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塑料介紹

以單體為原料，通過加聚反應或縮聚反應聚合而成的高分子化合物，我們稱之為“合成（chéng）樹脂”(resin)，有時可直接（jiē）簡稱為“樹脂”。

以合成（chéng）樹脂為基礎（chǔ），根據應用要求再添加一些助劑後（hòu）混合而成的可進行塑化加工的材料，我們稱之為“塑料”（plastic）。

在塑料中（zhōng）常見的助劑有：穩定劑、抗（kàng）氧劑、增塑劑、填料、潤滑劑或色母料等，這些助劑可以（yǐ）單獨使用，也（yě）可以幾種組合在一起使用。

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樹脂

塑料的主要（yào）成分是樹脂。

樹脂這（zhè）一（yī）名詞（cí）最（zuì）初是由動植物分泌出的脂質而得名，如鬆香、蟲膠等，樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高分子化合物。樹脂（zhī）約占塑料總重量的40%～100%。塑料的（de）基本性能主要決定於樹脂的本性，但添（tiān）加劑也起著重要作用。有些塑料基本上是（shì）由合成樹脂所（suǒ）組成，不含或少（shǎo）含添加（jiā）劑，如有機玻璃、聚苯乙（yǐ）烯等。

塑料按受熱時的行（háng）為可分為（wéi）熱塑性塑（sù）料（liào）和熱固性塑料（liào）；按塑料中樹脂大分子的有（yǒu）序狀（zhuàng）態可分為結晶塑料和非結（jié）晶塑料；按性能特點和應用範圍和分為通用（yòng）塑料和工程塑料。

包裝是塑料其中最大的使用市場之一。

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塑料類型

常見塑料類型如下圖：

塑料主要特性

• 大多數塑料質輕，化（huà）學性穩定，不會鏽蝕；
• 耐衝擊性好（hǎo）；
• 具有較（jiào）好的透明性和耐磨損性；
• 絕緣性好，導熱性低（dī）；
• 一般成型性、著色（sè）性（xìng）好，加工成本低；
• 大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；
• 尺寸穩定性差，容易變形；
• 多數塑料耐低溫性差，低溫下（xià）變脆（cuì），容（róng）易老化；
• 某（mǒu）些塑料易溶於溶劑。

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塑料分子（zǐ）結構

基本（běn）有兩種類型：

第一（yī）種是線型結構，具有這種結構的高分（fèn）子化合物稱（chēng）為線型（xíng）高分子化（huà）合物；

第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。

有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬於線型結（jié）構。有（yǒu）些高分子雖然分子間（jiān）有交（jiāo）聯（lián），但交聯較少，稱為網狀（zhuàng）結構，屬於體型結（jié）構。

兩（liǎng）種不同的結構，表現出兩種相反的性能。

線型結構，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構（gòu）硬度（dù）和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線（xiàn）型（xíng）高分子（zǐ）製成的是熱塑性塑料，由體型高分子製成的是熱固性塑料。

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塑料優點（diǎn）

• 大部（bù）分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。
• 塑料製造成本低。
• 耐用、防水、質輕。
• 容易被塑製成不同形狀。
• 是良好的絕（jué）緣體。
• 塑料（liào）可以用於製備燃料油和（hé）燃料氣，這（zhè）樣可以降低原油消耗（hào）。

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塑料缺點

• 回收利用廢棄塑料時，分類（lèi）十分困難，而且經濟上不合（hé）算（suàn）。
• 塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。例如聚苯乙烯燃（rán）燒時產生甲苯，這種物質少量會導致失明，吸入有嘔吐等症狀，PVC燃燒也會產生氯化氫有毒氣（qì）體，除了燃燒，就是高溫環境，會導致塑料分解出有毒成分，例如（rú）苯等。
• 塑料是由石油煉製的產品製成的，石油（yóu）資源（yuán）是有限的。
• 塑料埋在地底下幾百年（nián）、幾千年甚至幾萬年也不會腐爛。
• 塑料的耐熱性能等（děng）較差，易於老化。
• 塑料的無法（fǎ）自然降解性。
• EBM最常使（shǐ）用的PP，PE均屬於熱塑性塑料。

