塑料的世界(1)溯源——赛璐珞和电木引领材料变革”
塑料的世界（1）溯源——赛璐珞和电木引领材料变革”常常因为去外地进行塑化剂方面的汇报，在旅行途中就开始演练ppt，有几次引起了邻座的注意，纷纷开始提问，于是演练搞得比实战还紧张。
不过通过几次对陌生人的科普，倒是发现有关塑料的很多问题是很值得关注的，有一些问题在业内或许已经是常识，但在非专业人士眼中却十分困扰。
所以这一系列的“塑料”专项科普主要面对的是非化学专业人士，有一些地方会比较浅显，专业人士勿砸。
在这篇专题中，我们会全面地说明塑料的前世今生，也会涉及塑化剂、双酚A这些近年热门的话题，或许你会发现，塑料的世界竟是如此精彩。
新材料变革我们先把历史的时钟倒回到原始社会，那个时候的原始人主要使用的材料主要有三种：木器、石器和陶器，在很多考古学中也发现游离的一些金属矿在原始社会中得到了应用，主要是金和银，但由于这两种金属作为材料而言都偏软，所以其实基本没有太多的实用价值，只是在后来充当了一般等价物才有了突飞猛进的应用。
那个时候的人们会重视使用木器和石器并不奇怪，因为可以随地取材，这是猩猩都会使用的基本工具。
与此对应的是，陶器更多地被认为是文明的标志，几乎全世界的考古都会极为看重陶器的价值，这有着深刻的材料学意义。
木器和石器代表了人类史上的两大类型材料——有机材料和无机材料，当然这简直就是废话，这个世界除了有机的就是无机的。
但历史的发展很不均衡，在漫长的数千年中，直到19世纪以前，有机材料除了木器以外，就是毛皮、秸秆这些可以从生物中直接获取的材料，没有什么大的变迁。
但无机材料却以石器为起点，发展出了陶器、瓷器、金属、玻璃等等人造材料，除了石器之外，全是依靠人类智慧对已知物施加化学变化之后创造出的新材料，即使是游离状态的金、银、汞等，人们也都开发了一些利用化学反应进行的提纯方法，而有机材料则几乎都是随取随用——当然这么说也不完全公平，有机材料中的鞣革技术也是化学作用，但产物革与原料皮的性质接近，用途也一致。
所以，陶器出现的意义就在于，它是人类第一个利用化学作用制作的材料，使用的手段当然就是火，实际上火也是大多数无机材料产生化学变化的条件，直到铝时代的来临，火才逐渐被电所取代。
陶器是材料学上的一次伟大变革，因为木器也好，石器也好，加工都需要通过修葺或打磨的方式进行，就地取材，成品取决于基材原本的形状，加工的速度慢，成功率也不高，浪费原料不说，而且材料有时还很难找。
如果小时候自己做过弹弓就知道，不是什么树的枝桠都适合利用。
可是陶器就不一样了，取一块粘土出来，想怎么捏就怎么捏，想吃饭了捏个碗，想喝酒了捏个杯，烧一会儿就定型了，甚至在有些地区还出土了陶器的“娱乐器具”，证实一万年前的人类就有了生殖使命以外的自渎活动。
可以说，原始人的物质文明和精神文明都随着陶器的出现提升了一大档次。
秘鲁陶器中的生殖崇拜，这种现象伴随各民族的新石器时代塑料的出现引发的革命不亚于陶瓷，因为塑料是真正意义上用化学变化创造出的有机新材料。
在塑料之前的有机材料只能利用原料本身的形态，丝、麻、棉、毛、皮、木等等，无不如此。
但塑料之后的材料却不仅局限于此，仅仅依靠石油就可以生产出塑料、橡胶抑或纤维、皮革，自然的限制越来越小。
所以塑料的历史地位可以比作有机材料界的陶器，尤其是指对人类活动的变革意义。
可以负责任地说，塑料时代的到来意味着人类文明的再一次跃进，轻量化、易加工、低成本，这是塑料的一些核心特征。
第一种塑料的出现属于我们主角的故事开始于19世纪，在那时，化学已经从炼金术时代的雏形中脱胎出来，拉瓦锡已在前一个世纪奠定了现代化学的基础。
19世纪的欧洲化学界极为热闹，几乎我们能够叫上名儿的经典化学家都在此时纷纷亮相，而最有新意的几件新材料也在此时得到了应用，对后世产生极大影响的材料之一便是纤维素。
和以往不同的是，这时的应用不再是简单的拿来主义，而是经过了化学改性。
纤维素其实就是木头里的主要成分，但更纯净的纤维素则来自于棉花，其化学本质是葡萄糖的聚合物，自然界中广泛存在。
