化学与人类生活结课论文

高分子材料在生活中运用

刘怡 201201W3 20123649

摘要：以现代生活为背景，讨论在日常生活中常用的高分子材料，认识和探究化学与人类生活的关系，明确人类对化学在高分子材料方面的有效利用，是更好地驾驭生活，提高生活质量，实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。

关键字：高分子材料 橡胶 塑料 纤维

Polymer materials used in life

Abstract:We discuss macromolecular material we used in normal life .Understand and explore the relationship between the chemical and human life, specifically the effective use of human material in polymer chemistry, life is better manage and improve the quality of life and achieve important scientific and cultural basis for the sustainable development of human society.

Key words: macromolecular material rubber plastic fiber

人类在认识自然、走向文明进步的过程中，创造了大量新的物质。茫茫宇宙中浩瀚的物质世界，在化学家看来不过是千百万种化合物的存在与组合，而且是为数不多的几十种常见元素所组成。特别是从1828年第一个人工合成有机化合物尿素问世以来，越来越多的合成物质走上了化学的大舞台，扮演着重要的角色，与人类的日常生活密切相关。正是由于合成高分子具有天然高分子不可比拟的优

越性，从第一种合成高分子——酚醛树脂（1910年问世）的工业化生产至今的一个世纪中，高分子材料工业发展极为迅速，产量逐年增加。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。

1. 塑料 塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，俗称塑料(plastics)或树脂(resin)。可以自由改变成分及形体样式。由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。在日常生活中塑料制品比比皆是，从起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具，到工作学习时用的文具，休息时用的坐垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚带来光明的各种造型的灯具等，都可用塑料制作。

1.1聚乙烯

聚乙烯（polyethylene ，简称PE ）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。日常生活中使用的塑料茶杯、塑料碗、无聊水壶、食品包装袋等，都是用聚乙烯塑料制成的。目前聚乙烯塑料已成为世界上产量最大的塑料品种。

聚乙烯能耐低温，可在-100℃使用。它的缺点是机械强度较低，耐热性差，一般只能在80℃以下使用。

1.2聚录乙烯

聚氯乙烯，英文简称PVC （Polyvinyl chloride polymer = PVC 分子结构），是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。当树脂中不加或少加（10%以下）塑胶剂，得到的是硬质聚氯乙烯。硬质聚氯乙烯密度高、具有耐酸耐碱和耐腐蚀的优良性能，故常用作化工设备的管材以及建筑用板材，如地板、天花板等。当在树脂中加入较多的增塑剂时，便可制得软质聚氯乙烯，增塑剂加的越多，塑料越柔软。软质聚氯乙烯具有弹性，能耐折、耐光、耐水、耐氧化，故常用来制薄膜及电线包皮等。日常生活中的聚氯乙烯制品大多是软质聚氯乙烯，如用PVC 制作的人造革广泛用于服装、鞋类、皮箱、皮包等。

聚氯乙烯的缺点是软化点低，加热超过140℃时，会分解放出氯化氢。同时，聚氯乙烯塑料中加入的稳定剂和增塑剂也有毒性，所以不能用聚氯乙烯做的塑料袋装食品，以免中毒。

1.3有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）

有机玻璃 （methyl methacrylate）是一种通俗的名称，缩写为PMMA 。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物。是一种开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃分为无色透明，有色透明，珠光，压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力，有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性，力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美等优点有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。有机玻璃质轻、耐冲

击力强、不易碎裂，并且易于着色和加工成型，因此被大量用于制造飞机驾驶舱的玻璃罩，轮船和飞机驾驶室的挡风玻璃等。在生产有机玻璃时加入各种颜料、荧光粉、珍珠粉、便可的到处彩色、乳白、荧光或珠光等有机玻璃板材，在日常生活中用作照明灯具、广告招牌、防护罩及各种装饰品。

有机玻璃的缺点是耐热性差，易溶于丙酮、氯仿等有机溶剂，使用时要注意防火，不能与有机溶剂接触，便面硬度低，易起毛，生产成本较高。

1.4泡沫塑料

由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。此外，聚苯乙烯泡沫塑料由于质轻色白、耐油耐水，长期以来一直用作一次性餐具的原料，但它难以生物降解而导致了严重的“白色污染”，世界上许多国家已禁止使用聚苯乙烯泡沫塑料制品，我国也已明令禁用EPS 餐具，研制降解性塑料是新世纪化学工作者面临的一个重要课题。

