塑料是指以天然或合成的高分子化合物（合成树脂）为主要组分，并加入某些添加剂而制成的高分子材料。塑料在一定的温度和压力下，能塑造出各种形状的制品。它具有质量轻、耐磨、吸振、耐腐蚀、绝缘、可以着色、易于加工成形等优点。
1.塑料的组成
塑料的主要成分是合成树脂。
（1）合成树脂
合成树脂是指用煤、石油和天然气中提炼出来的小分子化合物合成的高分子化合物，其相对分子质量可高达几万、几十万甚至上百万。合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40%～100%。由于含量大，而且树脂种类、性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、胶黏剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。塑料的名称大多是以合成树脂的名称来命名的。合成树脂的种类很多，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯和聚苯乙烯等。
图2-1-1 丰富的塑料制品
（2）添加剂
大多数塑料都在合成树脂中加入添加剂，以改善塑料的性能。添加剂的种类有很多，按其改善性能的目的不同，主要有填充剂、增塑剂、稳定剂、固化剂、抗静电剂、润滑剂、助燃剂和着色剂等。
■资料卡片
增塑剂的毒性
增塑剂是用来提高聚合物的可塑性和塑料制品的柔韧性而加入的有机化合物，如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。但是，大白鼠实验表明，这些增塑剂可引起鼠胎畸形与肝脏癌细胞增殖。邻苯二甲酸二丁酯可引起人的中毒性肾炎、神经炎等，所以不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜等作食品包装材料。
①填充剂
填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类，有机填料有木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，无机填料有玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。填充剂在塑料中的含量一般控制在40%以下。
②增塑剂
增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂（用量＜10%），则得硬质聚氯乙烯塑料。
③稳定剂
为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。稳定剂的用量一般为塑料的0.3%～0.5%。
④固化剂
又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制树脂固化反应的物质或混合物。
⑤抗静电剂
塑料是良好的绝缘体，所以很容易带静电，而抗静电剂可以赋予塑料以轻度至中等的电导性，从而可防止制品上静电荷的积聚。
⑥着色剂
着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。
⑦润滑剂
润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。
⑧抗氧剂
防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化，而使塑料变黄、开裂等。
2.塑料主要特性
①大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。
3.塑料的种类
（1）根据使用特性分类
根据各种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
①通用塑料
一般是指产量大、用途广、价格便宜的塑料，用于制造日常用品、农用品等。通用塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物（ABS）。
图2-1-2 聚乙烯塑料制品
a.聚乙烯
常用聚乙烯可分为低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）。三者当中，HDPE有较好的热性能、电性能和机械性能，而LDPE和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等，而HDPE的用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域。
b.聚丙烯
相对来说，聚丙烯的品种更多，用途也比较复杂，领域繁多，品种主要有均聚聚丙烯（HOMOPP），嵌段共聚聚丙烯（COPP）和无规共聚聚丙烯（RAPP），根据用途的不同，均聚主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域，共聚聚丙烯主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等，无规聚丙烯主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。
