日用品中的化学

日用品中的化学
塑料
一、塑料的简介
广义的塑料定义指具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。

塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。

软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。

狭义的塑料定义是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。

塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。

塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

二、塑料的特性
1、塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。

塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。

2、塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。

有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。

有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。

两种不同的结构，表现出两种相反的性能。

线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。

体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。

塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

3、塑料与其它材料比较有如下的特性：〈1〉耐化学侵蚀；〈2〉具光泽，部份透明或半透明；〈3〉
大部分为良好绝缘体；〈4〉重量轻且坚固；〈5〉加工容易可大量生产，价格便宜；〈6〉
用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温。

塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。

工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。

三、塑料的优点
1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。

2、塑料制造成本低。

3、耐用、防水、质轻。

4、容易被塑制成不同形状。

5、是良好的绝缘体。

6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。

四、塑料的缺点
1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。

2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。

例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯环等。

3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

五、塑料的成分
我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。

其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在聚合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等，才能成为性能良好的塑料。

六、塑料的分类
1、按使用特性分类
根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。

2、按理化特性分类
根据各种塑料不同的理化特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。

3、按加工方法分类
根据各种塑料不同的成型方法，可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。

洗涤用品
我们在每天的生活中，都要在厨房和卫生间里接触大量的日常生活用品。

早上起来洗脸刷牙要用香皂和牙膏；午饭过后收拾餐具要用洗涤剂；晚上冲凉洗衣服要用肥皂和洗衣粉等。

那这和化学有什么联系？这其中的联系大着呢。

只要生活中留心，就会发现日用品中有好多化学知识，化学就在我们身边。

一、牙膏
牙膏问世前，人们用牙粉刷牙。

牙粉是碳酸钙和肥皂粉的混合物，其功能只是保持牙齿清洁，除去污渍。

牙粉pH值高，会引起口腔组织发炎。

第二次世界大战以后，有治疗作用的牙膏才纷纷上市。

尤以合成去垢剂代替肥皂的牙膏深受大众青睐。

这种清洗剂不仅能明显减少口腔炎症，还使牙膏气味清香，更有抑制引起蛀牙的菌斑酸的作用。

l．防治龋齿
20世纪50年代初，一些流行病学研究指出，氟化物具有阻止龋齿的作用。

于是，1955
年出现了添加氟化亚锡的牙膏。

后来，一氟磷酸钠代替了氟化亚锡，成为世界上研究最广泛的氟化物。

如今被添入牙膏预防龋齿的氟化物还有氟化钠和氟化胺类。

专家们普遍地认为，当提供的氟离子的浓度相等时，所有这些氟化物防治龋齿的作用是相同的。

龋齿是由于发生在牙釉质上．也可能是局部地发生在牙釉下面的牙本质里的去矿化作用
引起的。

去矿化作用就是有机酸穿透牙釉质表面使牙齿的矿物质一羟（基）磷灰石溶解。

这些酸是由口腔细菌在糖代谢或可酵解的碳水化合物代谢过程中释放出来的。

由于细菌在牙齿表面形成一层粘附着的膜——齿斑（或称菌斑），细菌制造的酸能够长时间地跟牙齿表面密切接触，因此，羟磷灰石被酸溶解，生成磷酸氢根离子和钙离子向齿外扩散，被唾液冲走。