在此之前，纤维素主要以木器、棉布和纸张的形式被古人使用，但纤维素之所以在19世纪被大举使用，还得感谢炸药在本世纪的快速进步。
如果高中时代有幸选择了化学，而且又极度幸运地接触了硝化反应实验操作，或许会熟悉硝化棉这一奇葩。
把棉花加入到浓硝酸或者发烟硝酸中，滴上几滴浓硫酸作催化剂，神奇的硝化棉便诞生了，经过纯化干燥处理，这种传统的烈性无烟炸药便可以应用了。
最好玩的并不是拿火柴去点着硝化棉，而且这也很危险，因此实际大多数教学实验都会“教唆”采用五号电池和导线去点爆，但如果用废打火机的打火器点爆则更有快感（好吧，我邪恶了，非专业人士请勿模仿）。
当用量很小时，由于燃烧速度快温度低，硝化棉确实能在不造成破坏的前提下带来很多乐趣。
不用多解释，硝化棉中的主要成分就是硝基纤维素，也就是纤维素分子中的羟基形成硝酸酯基的结构。
如果不是材料方面的专家们相中硝基纤维素，这种物质或许会因为炸药之父诺贝尔开发出的硝基甘油而逐渐被人淡忘——19世纪的后半叶，随着化学技术突飞猛进的发展，对于硝基纤维素的研究也得到加深，特别是对于它的溶解与定型工艺，人们想到了更多新的应用方式。
经过近二十年的积淀，终于在1872年，美国出现了第一家生产硝基纤维素的工厂，但不是应用于炸药。
最初，工厂的奠基者JohnWesley Hyatt是考虑用硝基纤维素来生产台球，因为经过特殊工艺生产出来的硝基纤维素不仅足够硬而且还很有韧性，其触感和物理特性与台球的传统材料象牙都没有太大的差异——除了一点就着的脾气以外。
在140年前，这个发明已足够在材料学的历史上画上浓重的一笔了，所以很快它就有了一个商业化的名字——赛璐珞，而且在很短的时间里就替代了很多原先由木器、金属制作的领域，特别是在新兴的电影胶卷方面，简直是神来之笔。
这也就是历史上的第一种塑料，甚至直到如今，我们的国球——乒乓球还是由这个材料制作。
所以如果没条件去玩硝化棉，把乒乓球磨碎了也能大致体会一下，不过鉴于不可预知的风险，没有保障措施还是不要冒险。
赛璐珞，也就是硝基纤维素，目前仍被广泛使用与前面所说的“鞣革”技术不同，这种改性已经拓展了原料的应用领域——皮和革都是用于制衣，但纤维素和硝基纤维素的性质与用途却完全不同，人类第一次利用化学反应合成出了新型有机材料。
这还只是第一步，纤维素本身就是高分子，合成硝化纤维素还只是一次改性反应，故而称不上太大的进步，但“塑料”的大门就此打开，一场材料革命就此展开，而且当时也没有人能够预见，塑料替代原有材料的速度远超过青铜、铁器替代原有材料的步伐，纪年单位不再是世纪而只是年，顶多也只是年代。
新学科的诞生1907年，一种全新的材料得到了工业化，由于其突出的绝缘性能，它至今仍然广泛地应用于电学材料上，比如墙壁上的开关——因此它的商业名称就叫做“电木”，学名酚醛树脂。
虽不是第一种塑料，但历史上对酚醛树脂的评价甚至高于硝基纤维素，因为它是由一类全新的化学反应——聚合反应合成而来。
这个反应其实早在酚醛树脂商业化之前的三十多年就已经被发现了，1872年，德国的天才化学家Baeyer就在实验室用甲醛和苯酚合成出了酚醛树脂。
如果受过有机化学机理折磨的人应该不会对Baeyer的名字感到陌生，特别是刚刚接触亲核反应的时候，Baeyer-Villiger重排的机理是一定要记住的。
因为在有机化学特别是染料方面的贡献，他获得过1905年的诺贝尔奖，20世纪初因为刚刚出现诺贝尔奖，基本又不存在分享，所以那个时候别说获奖，能够获得提名的都是超级大牛了，Baeyer是第五位获奖的化学家，在他之前是Von’t Hoff（代表作为范特霍夫定律）、Fischer（代表作为费歇尔投影式）、Arrhenius（代表作为阿伦尼乌斯方程）和Ramsey（代表作为发现稀有气体）几位有幸活到诺贝尔死的大科学家。
如果Baeyer能活得更久等来聚合反应的大发展，那么合成酚醛树脂的成果足可获得又一项提名。