图2-1-3 聚氯乙烯塑料制品
c.聚氯乙烯
由于其成本低廉，产品具有自阻燃的特性，故在建筑领域里用途广泛，尤其是下水道管材、塑钢门窗、板材、人造皮革等用途最为广泛。
d.聚苯乙烯
作为一种透明的原材料，在有透明需求的情况下，用途广泛，如汽车灯罩、日用透明件、透明杯、罐等。
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图2-1-4 聚苯乙烯塑料制品
e.ABS
是一种用途广泛的工程塑料，具有杰出的物理机械和热性能，广泛应用于家用电器、面板、面罩、组合件、配件等，尤其是家用电器，如洗衣机、空调、冰箱、电扇等，用量十分庞大，另外在塑料改性方面，用途也很广。
②工程塑料
一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高温、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。
通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。
特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树脂等。非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）等。
③特种塑料
一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅，具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用；增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。
a.增强塑料
增强塑料原料在外形上可分为粒状（如钙塑增强塑料）、纤维状（如玻璃纤维或玻璃布增强塑料）、片状（如云母增强塑料）三种。按材质可分为布基增强塑料（如碎布增强或石棉增强塑料）、无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纤维增强塑料（如碳纤维增强塑料）三种。
b.泡沫塑料
泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生变形，应力解除后不能恢复原状；软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，残余变形较小；半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质与软质泡沫塑料之间。
■科学探究
食品用塑料制品的“身份证”
可用于接触食品的塑料并不多，根据规定，食品用塑料盒的底部均应该有“身份证”，即编号——分别是1至7，各代表一种塑料制品。
1号：聚乙烯（PE），由乙烯聚合而成。常用作矿泉水瓶、可乐饮料瓶、果汁瓶等。因它只可耐热70℃，所以只适合装冷饮和暖饮，若装高温液体或加热则会变形。
2号：高密度聚乙烯（HDPE），适宜于装食品及药品的瓶、装清洁用品和沐浴产品、购物袋、垃圾桶。
3号：聚氯乙烯（PVC），由氯乙烯聚合而成。高温及与油脂接触聚氯乙烯塑料容易释放出邻苯二甲酸酯及未完全聚合的有毒氯乙烯单体。用聚氯乙烯制成的保鲜膜透明性好，不易破裂，黏附性强，价格低，我们在超市、大卖场看到的盒上粘得很牢的薄膜就是它。根据其特性，它只适用于蔬菜、水果的冷藏保鲜，不宜放肉类、蛋糕等含有较多脂肪的食品，也不宜用作微波炉加热。
4号：低密度聚乙烯（LDPE）塑料薄膜及保鲜膜，对水阻隔性能良好，所以只做牛奶盒、饮料盒等包装盒都用它作为内贴膜。因低密度聚乙烯保鲜膜超过110℃会出现热溶，所以若使用该保鲜膜包裹食品加热，食品中的油脂会将保鲜膜中的某些成分融解出来。因此，进微波炉之前需先将保鲜膜除掉，至少不能让食品直接接触保鲜膜。低密度聚乙烯本身不能降解，现今的“限塑令”主要限制的就是它。
5号：聚丙烯（PP），由丙烯聚合而成，透明度比聚乙烯好，比聚乙烯硬，饭店里打包用的盒子大多是它，做成的塑料盒可以放进微波炉加热。
6号：聚苯乙烯（PS），由苯乙烯聚合而成，常用作于碗装方便面盒、快餐盒。它耐热又耐寒，但是温度太高会释放有害物质，所以不要把碗装方便面放进微波炉中加热，并尽量不要用它来装滚烫的食物。同时也不能盛放强酸性（如果汁）和强碱性物质，否则会释放苯乙烯及辅助材料。
7号：聚碳酸酯（PC），它是用双酚A与碳酸二苯酯为原料合成，具有优良的冲击韧性和机械强度，且透明度很好，所以被誉为“透明金属”。常用于制造水壶、水杯、奶瓶等。在制作PC过程中，原料双酚A应该完全成为塑料结构成分。双酚A是内分泌干扰物，对发育中的胎儿及小孩特别有害，可能会引起流产、先天性智力障碍及婴幼儿的智力发育迟钝。因此使用中应格外小心，包括聚碳酸酯制成的奶瓶，以免对婴儿的性发育造成危害。
（2）按理化特性分类
根据各种塑料不同的理化特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。
①热塑性塑料