不过，即使去矿化作用的酸存在于牙齿表面的齿斑里，却有证据表明，龋齿是在牙齿的釉表质下面开始的。

饮水、食物和牙膏里的氟离子会跟羟磷灰石反应生成氟磷灰石。

溶解度研究证实，磷灰石比羟磷灰石更能够抵抗酸的侵蚀。

据研究，牙釉质表层60微米厚度里，氟磷灰石的含量是釉内层10倍，细菌分泌的酸通过微小的孔洞进入牙齿的釉质，从而引起含氟磷灰石较少的内层牙质的矿化。

临床观察表明，含氟牙膏能通过沉积氟磷灰石使白斑再矿化。

氟离子也能减少蛀牙，因为它比起较大的氢氧根离子在磷灰石晶体结构里更匹配，还因为它能抑制口腔细菌产酸。

含氟牙膏已经使全世界千千万万的人减少龋齿，使大家的牙齿保持得更长久。

然而不幸的是老年人会发生牙龈萎缩，使牙根暴露，从而使牙根表面的蛀洞增多。

这种龋齿可使用含氟牙膏后再请医生涂抹一种含氟胶来制止。

2. 预防齿质过敏
牙膏化学的第二个进展是预防牙质过敏引起的酸痛。

牙质过敏是因暴露的牙质（羟磷灰石和胶原）表面受到热、渗透、碰击或者吸入的空气的刺激引起的酸痛。

通常牙根被牙龈覆盖。

但当牙龈萎缩，牙根表面覆盖着的牙骨质的外表层就会暴露出来。

食物和口腔细菌的酸可以使牙本质的微孔或小管在牙骨质表面开口，从而导致过敏。

牙骨质小管里面充满着液体，冷热的刺激会使液体热涨冷缩，刺激底下的牙髓神经并引起酸痛。

含钾盐和锶盐的牙膏可以起到预防性治疗的作用。

锶盐会封闭开口的孔道从而阻止酸痛。

据研究，硝酸钾等药剂可以变更牙髓神经的受激阈来减弱神经活性。

在一支牙膏里，既含硝酸钾又含一种能够很好地附着牙表性能的含氟共聚物，就可以起到这种作用。

从电子显微镜照片上可以看到，用这种牙膏做的体外试验确实把开口的牙质小管道封闭起来了。

这种方法的不足之处是需要在2～4
星期后才会有显著效果。

因此，仍需要寻找一种速效材料来防治牙质过敏。

3．消除牙垢
含氟牙膏防治龋齿的成功，使药物牙膏的研究焦点向其他问题转移，例如开始研究如何防治在牙齿表面形成牙垢的问题。

牙垢又叫牙石，主要成分是二水合磷酸钙。

据美国国立牙病防治研究所统计，34％的学龄儿童和20％—30％的成年人在牙眼线以上有牙垢，而60％—65％的成年人在牙龈线以下有牙垢。

如今除去牙垢的惟一方法仍然是机械刮除，这种方法既费时又难免痛苦。

令人惊奇的是磷酸钙沉积只发生在口腔内，尽管人的许多体液如血液、唾液及其他分泌物都是被钙和磷酸盐饱和的，推测其原因，可能是人体的其他体液里含有一种天然的阻抑剂，可以防止磷酸钙沉积，不过这种天然的阻抑剂人们还尚未了解。

近期的研究则指出，除非碱金属磷酸酶被抑制，否则将形成牙垢。

酶的活性越高，形成牙垢的倾向越强。

直到近年，才开发出一种有效的碱金属磷酸酶抑制剂——乙烯甲醚和马来酸的共聚物。

这一聚合物还有如下优良性质：安全，因为它曾被用作牙科粘结剂；在口腔里的存留时间与焦磷酸盐相同甚至更长；聚合物能够很好地附着在湿的牙面上。

临床研究表明，焦磷酸盐、聚合物和氟化物的结合是人的牙垢的有效抑制剂，使用3个月后能够减少30％～50
％的牙垢。

这种混合物为什么能够抑制牙垢的生成呢？这是由于唾液是
钙和磷酸盐的来源，当这些离子到达牙的菌斑或牙表时就会生成一个牙垢的晶种，牙垢的化学组成和牙齿是相似的，因此，用化学方法是不能把它溶解的。