19世纪大师级化学家Baeyer聚合反应如同一项神奇的魔法，实现了古代炼金术士点石成金的梦想。
就拿酚醛树脂为例，原料甲醛和苯酚都是小分子，分子量分别是30和94，高中化学习题常常会用这两个数字的倍数出考题。
但经过聚合反应之后，酚醛树脂的分子量便了不得了，几万、几十万甚至趋向于无穷大。
需要解释一下“趋向于无穷大”并非数学方面的定义，只是说由于甲醛与苯酚反应时形成交联状结构，因此存在一种可能性即一整块酚醛树脂就是一个分子，这时计算出的分子量数据已经没有意义，一般都会用“无穷大”来形容，其实也就是10的23次方数量级。
半透明的酚醛树脂，理论上一块塑料就是一个分子所以，酚醛树脂的出现意味着人类第一次用非生物手段硬生生地造出了高分子，这首先证明高分子不仅只有蛋白质、淀粉、核糖核酸这些生物大分子，更关键是提供了一种制造新材料的手段，并且也由此产生一项新的学科——高分子化学。
但这个学科也不是一蹴而就，甚至多有波折，因为直到酚醛树脂已经出现，很多科学家并没有认识这种材料具有超高分子量，而是认为与氢氧化铁这些胶体物质一样，通过一些次级键结构堆积出的“大分子”，只有Staudinger，一位来自德国的化学家冷静地指出这些新材料是通过化学键结合的大分子，并且在20世纪20年代掀起一场大辩论。
不过客观的一些观察现象最终支持了Staudinger的观点，高分子化学由此真正奠立，他本人也由是获得了1953年的诺贝尔化学奖。
最初高分子化学还只是有机化学的分支，但如今它已是化学学科下的一门二级学科。
高分子学科的奠基人Staudinger塑料业的高速发展在随后的数十年内，人造高分子的步伐明显加快，并且也由此奠定了很多大型化学公司的发展基础，例如杜邦公司在1930年开发出的尼龙（聚酰胺），到目前为止的快100年以来，仍然没有竞争对手可以超越；拜耳公司在1937年开发出聚氨酯材料，而聚氨酯材料也成为拜耳公司最响亮的产品之一；1930年，巴斯夫公司成为全球第一家工业化生产聚苯乙烯的公司，而这项业务也被巴斯夫保留至今；陶氏的环氧树脂、3M的聚丙烯酸酯、ICI的聚乙烯……基本上每个化学界巨头都会发展各自的高分子板块。
然而有一种塑料却姗姗来迟，并不是因为结构复杂，却是因为性能被诟病而得不到发展，这便是目前在食品行业叱咤风云的聚丙烯塑料。
直到1954年，一位叫做Natta的意大利化学家才第一次在实验室聚合出了具有利用价值的聚丙烯，联想到原材料丙烯如此易得，再联想到聚乙烯早在1899年就被发明的事实，聚丙烯确实来得太晚了。
在此之前的数十年里，对聚丙烯的开发一直有人在尝试，但无一例外都失败了。
Natta的成功在于选择了一类更靠谱的催化剂系统，也就是钛铝催化剂，在这种催化剂体系下，聚丙烯的结构不再是原先那么混乱，专业术语称之为“全同聚丙烯”、“间同聚丙烯”或“规整聚丙烯”，听起来好像不咋样，其实对于高分子化学就是一次划时代的变革。
塑料的发展历程
塑料的发展历程一、塑料的起源塑料的历史可以追溯到19世纪。
最早的塑料是天然橡胶的化学改性产物。
1839年，美国人查尔斯·古德伊尔（Charles Goodyear）发现了橡胶的硫化方法，这一发现使得橡胶的性能得到极大改善，更加坚韧且耐用，这可以看作是塑料发展的先驱。
在19世纪中叶，人们开始探索从纤维素这种天然高分子材料中制造类似塑料的物质。
1862年，亚历山大·帕克斯（Alexander Parkes）展示了一种被称为“帕克辛”（Parkesine）的材料，它是由硝化纤维素制成的，这是世界上第一种人造塑料。
这种材料具有可塑性，可以被加工成各种形状，虽然它存在一些缺陷，例如容易燃烧等，但它开启了人造塑料的新纪元。
二、早期塑料的发展（19世纪末 - 20世纪初）1. 赛璐珞（Celluloid）1869年，约翰·卫斯理·海亚特（John Wesley Hyatt）发明了赛璐珞。
他在寻找一种可以替代象牙制造台球的材料时，通过改进硝化纤维素的配方，制造出了赛璐珞。
