为什么现在的塑料不容易着火了?
塑料,是一类有机高分子材料,被大量使用在了生活和生产的各个方面。一般来说,绝大多数的塑料都是很容易燃烧的,而且越烧越旺。但是细心的朋友可能发现了,除了塑料袋、塑料胶带、塑料薄膜、丝袜这一类的塑料材料依然很容易燃烧以外,家用电器等使用的塑料往往不太容易燃烧了。为什么呢?
原来,西方发达国家最先享受了塑料制品带来的便利,也最早遭受了塑料制品燃烧带来的巨大火灾损失。于是,他们开始研究怎样让塑料不再剧烈燃烧,一种办法是发明新塑料,另一种办法是阻止塑料正常燃烧。最终,他们发明了一种神奇的塑料制品添加剂——阻燃剂。有了阻燃剂,我们无需抛弃原有的性能良好的塑料材料,而且可以减少火灾造成的损失。后来,人们对阻燃剂的研究越来越深入,发明了各种各样不同性能的阻燃剂。
一、阻燃剂的阻燃原理
塑料燃烧,需要同时满足三个条件:燃料(塑料及其分解物)、氧气和温度(燃点)。如果能想办法打断燃烧的必要条件,就可以起到阻止燃烧的目的。经了解,塑料的燃烧过程一共有五个阶段:加热、分解、引燃、燃烧、火焰传播。阻燃剂只要可以中断其中一个或多个阶段,就可以起到阻碍燃烧的作用。但需要说明的是,绝大多数阻燃剂,都不是完全阻止燃烧,而是增加燃烧的难度和降低燃烧的危害。常见的阻燃效果是,在火上烧塑料也能燃烧,但撤掉火源塑料会自行熄灭。主要阻燃方式有以下三种:
1.气相阻燃
塑料之所以可以剧烈燃烧,主要原因之一是加热和燃烧时会分解出易燃烧的气体,气体的燃烧加剧了塑料本身的燃烧。如果阻燃剂受热后可以释放某种气体,这种气体(如水蒸气、二氧化碳等)本身不参与燃烧,并且可以起到阻碍可燃气体与氧气接触(或稀释燃烧气体)的作用的话,就能降低燃烧的剧烈程度了。或者,阻燃剂受热分解,产生一些与可燃气体反应的物质(如卤素),消耗可燃气体,就可以起到阻燃的作用。
2.凝聚相阻燃
有些阻燃剂加入到塑料中,可以通过吸热、隔热、反应等方式,让塑料不容易分解成气体,从而起到阻止燃烧的作用。比如有些阻燃剂受热分解,而且分解温度低于塑料分解温度,就可以保护塑料。同时,有些阻燃剂受热分解,吸收热量,延缓塑料的分解。也有一些阻燃剂,受热膨胀,产生气孔,或者本身具有一定的蓄热性能(比热容比较高),起到保温阻碍热量传递的作用。
3.中断热交换机理
通过某种方式将燃烧产生的部分热量带走,比如产生熔融物滴落。由于熔融滴落带走了一部分热量,从而降低了塑料本身的吸热量,也就减少了其分解燃烧的机会。
二、常见的阻燃剂
1.卤系阻燃剂
最常见的是氯系阻燃剂和溴系阻燃剂,市场常见的有70多个品种,是应用最为广泛的一类阻燃剂。而这其中氯化石蜡、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚和四溴双酚A等阻燃剂应用最多。这一类的阻燃剂阻燃效果好、用量低(对塑料原有性能影响较小)、相对成本也比较低,在多种塑料制品中有广泛应用。但是这类阻燃剂对环境不太友好,发生火灾后容易产生环境污染物(包括大量黑烟),而且会有一些有毒气体(包括二噁英等一些致癌物质,以及卤化氢等一些腐蚀性气体)释放,对环境和人体造成一定伤害。因此,现代建筑一旦发生火灾,普通人员在没有专业设备保护的情况下,不建议冒险进入火场及其附近。当然,随着国家对环保的重视,有害的卤系阻燃剂将逐渐退出市场。
2.磷系阻燃剂
磷系阻燃剂,相对于卤系阻燃剂来说,有低烟、低毒、高效等优点,是比较受重视的阻燃剂。最常用的有红磷、聚磷酸铵、磷酸酯、膦酸酯、磷酸盐等。但传统的磷系阻燃剂存在与材料相容性差、添加处理困难的问题;而且有机磷系阻燃剂还多为液体,易挥发、易发烟、热稳定性差等问题。当然,随着技术的发展,很多问题已经得到了解决,未来应用前景比较广泛。