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塑料的回收（shōu）使用

為方便塑料的回收使（shǐ）用，由美國塑（sù）料行業相關機構製定。這套標識將塑（sù）料材質辨識碼打在容器或包裝上，從1號到7號，讓民眾無需費心去學習各類塑料（liào）材質的異同，就可以簡單地加入回收工（gōng）作的行（háng）列。每個（gè）塑料容器都有一個小小身份證——一個（gè）三角（jiǎo）形的符號（hào），一般就在塑（sù）料容器的底部。三角形裏邊有1～7數字，每個編號代表一種塑（sù）料容器，它們的（de）製作材料不同，使用上禁忌上也（yě）存在（zài）不同（tóng），如下：

生物塑料

• 生物降解塑料biodegradable plastic
• 生物基塑料biobased plastic
• 生物塑料 bioplastic

生物降解塑料biodegradable plastic

指在指定的時間內（一般是半年），指（zhǐ）定的處（chù）理（lǐ）環境中（如堆肥環境、水、土壤等），能夠被（bèi）微（wēi）生物完全分解的塑料。

降解過程包括兩個階段：

物理崩解：從完整的樣品變為小碎片；

化學降解：小碎片消失，降解為二氧化碳、水和其它（tā）小分子物質。

堆肥開始1周

堆肥開始2周

生物降解塑料biodegradable plastic

來（lái）源於可再生資源，如：

• 聚乳酸（suān）PLA,PHA(PHB/PHBV),熱塑性（xìng）澱粉塑料（liào）
• 或來（lái）源於石（shí）油（yóu）資源,PBS,Ecoflex(PBAT)

生物基塑料biobased plastic

全部或者部分來源於可再生資源的塑（sù）料。

• 可（kě）再生資源主要包括植物、動物、微（wēi）生物。
• 目前市場上的生物基塑料中（zhōng）常用的（de）原料（liào）有澱粉、秸稈粉（fěn）、竹粉、木粉（fěn）、甘蔗渣、植物油、海藻等。

生物基塑料可分為

• 可生物降解（jiě），如聚乳酸PLA，PHA(PHB/PHBV)
• 不可生（shēng）物降解，如Bio-PE，Bio-PA

生物塑料是生物（wù）基（jī）塑料和生物降解塑料的統稱。

盡（jìn）量使用生（shēng）物（wù）基（jī）材（cái）料（liào）而謹慎選擇（zé）性地使用降解（jiě）塑料。

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材料/塑料的選用準（zhǔn）則

• 當我們在進（jìn）行包裝材（cái）料選擇時，從需求出發（fā），需（xū）要考慮的關鍵點（diǎn）如下：
• 機械性（xìng）能要求，如衝擊性能，頂壓力（lì）要求，剛性要求，拉伸撕裂性能等
• 熱學性（xìng）能要求（qiú），如最高，高低使用（yòng）溫度等
• 化學（xué）性能要求，內容物產品與包裝的兼容性，環境，如光，熱等對包裝（zhuāng）的影響等
• 阻隔性要求，從貨架（jià）使用壽命要求出發，考慮對氧，水（shuǐ），二氧化碳等阻（zǔ）隔要求等（děng）
• 可（kě）裝飾性要求，如某些裝飾要求的對表麵的處理（lǐ）的可（kě）行性等
• 價格因素，材料價格是否在可接（jiē）受的範圍
• 光（guāng）學性能要（yào）求（qiú），如透明與非透（tòu）明，產品是否對光線(UV)敏（mǐn）感要求等
• 電學性能（néng）要求，如關注靜電（diàn）的產生（shēng）對成型及貨架期的影響等（děng）

塑料添加劑

添加劑是指分散在塑料中，不會嚴重的影響塑料的分子結構，而能改善其性質或降低成本的化學（xué）物（wù）質。添加劑（jì）的加入，能促使塑料改進基（jī）材的加工性、物理（lǐ）性、化學性等功（gōng）能（néng）和增加基材的（de）物理、化學特（tè）性。

