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塑料科学

定义

塑料是合成或天然存在的一组材料，其可以在柔软时形成，然后硬化以保持给定的形状。塑料是聚合物。聚合物是由许多重复单元制成的物质。聚合物这个词 来自两个希腊词： poly，many many，and meros， means parts or units。聚合物可以被认为是链，其中每个连接是“ mer ”或 单体(单一单元)。链条通过连接或聚合至少1,000个链接在一起而制成 。可以通过使用纸夹制造链或通过将许多纸条连接在一起形成纸花环来证明聚合。

例子

天然存在的聚合物包括焦油，虫胶，玳瑁，动物角，纤维素，琥珀和来自树汁的胶乳。合成聚合物包括聚乙烯(用于塑料袋); 聚苯乙烯(用于制造泡沫聚苯乙烯杯); 聚丙烯(用于纤维和瓶子); 聚氯乙烯(用于食品包装，瓶子和排水管); 和聚四氟乙烯，或特氟隆(用于不粘表面)。虽然许多聚合物是仅含有碳和氢的烃，但是其它聚合物也可以含有氧，氯，氟，氮，硅，磷和硫。

天然聚合物如纤维素和胶乳在19世纪首次被化学改性以形成赛璐id和硫化橡胶。第一种完全合成的聚合物，酚醛塑料，在1907年产生的第一半合成纤维，人造丝，从纤维素在1911年开发的。然而，它不是直到引起二次大战全局中断，当胶乳，羊毛的天然来源，丝绸等材料难以获得，合成材料大量生产。轮胎需要合成橡胶，需要尼龙作为降落伞的丝绸替代品。今天，塑料形式的合成聚合物广泛应用，塑料工业是美国和全球增长最快的行业之一。该行业每年在美国生产约150公斤聚合物。

结构体

单体可以以两种方式化学连接在一起：加成聚合或缩聚。加成聚合有三个基本步骤：起始，传播和终止。在这种类型的聚合中，单体通过在链中加入最后一个“mer”的末端来连接，就像制成链节链一样。聚乙烯，聚苯乙烯和丙烯酸是通过加成聚合形成的塑料的实例。这些聚合物本质上通常是热塑性的：它们可以被加热并变软，然后冷却时硬化。它们易于加工，再加工或回收利用。参见附表，一些添加聚合物和一些冷凝聚合物，以各种类型为例。

在缩聚期间，当单体连接在一起时，小分子被消除。尼龙，一些聚酯和聚氨酯是缩聚物的实例。这些聚合物可以是热塑性或热固性的。虽然所有塑料在加工过程中的某一点处于液体状态，并且在成品状态下是固态的，但一旦形成热固性聚合物，就不能熔化和重整。

聚合物中的单体可以以各种方式排列。例如，单体可以具有类似于长链纸夹的线性排列，尽管四面体碳键实际上为链条提供了之字形配置。聚乙烯是线性聚合物的最简单的例子。

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