3.无机氢氧化物
无机氢氧化物(氢氧化铝、氢氧化镁)阻燃剂稳定性好,不产生有毒气体,发烟量小,环境友好,价格低廉。但是,这类阻燃剂实际使用量太大,一般都需要达到50%的添加量,远远高于其他阻燃剂的添加量。一旦阻燃剂添加量太大,必然会改变材料的机械性能,影响塑料的可塑性。未来需要进行技术改进,以便适应不同场合应用。
4.硅系阻燃剂
主要有硅酸盐、蒙脱土、硅胶/碳酸钾复合体系、线性聚硅氧烷、硅酮类物质等。相对卤系阻燃剂来说,具有环境友好、高效、无毒、低烟等好处,但制造工艺要求较高,成本也较高。
5.复合阻燃剂
多种阻燃剂配合使用,利用其协同效应,在降低用量和成本的同时,还能高阻燃效果。
三、阻燃剂应用
现在我们家里面多数塑料制品都是添加了阻燃剂的,比如电器外壳、塑料玩具、塑料管道、一部分塑料包装材料等。想想,如果我们家里的电线绝缘层如果不含有阻燃剂会带来什么样的后果?当然,阻燃剂不仅可以应用到塑料制品中,还在很多领域得到了广泛的应用。比如,一些阻燃剂应用到布料加工领域,可以生产出具有阻燃效果的衣物,对于保护人体减少烧伤具有积极作用。再比如,柏油马路中的沥青也需要加入阻燃剂,否则我们的马路也是有可能着火的。还有就是木制家具的阻燃应用,对于减少火灾危害有非常重要的意义。特别说一句,我们耳熟能详的三聚氰胺其实也是木制家具使用的阻燃剂,居然被不法分子用去做奶粉了。
据统计英国在建筑材料上使用阻燃剂,自1988年至2000年,因住宅火灾造成的人员伤亡减少了月3000人。美国在电视外壳上使用阻燃材料,自1983年到1991年,有电视机引发的火灾降低了越73%。我们的生活中已经处处享受到阻燃剂给我们带来的安全保障,但一些旧的阻燃剂大量使用,一旦发生火灾也给我们带来了很多环境问题。
塑料PP PE PS PA ABS PVC,你分得清吗?
相信小伙伴们都遇到过这种情况,在饭店里打包了一份菜,回家后发现,打包塑料餐盒底部出现了一个大洞,估计是塑料餐盒质量太差被油的高温熔化掉了,还开玩笑的说估计这顿是吃了一半塑料一半菜,也不知道是什么材料做的。
这种容易烫破的打包盒基本的都是发泡盒,是以聚苯乙烯树脂为原料发泡而成,不知你发现没有,近几年这种盒子用的似乎少了很多,特别是外卖,都是用的透明的盒子了。
小编在查阅相关资料时还发现一个有意思的情况,发泡餐具在1999年的时候规定,要在2000年底全部淘汰,意思就是不准使用了,也不准生产了,白色污染太严重了,而在2013年2月26日又解禁了,所以现在虽然用的少,但还是一直在用的。
现在有各种材料的餐盒,有的标有PP,有的是PS,还有Pvc材料,即不知道它们有什么区别,也不知道哪些对人体有危害。
塑料是我们现在生活中不可或缺的一部分,单从字面上也能理解就是可以塑形的材料,它是一种高分子材料,主要成分就是合成高分子化合物,也叫它合成树脂,为了增加产品的一些性能,会添加一些助剂以改变它的性能,那么塑料究竟是什么,怎么区分各种塑料材质。
最早的塑料出现在19世纪,人们在天然纤维素中放入樟脑和少量的酒精,制成了人工塑料,这种物质具有可塑性,在热压下可成型各种制品,命名为赛璐珞,从此开始了人类使用塑料的历史,20世纪开始出现了高分子合成塑料。
从分子结构来说塑料是一种聚合物,这让塑料变得极易塑形,单从字面上也能理解就是可以塑形的材料,尤其是在高温高压状态下,塑料大多数是从化石燃料中提取而来的,石油和天然气是主要原料,它们成为塑料的完美材料。
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塑料的制造过程首先将原油和天然气开采出来,然后被送去精炼厂,提炼出很多种物质,其中就包括塑料中的主要成分,也就是从石油中提炼出乙烷,从天然气中提炼出丙烷,乙烷和丙烷被送去裂解厂分解成分子,用乙烷制造乙烯,用丙烷制造丙烯,然后加入催化剂,将分子结合形成树脂聚合物,塑料因为这种结构所以在高温高压下容易塑形。
