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为什么现今高分子科学的重点都摆在天然高分子上面?

    天然高分子最大的特色是,它们均是由自然界产生,因此来源上不虞匮乏,在回收与循环上也比较容易,这也是现今高分子科学喜欢把研究焦点摆到天然可再生性高分子上面的原因。
 

高分子是生命的起源,你知道吗?

    我们每天都在吃蛋白质这种高分子,因为把一个人拿去脱水之后,可以说剩下的就只有蛋白质,所以人类为了活下去,不每天摄取蛋白质是不行的,所以,我们全身都是由不同的蛋白质所组成,不管毛发还是指甲,甚至是每一个细胞,都是高分子。

    所以当人类要繁衍下一代时,便格外的需要蛋白质的摄取,所以当你看到孕妇大吃大喝时,大家都不会有任何惊讶的表情,因为她现在要补充各种蛋白质给另一个人,这也是为什么孕妇往往会食用各种姜母鸭或是麻油鸡的原因。

人体拥有许多高分子,所以我们的食物当然也需要高分子了!

    不必多说的,蔬菜中含有的纤维素就是最好的例子,其次是淀粉之类的碳水化合物,前者广泛的出现在叶类蔬菜中(白菜,菠菜等等),后者则在根茎类蔬菜中(马铃薯、蕃薯等等)较为常见。当然了,在动物性的食物中,蛋白质和脂质丰富的肉类与蛋奶豆类都是我们每日不可或缺的,因为我们身上有许多许多的蛋白质和脂质,我们必须摄取它们来补充每日的损耗。

天然高分子除了拿来吃以外,还能做些什么事?

    除了拿来吃之外,天然的原始材料也提供了人类许多须求,例如植物的纤维素可以不断的循环再利用的做成纸张,橡胶在较早的时代也可以拿来做为涂料来防水,甚至救火员穿着的衣服也有不少是羊毛制成的,更早的时期人类还用过羽毛笔与毛笔等等的用途,现代的父母为了帮小baby留住一些回忆,还会请人帮忙协助他们制作胎毛笔,在现在能源缺乏的时代,人类甚至连以往不加以重视而焚烧的树叶等等都拿来造纸以节约砍树的量。
                 

   大家都有垃圾分类的经验吧?如果没有,请试试:
   
    但是负责回收的人却不是什么高分子材料都收的,有些地方的垃圾分类甚至分得很精细,像是一定要照东西上面的回收标志来回收,一般来说,只要是有打上由四个箭头组成的回收标志的物品都可以回收,如果是塑料制品通常还会多打上三角形有数字和英文字母的标志,到底,为什么有的高分子制品能回收,有的却不能回收呢?
                

    因为塑料有两种,一种叫做热固性,一种叫做热塑性热塑性的塑料加热之后,会融化为液态,重新冷却凝固之后就可以改成别的样子,它们的分子是长条状的,只要我们给它们热量它们就可以自由移动。
                 


    热固性的塑料就不同了,他们是网状的,彼此会互相牵制,所以当它们受热之后只会分解,不会自由移动,当然也不能重新塑造,所以我们不会去回收它们。
                 

    我们来做一个小实验,把一个有标示回收标志的矿泉水罐子放到平底锅里面,然后开始加热,随着分子运动的活泼化,罐子也开始变形,然后等到冷却之后,罐子就变成了另一个形状,不会变回原来的样子,其实回收公司回收它们就是使用加热后放入模子成型再与以冷却而已,这是热塑性塑料的共同特性。
                 
 

    热固性的塑料,因为分子紧紧的拉在一起,所以即使受热让动能增加,也只能彼此牵制,无法移动,因此它们不能回收,只能丢弃等待有朝一日分解,所以,当你看到很能耐热的塑料制品时,它很有可能就是热固性的喔!

    在热固性的塑料里面,最引人注目的莫过于之前提过的电木,不论做锅把还是绝缘,都能发挥强大的效用。

    可以回收的高分子,为了将伤害降到最低,我们国家的环保署特别针对几个最常用的高分子来做回收的工作,当然它们一定都是热塑性的,但是它们的种类并不只有一样,为了方便回收的人员,所以特别给了它们编号用以区别它们,所以,我们一起来看看最常伴随我们身边又可以回收再利用的高分子们有哪些吧!
                 

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号的标志是PET,也就是俗称的宝特瓶,保特瓶是硬度和透明度都很不错的材料,所以大多拿来装那些颜色很漂亮的汽水和饮料,也因为很耐用,所以美国的可口可乐公司在欧洲还特别设连锁厂来回收它们,他们目前对我国还没有这方面的计划,但是我们有专业的保特瓶回收公司可以对宝特瓶进行加热后重新制造或是抽丝后做成包包来给大家继续使用它们!
                            