2. 橡胶 橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶，高分子材料、硅橡胶、氟橡胶等等。

2.1丁腈橡胶

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物，丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称，其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶，此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性，但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差，而导电性动比较好。因而在橡胶工业中应用得广泛。丁腈橡胶的用途，主要应用于耐油制品，例如各种密封制品。其它还有作为PVC 改性剂及与PVC 并用做阻燃制品，与酚醛并用做结构胶粘剂，做抗静电好的橡胶制品等。

2.2顺丁橡胶

是丁二烯经溶液聚合制得的，顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性，还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎，少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能较差，抗湿滑性能不好。

2.3乙丙橡胶

乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑，制品价格较低，乙丙橡胶化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。

2.4氯丁橡胶

它是以氯丁二烯为主要原料，通过均聚或少量其它单体共聚而成的。如抗张

强度高，耐热、耐光、耐老化性能优良，耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性，其化学稳定性较高，耐水性良好。氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定。氯丁橡胶用途广泛，如用来制作运输皮带和传动带，电线、电缆的包皮材料，制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。

3. 纤维

1920年，德国的世涛丁格尔教授成功地剖析了天然纤维的结构，并指出在一定条件下，小分子可以聚合成纤维。他的研究成果为合成纤维时代的到来奠定了基础，因此他获得了诺贝尔奖。1939年，第一个用合成高分子化合物为原料纺成的纤维——合成纤维终于正式投入工业生产，这就是锦纶66（即尼龙66）。随后，腈纶、维纶、涤纶等一系列合成纤维都相继研究陈公公，并投入工业生产。

3.1锦纶

锦纶即尼龙，是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。锦纶的主要特点是耐磨性好，强度高，耐腐蚀，不怕虫蛀。锦纶的缺点是易于变形起皱，用锦纶做的衣服保型性差，弹性、手感、透气性和吸湿性都不好。

3.2涤纶

涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精邻苯二甲酸（PTA ）或对苯二甲酸二甲酯（DMT ）和乙二醇（EG ）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ），经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶的弹性及回弹率很高，因此特别挺括耐皱，保型性号，它的热稳定性也很高，耐磨性经次于锦纶，比棉花、羊毛高4-5倍，是一种比较理想的纺织材料。涤纶的主要缺点是吸水性小、易起静电，用它制作的衣着用品，易让人感到气闷不舒服，而且容易玷污，另外涤纶织物经摩擦易起毛结球。

3.3腈纶

腈纶即聚丙烯腈纤维。聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%（质量百分比）的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。常用的第二单体为非离子型单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等，第三单体为离子型单体如丙烯磺酸钠和2-亚甲基-1，4-丁二酸等。腈纶的缺点，就是耐磨性比其他合成纤维差，弹性不如羊毛，一般不适宜织袜子和手套。腈纶的耐碱性稍差，用稀碱处理时会变黄，用浓碱处理时会遭到破坏，所以在洗涤腈纶织品时，不要用碱性太大的肥皂或洗涤剂。

4. 结语

塑料、合成纤维及合成橡胶并称三大合成高分子材料，它们都是以小分子化合物为原料，确切的说是以石油、天然气、煤以及农副产品为原料，通过化学反应合成的高分子聚合物。合成高分子材料具有许多优良性能，如密度小、强度大、电绝缘性能好，耐热、耐寒、耐腐蚀、耐辐射、透明以及其他一些特殊功能。合成高分子材料的另一优点是原料供给丰富、适合现代生产、经济效益高，且不受地域、气候的限制，也不受自然灾害的影响。但同时，我们也不能用一味的使用高分子材料而忽略天然材料。

参考文献：

[1]《硅橡胶的合成与性能研究》 广州化工-2011年 第1期

[2]《化学与人类生活》周小力 中国电力出版社

[3]《高分子材料与工程专业科技外语阅读教学浅谈》 吉林化工学院学报 2013年 第2期 (2)