牙膏里加进焦磷酸盐、共聚物和氟化钠后，它们会攻击牙垢的生成并使它溶解，将磷酸钙回收，现在全世界都在牙膏里加进这种混合物来预防牙垢的生成。

此外，在牙膏里添加锌盐也能防治牙垢，它们可以置换磷酸钙里的钙从而抑制牙垢的晶体的生长。

4．杀菌剂
牙膏化学的第四个方面是杀菌剂问题。

口腔细菌形成的齿斑具有高度有序的结构，虽然细菌通常并不危害牙床组织，但其产物会引起组织的病理变化。

添进牙膏的杀菌剂的品种曾有抗菌素、防腐剂和抗炎药等，但是效果不好，且有明显的副作用，概括地说，它们会扰乱口腔微生物的正常生态环境。

事实上，如果每天刷两次牙，99％的细菌就会被杀死，但抑制菌斑生成的作用则仅6小时。

菌斑的生成是一个持续不断的过程，饮食，甚至接吻总会招致重新感染的机会。

因此，杀菌作用不是仅仅为了防止菌斑的生成。

有效的抗菌剂应当具有活性，能够存留在口腔里和牙齿上，味道纯正，低毒并且不扰乱口腔的正常微生物的生态环境。

现已发现一类非离子型化合物，杀灭口腔细菌的效果很好。

它不会污染牙齿，也不会影响味觉。

但该药物在口中的存留时间尚不够长。

为改善存留时间，开发了一种特殊聚合物，它能够在12小时内渐渐地释放出上面所说的活性非离子型化合物。

含这种聚合物的牙膏已经做过许许多多临床试验，现已进人80多个国家的市场。

二、肥皂
1．肥皂的历史
衣服穿久了会变脏，带有油污的衣服是滋生细菌的温床，脏东西还会毁坏衣物纤维。

所以衣服要勤洗勤换，正如我们要天天洗脸一样。

古时候，人们在河边青石板上，将衣服折叠好，反复用木棒捶打，靠清水的力量洗去污垢。

这样效果不够好，还很费力。

后来有人发现有一种天然碱矿石，溶化在水里滑腻腻的，去油污还挺有效。

皂英树结的皂英果，泡在水里也可用来洗衣服。

如果当地既无天然碱，又不长皂英树，烧一把稻草、麦秆或桨禾，把草木灰浸到水里，用布过滤出水来。

这种草木灰里含有碳酸钾，和天然碱的水溶液一样，也能洗掉油污。

古时候的高卢人（即现在法国）用草木灰、山羊油和水制成一种粗肥皂。

稍后一些时候，人们将猪油拌合天然碱，反复揉搓挤压，得到跟今天肥皂差不多的“猪胰子皂”。

说不定，现在的老年人还用过这种猪胰子皂呢！难怪有些地方至今仍称肥皂为“胰子”。

我们现在用的肥皂是从工厂的大锅里熬出来的。

制皂工厂的大锅里盛着混合油脂（以硬化油为主，混合一定比例的牛油、猪油或椰子油），然后加进烧碱（氢氧化钠）用火熬煮。

油脂和氢氧化钠发生化学反应，生成肥皂和甘油。

因为肥皂在浓盐水中不溶解，而甘油在盐水中溶解度很大，所以当熬煮一段时间后，倒进去一些食盐细粉，大锅里便浮出厚厚一层黏黏的膏状物。

用刮板把它刮到肥皂模型盒中，加入一定量的水玻璃、松香等填料，冷却以后就结成一块块的肥皂了。

2．多种多样的肥皂
我们常见到的肥皂种类多种多样，有黄色的洗衣皂、红色的药皂、五颜六色的香皂。

它们都是肥皂，从制造的原料和生产的原理来看是相同的，都是利用动物油、植物油和碱为原料经皂化反应制成的。

不同点是它们对原料的要求不尽相同，生产洗衣皂是各种动、植物油和氢化油，一般不用经过复杂的精制处理，为了降低成本，在配方中往往还加人肥皂总量的10％～20％的松香。

（1）普通洗衣皂：在各种类型的肥皂中，以普通洗衣皂中油脂的含量最少，它的油脂含量只有42～53％，还含有未起皂化作用的烧碱，质量差的洗衣皂中还含有比较多的动植物脂肪酸的代用品，因此洗衣皂虽然被普遍使用，但它却有两个缺点：第一，它的碱性比较强，只适用于洗涤棉、麻纺织品，而不能用来洗涤丝、毛织物。