聚合作用把乙烯变成聚乙烯,丙烯变成聚丙烯,这些树脂被熔化冷却,再切成塑料原料颗粒,塑料颗粒被送到工厂经过加热做出各种各样的塑料产品。
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塑料原料大多数都是透明或呈乳白色,各种塑料产品为了使用或设计的需要,而要求有各种颜色,这就需要在塑料加工过程中进行染色;常用的染色方法是生产前在原料中混合一定比例的色母或色粉,在注塑机中让原料与色母或色粉熔化在一起,生产出需要的产品颜色。
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在生活中用到各种形状和尺寸的塑料产品,这些塑料产品的主要生产方式是注塑成型,在这个过程中需要的三个元素为塑料原料,模具,注塑机,注塑的过程就是将原料放入机器料斗中,在注塑机中混合熔化后将原料充填入模具中,原料在模具中快速冷却成型,最后模具打开取出产品。
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还有一种常见的加工方式就是吹塑成型,各种塑料的瓶瓶罐罐,桶,之类的都是吹塑,很好理解的就是原材料熔化后,在模具里将其吹起来成型。
注塑与吹塑最直观的区别就是 注塑产品是实芯体,吹塑是空芯体。
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在日常生活中70%以上的生活用品都是塑料制品,这其中主要的的塑料材质有PP,PS,PA,PC,PE,ABS,PVC这几种,要想分辨它们,就要认识它们的特性与差异,在了解它们之前,先要了解什么是热固性塑料和热塑性塑料。
热固性塑料就是在加工成形时需要加热才会固化的塑料,就是将两种不同的塑料同时混合并注入模具内,通过加热引起反应后,将单个分子变成网状立体结构,也就是加热后会硬化的塑料,优点是耐热性高,缺点是不容易回收再利用,热固性塑料有FRP材质的浴缸,餐具等。
热塑性塑料就是加热之后会熔化的塑料,就是将固态的塑料粒子进行加热,待塑料熔化后再注入模具中,等成品冷却固化后,产品就完成了,优点是产品可以再回收利用,缺点就是不耐热,热塑性塑胶就有PE,PP,PS,PVC,ABS,PA,PC等。
我们每个人都有自己的身份证,它可以分辨每个人的身份,那塑料也可以辨别吗?在购买塑料产品后,你如果仔细观察,会看到产品的外壳上有编号码,这是为了区分塑料种类,发展成的塑料辨识码,这种辨识码全世界都是通用的,它是由三条顺时针旋转箭头组成的三角形,中间标注了代表每种材质的数字,目前有7种辨识码,这些辨识码除了让我们通过编码认识塑料材质,最重要的是辅助回收,能细分种类和再利用。
PET(聚酯)代号1,又叫涤纶树脂,原料呈乳白色或浅黄色,透明性好,无毒,具有密度高,硬度高,耐磨损,但不耐热水侵泡,不耐碱等特点,使用温度65℃~-20摄氏度,超过这个温度容易释放有害物质,不能长时间反复使用,主要用于包装材料中的饮料瓶,矿泉水瓶,电子电器中的外壳及配件等。
HDPE(高密度聚乙烯)代号2,又叫低压乙烯,原料呈白色,无毒无味,具有密度低,韧性好,抗酸碱,但抗老化性能差等特点,难清洗干净不要循环使用,主要用于洗涤用品包装瓶,电线和电缆护套等。
PVC(聚氯乙烯)代号3,又叫附胶膜,原料黄色半透明,透明性好,具有高强度,柔性好,不易脆等特点,PVC有软硬之分,它们之间的区别就看是否添加了柔软剂,PVC本身没有毒性,如果添加了增塑剂,防老剂等后就有毒了,所以软质PVC没有毒性,硬质PVC有毒性,主要应用于包装材料,建材行业中的管道,门窗等。