塑料添加劑按其特定功能可分為七大類：

①改善加工性（xìng）能的添加劑，如熱穩定劑、潤滑劑等。

②改善機械加（jiā）工性能（néng）的添加劑，如增塑劑（jì）、增韌劑等。

③改善表麵性能的添加劑，如抗靜電劑、偶聯劑等。

④改善光學性能的添加劑，如著色劑等。

⑤改善老化性能的添加劑，如抗氧劑、光穩定劑等。

⑥降低塑料成（chéng）本的添加劑，如增量劑、填充劑等。

⑦賦於其他特定效果的添加劑，如發泡劑、阻燃劑、防（fáng）黴劑等。

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塑（sù）料添加劑（jì）的主要性（xìng）能

對塑料添加（jiā）劑的主要要求是:

①高效：在塑料加工和應用中（zhōng）能有效地發揮其應有的功能。添加劑的選用應依據配混料的綜合性能要求。

②相容性（xìng）：能與合成樹脂較好地相容。

③持久性：在塑料加工和應（yīng）用過程中不揮發、不滲出、不遷移、不溶出。

④化學穩定性：在塑料加工和應用過程中不分解，不與合（hé）成樹脂及其他組分發生化學反應。

⑤無毒：對人體無任何毒性（xìng）作用。

⑥成本考慮。

添（tiān）加（jiā）方式

添（tiān）加（jiā）劑的添加方（fāng）式取決於：合成樹脂的物理形態和熔融（róng）特征；添加劑的物理形態和濃度；添（tiān）加劑在配混料中的分散（sàn）度和溶解度；配混料的最終物理狀態。添加時多采用高速混（hún）合、密煉和擠出等工藝（yì）。添加劑添加後的效果，除（chú）取決於其作用機理外，還取決於正（zhèng）確的添加順序。

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塑料添加劑的分類如下：

增（zēng）塑劑（jì）

絕大部分合成樹脂（zhī）具有可塑性，但可（kě）塑性的大（dà）小卻不相同，為了使樹脂易於塑化和賦予製品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低（dī）分子物質，這（zhè）些低分子物稱為增塑劑。增塑劑（plasticizer）是液體或低熔點物質，與樹脂應有較好的混（hún）溶性。常用的增塑劑由鄰苯（běn）二甲酸酯類、脂肪族二（èr）元酸酯類（lèi）、磷酸（suān）酯類、氯化石蠟等。

著色劑

是為了美化和裝飾塑料而在物（wù）料中加（jiā）入的含色料的添（tiān）加劑稱為著色劑（filling material）。

填料

是加於塑料（liào）的配合料中以降低成本，有時也可增進塑料的物理性能，如硬度、剛度及衝擊強度的相對（duì）惰性的物質稱為填料（liào）。最常用的填料由粘土（tǔ）、矽酸鹽、滑石、碳酸鹽等。

熱穩定劑

能阻止塑料因受熱所（suǒ）發生降解作用的添加劑。

潤滑劑

在塑料（liào）加工中（zhōng），能降低塑料粒子之間的摩擦、塑料大分子之間的（de）摩擦、塑料對加工設備金屬表（biǎo）麵的粘附（fù）性，以及改善塑料熔體流動性，提高加工效率的（de）添加劑。

抗（kàng）靜電劑

又稱靜電（diàn）消除劑。混入塑（sù）料中或塗覆於塑料製品表麵，能降低表（biǎo）麵電阻，適度賦予導電性，從而消除或防止靜電荷積累所產生的危害的添（tiān）加劑。抗靜電劑大多屬（shǔ）離子型和非離子型表麵活性劑。

按使用方（fāng）法，可分為塗覆型和內加型兩類。塗（tú）覆型抗靜（jìng）電劑可用各種塗覆方（fāng）法塗施於製（zhì）品表麵,見效快,適應麵（miàn）廣，但易因（yīn）摩擦和洗滌（dí）而損失，因此隻有短期抗靜電效（xiào）果。內加（jiā）型（xíng）抗靜電劑（jì）可直接混入塑料中，均（jun1）勻分散後，有持久性抗靜電效果，故普遍采用。