热塑性塑料（Thermo Plastics）指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化（液态←→固态），是所谓的物理变化。通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。
热塑性塑料受热时变软，冷却时变硬，能反复软化和硬化并保持一定的形状；可溶于一定的溶剂，具有可熔可溶的性质。热塑性塑料具有优良的电绝缘性，特别是聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）都具有极低的介电常数和介质损耗，宜于作高频和高电压绝缘材料。热塑性塑料易于成型加工，但耐热性较低，易于蠕变，其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂、湿度而变化。
②热固性塑料
热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。
热固性塑料具有耐热性高、受热不易变形等优点。缺点是机械强度一般不高，但可以通过添加填料，制成层压材料或模压材料来提高其机械强度。可根据不同用途和要求，加入各种填料和添加剂。如要求高绝缘性能的品种，可采用云母或玻璃纤维为填料；如要耐热的品种，可采用石棉或其他耐热填料；如要求抗震的品种，可采用各种适当的纤维或橡胶为填料及一些增韧剂以制成高韧性材料。
4.塑料对于机械发展的影响
塑料的庞大市场为塑料机械工业的发展起到了推动作用。塑料机械工业应用范围十分广泛，包括包装、农业、建筑、汽车等多个领域。随着国内石油化学工业的不断发展，我国塑料机械工业逐渐形成了一个独立的工业部门，并且初具规模。
我国塑料机械工业发展十分快速，基本上实现了跨越式的发展，产业规模也在不断地扩大。尤其是那些科技含量高、性能好、价格相对比较适中的特大型、精密、专用注塑机，低温、大功率型单螺杆挤出机，用于生产高阻渗性和耐热性包装材料等的多层共挤吹塑机，生产工业制件（汽车配件等）吹塑机械等，都具有很好的发展前景。
现如今市场对塑料产品的需求及消费发生了很大的变化，但塑料机械依然各大厂家和广大消费者目前最为关注的。目前我国塑料机械行业自主创新能力比较薄弱，高档与个性化专用品种的产品种类很少，行业集中度还比较低。但塑料加工行业拥有良好的发展前景，这为我国塑料机械制造工业高速发展起到了很大的推动作用，我国塑料机械行业发展潜力后劲十足。
中国塑料工业经过长期的奋斗和面向全球的开放，已形成门类较齐全的工业体系，成为与钢材、水泥、木材并驾齐驱的基础材料产业，作为一种新型材料，其使用领域已远远超越上述三种材料进入21世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，近几年增长速度一直保持在10%以上，在保持较快发展速度的同时，经济效益也有新的提高。塑料制品行业规模以上企业产值总额在轻工19个主要行业中位居第三，实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了中国塑料工业强劲的发展势头。
塑料工业的迅猛发展，也带来了废弃塑料及垃圾废塑料引起的一系列社会问题。塑料制品的应用已深入到社会的每个角落，从工业生产到衣食住行，塑料制品无处不在。人们开始发现，塑料垃圾已经悄悄地向我们涌来，严重影响着我们的身体健康和生活环境，如一些农用土地因废弃地膜的影响而开始减产，废塑料引发的“白色污染”开始让人们头痛，不腐烂不分解的餐盒无法有效回收，生活用塑料垃圾无从下手处理。塑料废弃物剧增及由此引起的社会和环境问题摆在了人们面前，摆在了全世界人们生活生存的地方。
■科学视野
智能塑料
智能塑料经过多年的发展，技术已经开始成熟。业内人士指出，智能塑料有望在未来10年内开始大规模生产。不同的智能塑料具有不同的特点，例如聚氨酯硬质泡沫塑料在受热后可变形。
图2-1-5 可自我塑形的智能塑料
比利时设计师卡尔-德斯梅特发明了一种自组装家具，只要接通电源加热，它就能像爆米花一样，膨胀成任何你想要的形状。如果你对最终出现的椅子或者是桌子的设计不满，只要通过软件就能重新给它塑形。这或许预示着宜家平装家具的终结。
该技术由德斯梅特开发，它有望在未来10年内进行大规模生产。这种家具由形状记忆聚氨酯制成，通过70℃高温加热，它能从体积不足最终体积的5%膨胀到最终大小。如果最终产品出现破损，可以重新熔化，并在几分钟内形成新物件，破损也将自动愈合。
目前，我国涉及智能塑料的研究较少，然而我国作为塑料产业大国，未来国内智能塑料的市场潜力也非常大。美、日专家已经提出能够感知和接受外部环境的信息的智能塑料材料，甚至有美国专家提出在光的作用下可自行修复的智能塑料，可用于各种现有的塑料应用，如袋子、储物柜等。
国内目前发展的重点是工业材料智能化，如比钢铁还坚固的塑料等。在《新材料产业“十二五”发展规划》中，塑料机械创新成为国家重点扶持项目。随着我国塑料制品加工业的进一步成熟，对于我国智能塑料产业发展也将提速。中国化工网悬赏塑料顾问专注行业中高级招聘职位，并悬赏奖励能提供有效信息的朋友。
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