【化工科普11】庞大的塑料家族,了解前世今生后来时
世界三大合成材料:合成树脂、合成橡胶和合成纤维,而合成树脂是产量和消费量最高的合成材料。我们之前已经介绍过了合成纤维和合成橡胶,这次我们来讲讲日常生活中无处不在的合成树脂,它就是塑料的主要成分。
天然树脂和合成树脂
树脂有天然树脂和合成树脂之分,天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质,如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物,如酚醛树脂、聚氯乙烯树脂等。
虫胶是紫胶虫分泌在树上的沉积物,是天然树脂的一种。由虫胶制成的虫胶漆,是很好的木材防腐剂,但天然产量很低,人们不得不寻找新的廉价代用品。
1907年,比利时科学家贝克兰,在制作能代替天然树脂的绝缘漆时,利用苯酚与甲醛模压制成了酚醛塑料,这是世界上第一种人工合成的塑料,贝克兰将它用自己的名字命名为“贝克莱特”(Bakelite),就是人们熟知的“电木”、“胶木”。当时人们把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。
酚醛树脂是以煤焦油为原粒的,随着石油化工的发展,聚合型合成树脂崭露头角,产量最多的四类分别是:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)。
到今天,合成树脂再加上添加剂,通过各种成型方法即得到塑料制品,塑料的品种有几十种,世界年产量在1.2亿吨左右,我国也在500万吨以上,它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。
塑料包装上的数字
在日常生活中,我们会遇到各种各样的塑料包装,一般在底部有着不同的标识,这就是他们的“身份证”。
三角形里边有1~7数字,每个编号代表一种塑料材质,而外围的三个首尾相接的箭头则表示产品为可回收设计。
需要注意的是,7种塑料型号是为了方便消费者明白包装的使用途径、材料构成,也为回收工作提供明确的分类标准,并不是代表着食品安全的等级。
未来出路:可降解塑料
塑料虽然方便实用,但大约需要400多年才能完全降解,对野生动物、自然环境、我们人类造成极大影响。
2020年7月,国家发改委等九部委联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》,该《通知》更是被称为史上最严“限塑令”。《通知》明确提出,自2021年1月1日起,将禁用不可降解塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等,同时在具体领域也推出了《农用薄膜管理办法》等细分行业的对应办法。
可降解塑料根据原料不同,可分为生物基和石油基两类。
在生物基中,由聚乳酸(PLA)制成的塑料是其中的佼佼者,它具有与聚丙烯相似的力学性能,具有良好的性质,在很多地方可以完全代替PS(聚苯乙烯)和PET(聚对苯二甲酸乙二酯),能广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
而聚丁二酸丁二酯(PBS)是发展最早的石油基可降解塑料,其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平。后续衍生的聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)则已经实现低成本大规模生产,是目前我国产量最大的可降解塑料。PBAT及其复合材料能被生物几乎完全降解,具有很高的断裂延伸性和很强的韧性。
但阻碍可降解塑料推广的主要原因来自于成本太高,传统塑料吸管的采购成本每根在0.05元,纸吸管在0.07元,而PLA吸管,每根要0.12元,是传统塑料吸管价格的两倍。同时PLA吸管还存在保质期短、性能下降和报废率高的问题。
即便如此,可降解塑料仍然是未来发展的趋势,我们不希望曾经为人类“点石成金”的塑料,成为贻害自己的元凶。
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