赛璐珞具有良好的可塑性和透明度，很快就被广泛应用于制造梳子、纽扣、玩具等各种日用品，还被用于早期的电影胶片制作。
例如，早期的电影胶片很多都是由赛璐珞制成的，它使得电影产业得以快速发展。
然而，赛璐珞也有一个致命的缺点，那就是高度易燃，这也导致了很多火灾事故。
2. 酚醛树脂（Bakelite）20世纪初，比利时裔美国人利奥·贝克兰（Leo Baekeland）发明了酚醛树脂，这是一种具有革命性的塑料。
1907年，他通过将苯酚和甲醛在一定条件下反应，得到了酚醛树脂。
酚醛树脂具有良好的耐热性、绝缘性和机械性能，而且不易燃烧。
它的出现使得塑料开始在电气工业等领域得到广泛应用，例如用于制造电器插座、收音机外壳等。
酚醛树脂被认为是现代塑料工业的开端。
三、塑料的大规模生产与多样化发展（20世纪中叶 - 20世纪末）1. 聚乙烯（Polyethylene）1933年，英国帝国化学工业公司（ICI）的研究人员偶然发现了聚乙烯。
塑料的发展史
塑料的发展史从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史。
其发展历史可分为三个阶段。
天然高分子加工阶段这个时期以天然高分子，主要是纤维素的改性和加工为特征。
1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。
1872年在美国纽瓦克建厂生产。
当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。
1903年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋酸纤维素和注射成型方法。
1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。
在此期间，一些化学家在实验室里合成了多种聚合物，如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等，为后来塑料工业的发展奠定了基础。
1904年世界塑料产量仅有10kt，还没有形成独立的工业部门。
合成树脂阶段这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。
1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。
在酚醛树脂中，加入填料后，热压制成模压制品、层压板、涂料和胶粘剂等。
这是第一个完全合成的塑料。
1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司进行生产。
在40年代以前，酚醛塑料是最主要的塑料品种，约占塑料产量的2/3。
主要用于电器、仪表、机械和汽车工业。
1920年以后塑料工业获得了迅速发展。
其主要原因首先是德国化学家Н.施陶丁格提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不熔不溶性热固性树脂的交联网状结构理论，1929年美国化学家W.H.卡罗瑟斯提出了缩聚理论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。
同时，由于当时化学工业总的发展十分迅速，为塑料工业提供了多种聚合单体和其他原料。
当时化学工业最发达的德国迫切希望摆脱大量依赖天然产品的局面，以满足多方面的需求。
这些因素有力地推动了合成树脂制备技术和加工工业的发展。
高分子材料 (Polymer materials)
3.1 塑料的通性、分类、组成
分类
按材料的受热行为
可反复成型
热塑性塑料 热固性塑料
一次成型， 不可再塑
加工成型过程中 发生化学反应 – 固化
按材料的使用功能
3.1 塑料的通性、分类、组成
热塑性塑料：线型或支化聚合物 受热变软，冷却变硬；软化、变硬可往复循环； 可被适当溶剂溶解。
