2011年7月11日

塑膠時代的必備常識

作者/黃景忠(就讀淡江大學化學系博士班)、陳幹男(任教淡江大學化學系)

市面上各種琳瑯滿目的材料,令人眼花撩亂的塑膠產品,尤其物美價廉且多樣化的用途,令人難以抗拒。人類文明的發展,從石器、銅器到鐵器時代,歷經數千年的演變,直到20 世紀中葉,似乎地球上的人類卻在短短幾十年內,就改變材料應用的習慣,情有獨鍾地愛上「塑膠」材料,其實我們早已不知不覺地邁入歷史空前的「塑膠時代」,這種人類重大且迅速的改變,主要起源於石油化學工業的發展。

千變萬化的高分子化學工藝

塑膠材料是化學工業的分工和整合的成果,首先從原油輕油裂解、分離、純化及製造各種單體原料的石化工業製程,再經由化學合成和材料加工技藝的推波助瀾,開發製造現今各種塑膠產品,不僅輕巧耐用,而且物美價廉,已經成為人類生活的一部分;人類應用塑膠材料產品的習慣程度,隨著生活水準的提高,更提升應用塑膠材料的要求,因此近年來地球上人類對於塑膠材料的需求量每年有增無減。

隨著高分子化學工藝的發展,陸續發明運用不同單體原料,製造多樣化合成高分子材料,如彈性體(Elastomer,俗稱橡膠)、纖維(Fiber)、塑膠(Plastics)等大類,每種高分子材料,各有獨特的性質;將兩種以上材料相互摻混加工,產生另有一種加乘性質的新材料,這是高分子化學工藝的奧妙,譬如: ABS 工程塑膠(Engineering plastics)、纖維補強塑膠(Fiber-reinforced plastics,簡稱FRP)和摻混複雜(如碳黑、白煙、塑化劑、安定劑、抗氧化劑、交聯劑等配方)的橡膠等,經過專業的加工程序,因應特殊性質和用途的需求。

至於泛用塑膠材料雖然單體原料簡單,但是千變萬化的聚合條件和單體原料組合,可以製造各種性質的類似材料,如聚乙烯(PE)多樣化的產品。雖然了解塑膠材料的來龍去脈,絕對是專業的範疇,但塑膠產品跟人類幾乎已到如人影隨行的地步,大家至少需要認識生活周邊塑膠產品的真面貌,這是現代人的基本常識。

了解生活中常用的塑膠材料
目前常用的塑膠材料種類,五花八門不勝枚舉;從國際生產塑膠總量統計前四名, 並以使用量排序: 第一、聚乙烯(Polyethylene ,簡稱PE),第二、聚丙烯(Polypropoylene ,簡稱PP),第三、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride ,簡稱PVC),第四、聚苯乙烯(Polystyrene ,簡稱PS)等四種塑膠,國際通稱泛用塑膠(Universal Plastics)。然而我國產量居世界前茅(第一或第二) 的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate ,簡稱PET),即是國內幾乎家家戶戶天天皆會使用的PET塑膠(寶特瓶或聚酯透明膜)和聚酯纖維。這五種塑膠分別是種具有高分子量(一萬或數萬單位以上)直線型的有機材料,且皆具有熱可塑性質, 故均稱「熱塑性塑膠」(Thermoplastics)。【更詳細的內容,請參閱第500期科學月刊】

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