抗氧劑

又稱抗氧（yǎng）化（huà）劑。能抑製或延（yán）緩塑料在製造、加工、應用和貯（zhù）存（cún）中，因受熱、光、機械（xiè）應力、電場、輻射（shè）及添加劑中（zhōng）所含重金屬離（lí）子等因素（sù）所引起的塑（sù）料及製品外觀和內在性能的劣化作用。

光穩（wěn）定劑

能抑製或減弱塑料因吸收紫外光而導致的光降（jiàng）解或光老（lǎo）化作用，延（yán）長塑料製（zhì）品使用及貯存壽命的添加劑（jì）。其機理（lǐ）在於屏蔽光輻射源，吸收並（bìng）消散能引發塑料降解的紫外光輻射，或消（xiāo）散塑料分子上的激發態能量。光穩定劑可在塑料配混中混入。常（cháng）用的光穩定劑有：水（shuǐ）楊酸酯類、二（èr）苯甲酮類、苯並三（sān）唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和有機絡合物類。

發（fā）泡劑

能在特定條件下（xià）產生大量氣體，使塑料（liào）形成連續（xù）或不連續微（wēi）孔型結構的添加劑。具有（yǒu）這種微孔結構的塑（sù）料，稱為泡沫塑料或微孔塑料。根（gēn）據產生氣體的方式，發泡劑可（kě）分為物理發泡劑和化學發泡劑兩大類。

①物理發泡劑：一般是無味（wèi）、無毒的惰（duò）性氣體（tǐ），或穩定性（xìng）良好、沸點低的不燃性液體（tǐ）。常用惰性氣體有氮、二氧化碳和空氣，常用低沸點液體有四氯乙烷、氯甲烷和戊烷等。此外（wài），可溶出性固體化合物（如（rú）食鹽）也是常用的物理發泡劑。物理發泡劑適用於聚苯乙烯、聚乙烯（xī）、聚丙烯、聚氯（lǜ）乙烯等的發泡。

②化學發泡劑：在室溫下穩定，而在塑料加工溫度下能分解釋出（chū）大量氣體的化合物。在泡沫塑料製造中應用很普遍。工（gōng）業上常（cháng）用的化（huà）學發泡劑大多是釋放氮為主要氣相成分（fèn）的有機化合物，和能分解並分別釋放氨或二氧化碳的（de）碳酸氫銨和碳酸氫鈉。化學（xué）發泡劑多適用於各種熱塑性塑料（liào）的發泡。為（wéi）了降低化學發泡劑的（de）分解溫度（dù），改善其分散性和提高發泡量，也常使用一種能活化（huà）化學發泡劑的發泡促進劑（jì），或稱助發泡劑，如水楊酸、尿素等。

阻燃劑

能阻止塑料引燃或（huò）抑製火焰蔓延的添（tiān）加劑。多為含鹵素、磷、銻、硼、鋁等元素（sù）的無機或有機化合物。按其使用方式，可分為反應型和添加型兩（liǎng）大類。

耐衝擊改質（zhì）劑

耐衝擊改質劑（Impact modifier)通常是具有特殊性（xìng）的樹脂以（Compounding)方式（shì）添（tiān）加，而改善塑料的耐衝擊性。耐衝擊改質（zhì）劑常常影響到塑料的耐熱性、流動性或加工性（xìng），選擇時必須慎重。

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塑料（liào）添加劑的特別注意：

由於添加劑大部分是小分子化合物，一部分會（huì）在（zài）不同溫濕度條件下，析出遷移到製品表麵。所（suǒ）以（yǐ），需要特別（bié）注意：

1、法（fǎ）律法規的合規性，特別對化妝品和（hé）食品藥品包裝，建議符合銷售國的食（shí）品級和藥（yào）典的要求謹（jǐn）慎使用；

2、安全性，一定要符合安全性的要求，可參考（kǎo）歐（ōu）盟等發達國家（jiā）安全法規（guī），不能盲目聽信；

3、注意添加劑等遷（qiān）移問題對表（biǎo）麵裝飾和內容物的相容性的研究。