒氣體。

由于賽璐珞使用時太危險，歷史上還曾發(fā)生過電影膠片燃燒的案例，因此這種材料漸漸淡出了人們的視線，少量使用的往往也經(jīng)過改良，而塑料的發(fā)展卻遠(yuǎn)沒有止步于此。1907年美國化學(xué)家貝克蘭實(shí)現(xiàn)了人工合成高分子酚醛樹脂，從此拉開了人類應(yīng)用合成高分子塑料材料的序幕。

硝化纖維素分子結(jié)構(gòu)

當(dāng)前主要應(yīng)用：高分子合成塑料

當(dāng)前的塑料多以高分子樹脂為主要材料，再添加潤滑劑和增色劑等物質(zhì)合成。最常見的合成塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）和聚酰胺（PA）等，它們根據(jù)各自理化性質(zhì)的不同應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）在工業(yè)中屬于產(chǎn)量最高的塑料品種。前二者分別由乙烯和丙烯聚合得到，化學(xué)性能較穩(wěn)定，常溫條件不易腐蝕，無毒；介電損耗低、介電強(qiáng)度大，可用作絕緣材料；質(zhì)地較為柔軟，抗沖擊性較強(qiáng)。聚乙烯常被制成薄管、塑料桶和衣架等；聚丙烯在車用及建筑用塑料零部件上應(yīng)用廣泛。而聚氯乙烯是由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成。防火耐熱性能良好，被廣泛用于電線和光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、兒童玩具、門簾、卷門、輔助醫(yī)療用品、手套、食物保鮮紙和時裝等。

聚乙烯塑料薄管

聚氯乙烯薄膜

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）俗稱滌綸，在高溫高頻下仍保持較好電絕緣性電性和熱穩(wěn)定性，力學(xué)性能好，耐折耐摩擦，多被制成錄音錄像用薄膜和飲料包裝瓶等。此外，滌綸纖維模量較低，抗皺性和保持性較好，不容易粘毛，常被用于制作衣物。

聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的飲料瓶

滌綸面料

聚苯乙烯（PS）熔融時熱穩(wěn)定性和流動性很好，易成型加工，適合大量生產(chǎn)，發(fā)泡成型后多用于保溫隔熱和防震制品，如泡沫材料和一次性快餐盒等。但聚苯乙烯耐氧化性較差，十分易燃，且燃燒后會產(chǎn)生大量有毒氣體。

聚苯乙烯制成的一次性餐盒

盡管前面提到的多種塑料都可以用作制作餐具，但只有聚丙烯（PP）材質(zhì)的餐盒可以放到微波爐加熱。對苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成的塑料瓶在70℃以上就很容易變形，只能用來裝常溫礦泉水和飲料；聚苯乙烯（PS）在100℃以上的溫度加熱時容易分解出對人體有害的物質(zhì)，不能放入微波爐中，以免釋放有害物質(zhì)。而聚丙烯塑料（PP）無毒無味，可使用溫度范圍約在-20℃-120℃，分子結(jié)晶度較高，一般在150℃以上才開始軟化，熔點(diǎn)高達(dá)167℃，是最耐熱的塑料材料，且不易分解，不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，可安全加熱。

擁有可安全加熱PP5標(biāo)志的聚丙烯餐盒

聚酰胺（PA）俗稱尼龍，是重要的工程材料，它的綜合應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛，包括化工航空等重工業(yè)領(lǐng)域和衣物魚線繩索等輕工業(yè)領(lǐng)域。聚酰胺最突出的特點(diǎn)是其超高的耐磨性和強(qiáng)度，比棉花和羊毛高出數(shù)十倍，因此被大量用于制造纜繩和工業(yè)用布等。

聚酰胺尼龍繩

3

未來發(fā)展方向：新型降解塑料

作為應(yīng)用最廣泛的高分子材料，塑料給人類的生活帶來了不少便利，但卻有一個致命的缺點(diǎn)：難降解。有些塑料制品由于沒有得到很好的回收處理，可能沉積在土壤中，數(shù)十年不能分解，還會產(chǎn)生有害物質(zhì)；有些塑料垃圾流入大海，造成海洋的污染，影響海洋生物的生存。為了解決這個挑戰(zhàn)，科學(xué)家們正在致力于研究新型可降解塑料，其性能在保存期內(nèi)不變，使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)。

降解塑料主要有光降解和生物降解兩大類。光降解塑料是通過在塑料聚合物中加入光敏感基團(tuán)或化學(xué)助劑，加速光氧化反應(yīng)的過程，使塑料制品能更快降解。生物降解塑料目前正處于研制發(fā)展階段，在市場應(yīng)用較廣泛的有淀粉基生物降解塑料，它將淀粉改性塑化后與聚合物混合，功能與傳統(tǒng)塑料類似，但由于淀粉的存在，微生物酶等可在材料降解時發(fā)揮作用，加快降解速度，并減少有害產(chǎn)物含量。除淀粉外，微生物也是生物降解塑料研究的重點(diǎn)，將微生物和塑料制品放在一起，在一定條件下，通過微生物的生命活動，可將塑料分解成甲烷、水和二氧化碳等對環(huán)境無毒害的物質(zhì)，但由于成本和技術(shù)等問題，該類降解塑料的市場投入度并不高。

可降解塑料購物袋

在可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念引導(dǎo)下，可降解塑料是塑料行業(yè)未來的發(fā)展方向，根據(jù)國家要求，海南等多省已發(fā)布禁塑名錄，對不可使用的非可降解塑料材料進(jìn)行了列示。

日常生活中我們也應(yīng)該盡量減少一次性餐具和塑料袋等物品的使用頻率，盡量使用布袋或可降解制品，提高塑料材料的重復(fù)利用率，減少回收壓力和對環(huán)境的破壞。

審核專家：孫亞飛

清華大學(xué)化學(xué)博士

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