    第二种是简称
HDPE高密度聚乙烯,虽然比起保特瓶,它显得透明度比较低一些,但是它韧度很高,很耐用的!所以它们往往会出现在比较须要坚固耐用的方面,像是花盆,或是整理箱,常常会看到它们的纵影~

    接下来要介绍的是
PVC,在回收标志里面排行第三号,全名是聚氯乙烯,其实我国有个聚氯乙烯王国的美称,就是因为我国所生产的PVC数量和质量是全世界第一,当然了,不论回收还是生产PVC,我国都是一流的!而其中享有最大声誉的,当然就是我国的经营之神~王永庆旗下的台塑了!所以在我国不论是塑料瓶还是人造皮包甚至是水管电线,都随处可见PVC的影子!而聚氯乙烯的特点,就是它的硬度和韧度都好,所以用途之广泛让人大开眼界。

    回收标志里面,四号是低密度聚乙烯,它的原始材料和高密度聚乙烯一样,只是结构不同,所以连名称都只差一个字而已,但是虽然只差了一个字,它们的用途可是差很多喔!因为回收容易,而且质轻易加工,所以常常用来做成塑料袋和保鲜膜这些不需要太厚和使用时间较短的物品。那么,因为分子比较短,密度也比较低,相对的比较不像高密度聚乙烯那样坚固,它们大多被用在一些不大可能长久使用但又可能须要有点弹性的东西上面,例如鲜奶瓶和洗发精的瓶子。
                    

    五号的PP是聚丙烯,聚丙烯主要应用在汽车工业(例如:汽车的内部、塑料绳、地毯、鞋跟) 以及用于厨房和浴室设备、管子;包装用透明膜和包裹生鲜食品的包装纸。它的低燃性及透气性使它极适合制成运动服装,有些高质量的喇叭用聚丙烯来制造,尤其是汽车喇叭,因为它常常在日光下曝晒,而聚丙烯具有很好的热稳定性。它的高强度使其适合用来制造汽车的保险杆.
                    

    第六号的聚苯乙烯PS加入发泡剂让它内部充满空气后,就可以有效的保温或隔热,这也是为什么在冰淇淋包装和免洗餐具上会常常看到它的原因,同样的,因为它是热塑性的材料,所以如果装了过热的菜肴,还是可能会融化甚至发出臭味的,如果看到这种情形的话,为了健康着想,千万不要把那些菜吃下去喔!
                          

    如果看到这个标志~就是代表着这个物品的材料不在前面介绍的那六种里面,而是也能回收但数量上比较少的东西,当然也可能是玻璃制品这种可回收但并非高分子的材料,可回收的材料有很多种,因为是比较少看到的类型,所以就不麻烦大家来分类了,等到进了回收厂后再由回收厂的厂商来仔细分类,那些回收的叔叔们可是为了环保而努力着,不要辜负他们的苦心喔~

2000年诺贝尔化学奖的得主,划时代的导电性高分子终于诞生!

    七十年代时,在日本筑波大学任教的白川英树博士在无意之中将过多的催化剂加入乙炔,而形成一个美丽的白色高分子薄膜,后来这片薄膜被证实具有很好的导电性,打破了高分子只能拿来绝缘的神话。
                      
    导电性的高分子因为质地轻巧,又可以如同电线一般进行导电,而且更是可以进行回收的热塑性聚合物,所以这个跨世纪的发明使得制造抗静电物质、全固态电池、电池屏蔽材料、智能型窗户到平面显示器之有机电激发光二极管 (OLED) 一类的研究都如火如荼的展开,为人类打开了另一个充满希望的研究领域。

    所以,当2000年的诺贝尔化学奖一公布,白川博士家门口便聚集了数不清的人们,因为这样一个跨世纪的发明,对信息越来越发达的地球是非常重要的,我们可以想见有朝一日,导电性的高分子将充斥整个电子市场。

为什么导电性高分子会导电?
  

    乙炔和乙烯只差一个字,可以看见它们都是由两个碳原子所组成的,不一样的只有,乙烯中间是双键,打开来变成聚合物之后就变成了单键,而乙炔的两个碳中间是三键,即使打开来也还有双键,而事实上,每个化学键都是由两个电子组成的,导电的原因就在于那个打开后还存在的双键,聚乙炔的结构因此变成了单键双键单键双键这样一直循环下去的结构,以前不论聚乙烯还是聚丙烯甚至是聚氯乙烯都是充斥着单键的状态,所以是不会导电的。

    高分子材料强度一般比较大。如把10kg高分子材料与金属材料各制成100m长的绳子,可吊起物体的重量如下表:
 

动动手

你曾看过尿布的内部?你想要看看吗?

实验材料:尿不湿尿布、聚丙酰钠、塑料袋、盐、水、塑料杯、报纸

实验步骤:
1、把尿不湿尿布撕成碎片并把它装入塑料袋中,摇晃。

2、然后从塑料袋内将碎片取出,接着将袋内剩余的粉末倒至报纸上,这个白色的粉末就是超强吸水聚合物。

3、将一部份的白色粉末倒入杯中并加入少量的水搅拌之。

4、再加入一些盐到杯子中搅拌之。

5、现在再做一次同样的实验,但改用聚丙酰钠。

实验讨论这个白色粉末就是超强吸水聚合物,它可吸收本身重量之六百倍的水份,而盐类会破坏聚合物而释放出水份。因为尿中含有盐类所以聚合物的功能会降低。建议你可以试验不同品牌的尿不湿尿布,看看他们吸收水份的功能好不好。进而,试验在水中放入不同量的盐类。聚丙酰钠是超强吸收聚合物许多种类中的一种。

相关录象: [有机玻璃在有机溶剂中的溶解性]
              [橡胶在有机溶剂中的溶解性]
              [聚乙烯的软化和熔化]

 
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