LDPE(低密度聚乙烯)代号4,又叫高压聚乙烯,原料呈乳白色,无味无毒,具有透明性好,良好的柔软性,耐碱,但耐热性不好等特点,密度是所有聚乙烯中最低的,超过110℃就会热熔释放有毒物质,主要用于保鲜膜,塑料膜等。
PP(聚丙烯)代号5,又叫百折胶,密度较小,原料外观透明而轻,无毒无味,强度弹性很高,具有耐化学物质,耐碰撞,耐100~120摄氏度高温,能放入微波炉里加热,但禁止用再生制品盛装食品,常用在塑料饭盒,水杯,食品包装盒等产品都是用PP材料,由于PP具有的这些特性,所以澳大利亚的货币就是用这种塑料制成的。
PS(聚苯乙烯)代号6,又叫硬胶,硬度会比PP高一点,原料透光度高,无色无味,染色容易,但是韧性较差,容易脆,温度超过70℃就会释放有害物质,常用在一次性泡沫饭盒,包装内衬,装潢材料等方面,由于不容易回收利用,现在逐渐用纸类材料替代。
PA(聚酰胺)又叫尼龙,没有代号 ,原料无毒无臭,坚韧性能好,耐磨,耐热,耐化学品,PA塑料的品种繁多,特别是现在通过混入各种纤维材料,让PA塑料的各种性能有了显著提高,已经取代了部分金属,在汽车配件,家用电器外壳,防护用品等领域广泛应用。
ABS塑料也没有代号,是丙烯腈(A),丁二烯(B),苯乙烯(C)三种物质的合成物,又叫ABS树脂,所以ABS也就有这三种物质的共同性能,抗冲击,耐热,耐低温,综合性能好,价格便宜,用途广泛,ABS塑料无毒,无味,外观呈半透明或透明颗粒,在汽车上很多零件都是由ABS塑料制造的,在家用电器,办公机器上的零件也是由ABS制造。
其它类,代号7,包括亚克力,聚碳酸酯,聚乳酸等,这些塑料的特点就是不能在微波炉加热,不能高温消毒,不能直晒,因为这样有可能会释放双酚A,对人体会造成伤害等。
其实塑料发展到现在,远远不止上面这些,各种合成而来的塑料让人瞬间就懵了,你可能听过, PBT(与PET一起统称为热塑性聚酯) ,HIPS(抗冲击性聚苯乙烯,就是常说的工程塑料), POM(聚甲醛热塑性结晶聚合物), EVA(乙烯和醋酸共聚而成的) 等等等等,太多太多了,这里就不举例说明了。
你会发现还有很多塑料产品并没有标注辨识码,那怎么才能知道它们是什么塑料材质嘞?除了利用专业的仪器进行分析外,还有相对初级简单的辨识方法,当然这种方法只是参考,并不能完全确定塑料种类。
浮力测试,就是根据塑料的密度来分辨其材质,目前市场上常见的塑料在没有添加其它成分的情况时,密度都会在0.9~2.0g/cm3之间,水的密度正好在1g/cm3,在常见的塑料中只有PP和PE的密度小于1.0,所以放入水中能漂浮在水面上的就是PP和PE,其它塑料材质因为密度大于水则会沉入水底。
燃烧测试,如果要更清楚的分辨出各种塑料材质,可以通过烧烧来辨别,燃烧测试就是通过对各种塑料进行燃烧,在这个过程中观察所出现的特性和变化,进而判断出塑料的材质,观察的几个状态是,离开火源的状态,燃烧气味,火焰颜色,燃烧后的状态,易燃程度,燃烧测试完全是根据塑料的特效得出的结论,并不能作为辨别塑料的科学依据。
PET燃烧冒黑烟,有酸酸的味道
PP能一直燃烧,火焰为上黄下蓝,有一股蜡烛的味道
PS也能一直燃烧,火焰为黄色黑烟,燃烧后有碳末,有松油气味
ABS点燃后能快速持续燃烧,火焰为黄色黑烟,燃烧后软化无滴落,橡胶味很重
PC比较难烧,火拿走就会熄灭,火焰为小量黑烟,燃烧后软化起泡,无特殊气味;
PE 火焰为上黄下蓝,燃烧后软化滴落,有石蜡燃烧气味;(小时候烧过塑料袋吗,那种噗噗噗滴落的感觉没忘记吧,滴在手上那种疼还记得吗?)
