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06 什么是塑料

在我们的周围塑料处处可见,大多数家用电器的外壳都是塑料,我们的衣服也是化纤(塑料的一种)制成的。

◎塑料=高分子

塑料一般被称为高分子,高分子指的是分子量大,即 数量众多的原子组合成的大分子 的意思。

但是高分子并不仅仅意味着分子个头很大,而是指分子是由成千上万个非常小的单位分子(原子)结合而成的。这里可以想象下锁链,锁链虽然非常长,但它的组成单位是一个个简单的小圆环,长的锁链甚至需要几万个小圆环连在一起。

◎Polyethylene (聚乙烯)的结构

化合物的名字是根据希腊语的数词定的。“Polyethylene”的“Poly”是非常多的意思,因此,Polyethylene是 非常多的乙烯聚合起来 的意思。乙烯的分子式是C 2 H 4 ,分子结构非常简单。

乙烯的分子结构虽然简单,但它是生物学中作用非常重要的一个分子,那就是 植物的催熟荷尔蒙 。还没成熟就被采摘下来的香蕉,在运输途中让香蕉吸收乙烯,香蕉很快就变成熟透的黄色。聚乙烯是1万多个这样的乙烯分子连接起来的很长的大分子。

原子间的结合可以用线来表示,一根线(单键结合)可以看作是原子之间的握手,因此用两根线表示的碳原子之间的结合可以看作是原子间伸出双手,互相握手。制作聚乙烯时,松开碳原子其中的一个握手,并和相邻的乙烯分子结合。像这样结合不断延伸,最终1万多个乙烯分子结合在了一起。

1万个C 2 H 4 结合在一起也就意味着2万个单位CH 2 连接在了一起。

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图1-6 聚乙烯的聚合

◎城市燃气、石油、凡士林、聚乙烯都是兄弟

城市燃气是天然气,它的主要成分是甲烷,分子式为CH 4 ,也就是说每个甲烷分子有1个碳原子、4个氢原子。同样是气体燃料的丙烷分子式为CH 3 CH 2 CH 3 ,每个分子有3个碳原子,打火机里的燃料丁烷分子式是CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ,每个分子有4个碳原子。

像这样不断增加碳原子的数量,气体会逐渐变成液体,碳原子数量有6~10个时是汽油,8~12个时变成煤油,碳原子数量增加到20个左右时就变成了固体的凡士林,增加到1万个左右时就变成了硬度跟玻璃一样的聚乙烯。

因此上面的这些物质虽然碳原子的数量不同,但都是同一物质家族的兄弟。

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图1-7 主要的化学品制造过程和用途 eQP6+Mx/5ib0eR+4kb4TEbJvpCfaKQhvuOcspNC3CMzwbtHRnwkRSE/Xgpf64NJh

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