GB9685-2016 食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂 使用标准 （采用最大使用量、特定迁移量限制PAEs食品包装材料中
的应用）
3.2 主要添加剂及其作用
分类
引入方式
聚合物单体 与第二单体 共聚
破坏链的规整性， 结晶度；
内增塑剂 键合型增塑剂 外增塑剂 添加型增塑剂 主增塑剂
3.2 主要添加剂及其作用
增塑剂的耐久性
耐挥发性 耐抽出性
分子量大，挥发性低； 分子内基团体积大，挥发性低
增塑塑料浸入液体介质中(水、皂液、油、
取决： 增塑剂、所接触的 液体的相容性。
化学溶剂)，增塑剂从塑料内部向液体 介质中迁移的倾向。
耐迁移增塑剂： 高分子量极性聚酯
耐迁移性 增塑剂从制品内部向表面移动 制品变硬、
3.2 主要添加剂及其作用
增 塑 剂 Plasticizer
熔体粘度 玻璃化温度 弹性模量
改进高分子材料加工性，提高制品柔软性的一类物质。
增塑剂的基本理化性质特点：
高沸点、难挥发； 与高分子基质有一定的相容性 但不与其发生化学反应。
高沸点的稳定油状 有机液体 低熔点有机固体物质
加工成型过程中 发生化学反应 – 固化
通用塑料
按材料的使用功能
现代塑料的诞生
现代塑料的诞生1907年，比利时科学家里奥.亨德里克.贝克兰在纽约发现了一种革命性的新兴合成材料并申请了专利。
被他命名为“电木”的发明，在技术层面具有重大意义，它开启了现代塑料工业的大门。
“塑料”这个词来源于希腊语中的“plassien”，意即为“模具”。
塑料的来源各不相同，有的来自自然物质，有的来自半合成物质（自然物质的化学作用结果），有的来自完全合成物质，即从煤炭或石油中化学提炼出的成分。
有些塑料具有“热塑性”，像烛蜡那样，他们加热后会融化，然后可以被塑性；而其他的塑料则具有“热固性”，像鸡蛋那样，他们不能恢复成液态粘稠状，即他们的形状是固定的。
相比其他塑料，电木是第一个被合成出的具有热固性的塑料。
现代塑料的历史始于十九世纪中期一系列半合成热塑性材料的发现。
发展这些早期塑料背后的动力是多种多样的——化学技术的巨大进步，文化的广泛变革，对“奢侈”材料如龟甲和象牙的替代品的找寻的迫切等。
贝克兰对塑料的兴趣始于1885年，在他还是一个在比利时求学的年轻的化学学生的时候，他已经开始着手研究粘性酚醛树脂产生的酚（即苯酚）与甲醛（类似酒精的挥发性液体）的化学反应。
虽然他不久就放弃了这项研究，但是仅仅数年后他就再次重拾起来。
1905你那，他凭借其所发明的新型相纸成为一个富裕的纽约人。
在忙于积累财富的同时，贝克兰在塑料的研究上也取得了一些进展。
1899年至1900年间获得第一项半合成热固性且可投入大规模工业生产的材料的专利。
从科学领域讲，他对于塑料领域的重大贡献与其说是他以自己名字命名的材料的发现，倒不如说是对苯酚和甲醛之间可控的化学反应的发现，后者为其实现制造方式的商业化奠定了基础。
1907年7月13日，贝克兰在他那项著名的专利中对其进行了描述，其所具备的基本特征也一直沿用至今。
最初的专利描述的是一个三阶段的过程，首先是苯酚和甲醛（来自木材或煤炭）在一个内部真空的大号蛋形釜内进行化学反应，形成一种被称作“Novalak”的树脂，其在加热时具有可溶性和延展性。
2023年4月自考09235设计原理试题及答案
题目:我们现在所说的设计，一般指的是A、工业设计B、产品设计C、工艺设计D、现代设计答案: D解析: 我们现在所说的设计，一般指的是“现代设计”。
现代设计经过工业革命以后的产生和发展的过程，形成自己特有的含义、特点和形态。
p10题目: 在二维平面上构建三维空间的数学体系是A、重叠法B、垂直定位C、透视法D、改变大小答案: C解析: 透视法是在二维平面上构建三维空间的数学体系。
这种方法产生于文艺复兴时期艺术家和建筑师们的探索，人们非常欣赏这种技艺的神奇效果，从此它便成为美术专业训练中的基本内容之一。