PA不易燃烧,离开火源就熄灭,火焰为黄色灰白烟,燃烧后起泡滴落,有羊皮,指甲气味;
PVC不易燃烧,离开火源就熄灭,火焰为上蓝下绿有烟,燃烧后难软化,有刺激性酸味;(包装上的收缩膜,比较硬的那种就是PCV)
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随着人们对身体健康越来越重视,双酚A就经常出现在各种报道中,双酚A,也称BPA,白色晶体,主要用于制造环氧树脂和聚碳酸酯,也作为一种催化剂广泛用于塑料制品中,如水瓶,医疗器械,奶瓶等产品上,添加了双酚A能让塑料制品无色透明,提高韧性,轻巧,耐用等特性,经过研究发现,双酚A是一种低毒性化学物,经常接触能对人体,特别是对婴幼儿的健康造成伤害,现在中国和世界上很多国家,都规定禁止双酚A用于婴幼儿奶瓶,水瓶等产品上。
因为塑料的用途越来越多,所以全球的塑料产量也在不断增加,这些塑料大部分最后都变成垃圾,特别是一些一次性塑料产品,它们很大一部分并没有回收利用,最后会伤害动物,破坏地球环境。
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好在现在人们已经认识到它的危害,开始采取各种措施,如减少一次性塑料的使用,采用可以重复使用的替代品,利用一些生物来分解塑料,还有利用一些微生物将塑料的降解时间从上百年缩短至短短几天,塑料几乎无处不在,只有完全了解塑料,才能利用好塑料,同时也能降低塑料对地球的污染。
其实人们常说保护环境,保护地球,我的理解是,地球都46亿年了,什么大风大浪没经历过,还需要人类保护吗?不管是塑料还是垃圾,还是人类,都是地球的一部分,管你怎么折腾,怎么污染,就像地球表面有点皮炎一样,药膏一抹,完事了,病毒真菌消失了,地球还是地球!所以治理环境,减少污染,不是拯救地球,而是拯救人类。
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能燃烧的粉丝是塑料做的?无科学依据
近日,在网上流传了一段视频,在这个视频中,某品牌的粉丝居然可以用打火机点着,而且越烧越旺。有网友称这是买到了用塑料制作的假粉丝。
还能不能愉快地吃粉丝了?靠燃烧辨别“毒粉丝”的法子真的靠谱吗?
成都市食品药品检验研究院院长、教授级高级工程师万渝平表示,粉丝燃烧是一种正常现象。粉丝,又名粉条,主要成分为淀粉,是含碳、氢和氧的有机化合物,经干燥处理而得的成品。粉丝水份含量通常在15%以下。燃烧是可燃物质与空气中的氧气发生的发光和快速放热的氧化反应,燃烧的条件为可燃物、助燃物、火源三要素。
因此,较为干燥的有机化合物粉丝,在空气中遇到火源,当温度达到其燃点时,自然就燃烧起来。按照淀粉的结构,即使将塑料打成粉状与淀粉混合,二者也无法有效黏连,因而加工出含有塑料的粉丝几乎不可能。
上海市食品研究所技术总监马志英指出,粉丝燃烧后出现的黑色固体,是淀粉被碳化后的产物团在一起产生的正常现象。如果是塑料被燃烧,反而不会出现这个结果。
不仅仅粉丝,事实上,燃烧所必须的条件——可燃物,大多含有碳和氢的化合物。食物中的蛋白质、脂肪、淀粉等成分都是含碳和氢的有机物,都属于可燃物范畴。所以,用“燃烧”这种看似炫酷的方式来判断食品中是否添加有害物质,这个做法本身就没有半点科学依据。
总之,粉丝是有机物,一般情况下它比较干燥,肯定可以燃烧,关于“粉丝能被点燃就是塑料”的说法,逻辑缺陷很大,不值得相信。现实情况比较复杂,不能仅凭借燃烧就断定粉丝是塑料。对于正规厂家生产的粉丝,可以放心购买。
来源:羊城晚报 科普中国 人民网 中国消费者报 央视网