透视法可以分为线性透视和空气透视。
p15题目: 在视觉艺术中，将观众引向高潮的传统手法之一是（）构图。
A、圆形B、三角形C、方形D、十字形答案: B解析: 在视觉艺术中，将观众引向高潮的传统手法之一是三角形构图。
题目: 悉尼歌剧院设计者是A、乌特松B、吉尔福特C、奥斯本D、鲁尔巴赫答案: A解析: 成为世界著名景观的悉尼歌剧院是由【杰恩·乌特松】设计的。
P41题目: 在设计“三部曲”中，（）是设计师最核心的任务。
A、问题概念化B、概念视觉化C、设计商品化D、产品功能化答案: B解析: 现代设计活动中.一般的设计程序，都包括问题概念化、概念视觉化、设计商品化三个基本步骤，可以称之为设计“三部曲”。
构想视觉化（概念视觉化），是设计师最核心的任务，其设计结果的好坏与设计师的美感、创意实力及经验有关。
题目: 最早的企业设计师是A、威廉·莫里斯B、彼得·贝伦斯C、哈利·厄尔D、凡·德·维尔德答案: B解析: 在西方工业发达的国家，一些大型企业很早就聘请设计师对企业的建筑、产品、包装、企业形象和文化等方面进行设计，如德国通用电器公司就曾经聘请设计师彼得•贝伦斯(Peter Behrens, 1868-1940)担任公司的艺术顾问,这就是最早的企业设计师。
p55题目: 人机工程学的研究中心是A、“人-机-环境”系统B、“人-机-社会”系统C、“人-机-自然”系统D、“人-机-产品”系统答案: A解析: 人机工程学就是使设计更加宜人化，符合人的生理与心理需要，研究中心就是“人—机—环境”系统。
三大聚合物发展史
大发展阶段
• 在这一时期通用塑料的产量迅速增大， 聚烯烃塑料在70年代又有聚1-丁烯和聚4甲基-1-戊稀投入生产，形成了世界上产 量最大的聚烯烃塑料系列。同时出现了 多品种高性能工程塑料。 • 1958~1973年塑料工业处于飞速发展期， 1970年产量30mt。同时由单一的通过改 性发展成为系列品种。而且开发了高性 能工程塑料。
橡胶
Rubber
橡胶
100年前，德国化学家弗兹〃霍夫曼研究合成橡 胶的动力或许来自于德国拜耳公司前身弗里德 里希〃拜耳染料厂的一个悬赏令：这家公司于 1906年提出，如果有人能够在1909年11月1日之 前成功“研制出制造橡胶或橡胶替代品的方 法”，公司将奖励发明者两万马克。这是当时 的拜耳总裁卡尔〃杜伊斯堡的主意。当时，借 助于苏格兰兽医约翰〃伯德〃 邓禄普和法国 的 米其林兄弟的发明创造，人们已经给自行车、 公共马车以及刚刚诞生不久的汽车装上了轮胎。
聚合物发展简史
塑料
Plastic cement
从第一个塑料赛璐璐诞生算起，塑料工业 迄今已有120年的历史。可分为 1.天然高分子阶段 2.合成树脂阶段 3.大发展阶段
天然高分子阶段
• 1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中 加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质， 热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。 • 1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象 牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电 影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发 展了模压成型技术。 • 1903年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋 酸纤维素和注射成型方法。
合成树脂阶段
• 塑料的世界总产量从1904年的10kt，猛增至 1944年的600kt，1956年达到3.4Mt。随着聚乙烯、 聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的发展，原料 也从煤转向了以石油为主，这不仅保证了高分 子化工原料的充分供应，也促进了石油化工的 发展，使原料得以多层次利用，创造了更高的 经济价值。
塑料的世界(1)溯源——赛璐珞和电木引领材料变革”
一天，他发现做火药的原料硝化纤维在酒精中溶解后， 再将其涂在物体上，干燥后能形成透明而结实的膜。 他就想把这种膜凝结起来做成球， 但在试验时一次又一次地失败了。
终于在1869年发现，当在硝化纤维中加进樟脑时， 硝化纤维竟变成了一种柔韧性相当好的又硬又不脆的材料。
在热压下可成为各种形状的制品，当真可以用 来做台球。他将它命名为“赛璐珞”。 据说海阿特并没有得到1万美元的奖金。 对他来说这是小事一桩， 因为这时他已成了一个大发明家， 他准备用自己的发明获得更多的效益。
硝化纤维
硝化纤维
含氮量高的俗称火棉， 用以制造无烟火药；
含氮量低的俗称胶棉， 用以制造喷漆、人造革、胶片、塑料等。
1872年，约翰〃海厄特在美国纽瓦克建立了 一个生产赛璐珞的工厂， 除用来生产台球外，还用来做马车和汽车的风挡及电影胶片， 1877年，英国也开始用赛璐珞生产假象牙和台球等塑料制品。 后来海阿特又用赛璐珞制造箱子、纽扣、直尺、乒乓球和眼 镜架。 从此开创了塑料工业的先河。
导电塑料
塑料: 绝缘！导电？ 质量轻、抗辐射、易于制成薄膜、节约金属资源
艾伦教授的这项发明使他获得2000年诺贝尔化学奖！
1975年，美国费城的艾伦教授到日本进行学术访 问。在东京实验室参观时，楼道角落里的一堆既像塑料 又闪着银光的薄膜吸引了艾伦教授的注意力。当他好奇 地询问陪同的白川教授时，对方不以为然地回答：这只 是一堆废品，毫无科学价值。 白川接着告诉他，那是一个外国留学生在做高分 子聚合实验时，由于没听清规则和要求而制造的一种莫 名其妙的产品，被丢弃在那里已近五年了。现在被当作 失败的实例，以教育那些违背科学而荒谬操作的学生。
赛璐珞
它有两个意思:
一是假象牙
二是电影胶片
塑料的发明历史
塑料的发明历史也许是因为塑料制品在日常生活中太普遍了，大家对塑料一词熟悉得不能再熟悉了。
从字面上理解，塑料指所有可以塑造的材料。
但我们所说的塑料，单指人造塑料，也就是用人工方法合成的高分子物质。
其实，正是因为有了这种物质，才有了塑料一词。
大家知道，在纤维素中的部分羟根(氢氧根)被硝化后会得到焦木素。
焦木素溶于乙醇和乙醚的混合物，再加入樟脑等蒸发后会得到一种物质，它受热后变软，冷却后变硬，这种物质被称为“赛璐璐”。
它就是于1865年问世的首批人造塑料。
使塑料从化学实验室中的珍品一跃而成为公众关注的对象，是塑料被引入台球室这一戏剧性事件引发的。
以前的台球是用象牙做的，象牙只能来源于死了的大象，数量自然非常有限。
19世纪60年代初，有人悬赏 1万美元征求台球的最好代用品。
1869 年，美国的海厄特利用“赛璐璐”制出了廉价台球，从而赢得了这笔奖金。
从此，赛璐璐被用来制造各种物品，从儿童玩具到衬衫领子中都有赛璐璐。
它还用来做胶状银化合物的片基，这就是第一张实用照相底片。
但是由于赛璐璐中含硝酸根，极易着火，而引起火灾。
赛璐璐是由纤维素制成的。
因此，它仍然属于高分子化合物。
到1909年，人们已能用小分子合成塑料。
美国的贝克兰把苯酚和甲醛放在一起加热得到的酚醛树脂，被称为贝克兰塑料。
酚醛树脂也是通过缩合反应制备的。
其制备过程共分两步：第一步先做成线型聚合度较低的化合物；第二步用高温处理，转变为体型聚合度很高的高分子化合物。
第一步得到的物质研磨成粉，再和其它物质如陶土混合加热，熔融后凝固的高分子物质很稳定，再加热的时候不再变软。
当然，对塑料加热可以使其损坏。
到了20世纪30年代，人们发现乙烯在高温高压下能形成很长的链。
这是因为乙烯中两个碳原子间的双键在高温下有一个键会打开并与相邻分子连接，这样多次重复，就形成了聚乙烯。
聚乙烯是一种石腊状物质，像石腊一样，呈暗白色，有滑腻感，对电绝缘而且防水，但比石腊更坚固柔软。
遗憾的是，用高温高压方法制造的聚乙烯有一重大缺陷，它的熔点太低，大约等同水的沸点。
塑料起源与发展
第二步：用高温处理，转变为体型聚合度很高的高分子化合物。
塑料时代的开始
第一种完全合成的塑料出自美籍比利 时人列奥·亨德里克·贝克兰。
1863年：生于比利时根特,贝克兰是鞋匠 和女仆的儿子；
1884年：(21岁)获得根特大学博士学位； 1887年：(24岁)时成为比利时布鲁日高等
得到用途如此广泛的材料。
1940年5月20日的《时代》周刊则将贝克兰称
为“塑料之父”。
酚醛塑料—第一个 工业化的高分子材料
早在1872年，德国化学家阿道夫·冯·拜尔就发现：苯酚 和甲醛反应后，玻璃管底部有些顽固的残留物。不过拜尔
的眼光在合成染料上，而不是绝缘材料上，对他来说，这
种黏糊糊的不溶解物质是条死胡同。对贝克兰等人来说，
20世纪60年代 耐高温高分子Nomex（诺梅克斯：间位芳纶或芳纶
1313、对位芳纶或芳纶1414）
新型复合材料Kevlar（凯夫拉：芳纶复合材料）
“赛璐珞”的发明—塑料时代的开始
1868年——1869年，美国有一位叫约翰·海阿特的印刷 工人，一次偶然的误操作，他发现做火药的原料硝化纤维 在酒精中溶解后加进樟脑时，硝化纤维竟变成了一种柔韧 性相当好的又硬又不脆的材料，可以做台球。他将它命名 为“赛璐珞”。
合成高分子材料的发展历史
1869年
赛璐珞
海阿特(美国J.W.Hyatt)
1909年
酚醛树脂 贝克兰(美国Leo Baekeland)
20世纪40年代 氯乙烯、
聚苯乙烯
有机玻璃等
20世纪50年代 低压聚乙烯（1952年工业化） 齐格勒(德国Karl Ziegler)
聚丙烯 （1957年工业化） 纳塔(意大利(Giulio Natta)
塑料的世界
塑料的世界（1）溯源——赛璐珞和电木引领材料变革孙 亚飞常常因为去外地进行塑化剂方面的汇报，在旅行途中就开始演练 ppt，有几次引起了邻座的 注意，纷纷开始提问，于是演练搞得比实战还紧张。
不过通过几次对陌生人的科普，倒是发 现有关塑料的很多问题是很值得关注的， 有一些问题在业内或许已经是常识， 但在非专业人 士眼中却十分困扰。
所以这一系列的“塑料”专项科普主要面对的是非化学专业人士，有一些 地方会比较浅显，专业人士勿砸。
在这篇专题中，我们会全面地说明塑料的前世今生，也会 涉及塑化剂、双酚 A 这些近年热门的话题，或许你会发现，塑料的世界竟是如此精彩。
新材料变革我们先把历史的时钟倒回到原始社会， 那个时候的原始人主要使用的材料主要有三种： 木器、 石器和陶器， 在很多考古学中也发现游离的一些金属矿在原始社会中得到了应用， 主要是金 和银，但由于这两种金属作为材料而言都偏软，所以其实基本没有太多的实用价值，只是在 后来充当了一般等价物才有了突飞猛进的应用。
那个时候的人们会重视使用木器和石器并不奇怪， 因为可以随地取材， 这是猩猩都会使用的 基本工具。
与此对应的是，陶器更多地被认为是文明的标志，几乎全世界的考古都会极为看 重陶器的价值，这有着深刻的材料学意义。
木器和石器代表了人类史上的两大类型材料——有机材料和无机材料，当然这简直就是废 话，这个世界除了有机的就是无机的。
但历史的发展很不均衡，在漫长的数千年中，直到 19 世纪以前，有机材料除了木器以外，就是毛皮、秸秆这些可以从生物中直接获取的材料， 没有什么大的变迁。
但无机材料却以石器为起点，发展出了陶器、瓷器、金属、玻璃等等人造材料，除了石器之外，全是依靠人类智慧对已知物施加化学变化之后创造出的新材料，即 使是游离状态的金、银、汞等，人们也都开发了一些利用化学反应进行的提纯方法，而有机 材料则几乎都是随取随用——当然这么说也不完全公平， 有机材料中的鞣革技术也是化学作 用，但产物革与原料皮的性质接近，用途也一致。