丝毛织物受到
碱的腐蚀，其纤维会变得紧缩而使织物变形。

第二，由于洗衣皂中含油脂少，对皮肤有刺激作用，它所具有的碱性，能把皮肤上的皮脂中和掉，损害皮肤。

皮脂对皮肤有滋润作用，也有轻微的杀菌能力，如果皮肤上的皮脂脱掉了，皮肤就会变得干燥松弛，失去光泽，不但影响美观，而且有损健康。

长期使用普通洗衣皂洗手，手上的皮肤就容易龟裂。

我们还必须注意，千万不可以用普通洗衣皂来洗脸和洗头，如果洗衣皂将头皮上的皮脂洗掉了，将会使头皮直接暴露在外面，将严重损害我们的健康。

由于普通洗衣皂的质量较差，如果保管不当，或者遇到合适的条件，还会发生“酸败”和“冒霜”两种现象。

如果肥皂中没有和氢氧化钠完全作用的油脂过多，这些脂肪酸就会逐渐地跟着肥皂中的水分一起跑到肥皂的表面，它们经过空气的氧化作用，分解成酸、醋和酮等化合物，而使肥皂变质，这就是肥皂发生“酸败”的原因。

“酸败”以后，肥皂会产生一种不好闻的气味，轻微的只在表面上产生黄褐色的斑点，严重时整块肥皂都发生“酸败”肥皂的去污作用即下降。

如果生产肥皂时，碱和其它物质（如氯化钠，以及作为填料的硅酸钠）是过量的，那么它们也会随着水分的蒸发而被带到肥皂的表面，其中氯化钠会在表面结晶出来，氢氧化钠和硅酸钠则与空气中的二氧化碳发生化学反应在肥皂表面生成自色的碱酸钠和硅酸。

它们都是细粒状的结晶，外形和白霜一样，所以把这种现象称为“冒霜”。

轻微的“冒霜”对使用没有影响，但如果“冒霜”很严重，说明肥皂中所含的杂质太多，质量低劣，去污能力差。

（2）透明洗衣皂：市售的透明洗衣皂的原料中，除了含有一般的动植物油脂外，还用了比较多的透明的化学制剂（如甘油等），而且动植物脂肪酸的代用品也比较少。

透明洗衣皂的特点是外观透明；皂质很滑；不易龟裂，碱性也比较弱，对皮肤的刺激性比校小，它很适合于洗涤合成纤维纺织品，有的人甚至于把它叫做“肥皂”。

（3）香皂：香皂属于化妆皂，其中油脂的含量达到80％以上，碱性非常弱，所以对皮肤的刺激性极小，适合于洗脸、洗头、洗手和洗澡，为了使香皂具有香味和颜色，还在里面加了香料（如檀香皂）和染料，它们的含量很少，对香皂的洗涤性能没有影响。

（4）儿童香皂：儿童的皮肤很细嫩，特别怕刺激和碱性的腐蚀，所以儿童香皂中除了油脂的含量特别高以外，还加入了少量硼酸和羊毛脂，使它比较润滑。

儿童香皂是一种接近中性的肥皂，刺激性最小，是质量很好的肥皂。

（5）剃须皂：剃须皂也是一种化妆皂，它的特点是容易发泡，泡沫细而多，并且能够持久。

剃须皂以氢氧化钾为原料来代替一般肥皂中的氢氧化钠，所以皂质柔软，使用后能使胡须变软，皮肤润滑。

（6）药皂：如果在肥皂的原料中加入少量的药物和消毒剂，就可以制成药皂。

硼酸皂是质量最好的药皂，它的油脂含量比一般香皂还要高，刺激性小，不伤害皮肤，可用于洗脸、洗手和洗澡。

有的药皂中含有石碳酸（酚）或来沙尔（杂酚皂液），它们起消毒作用，可以用来洗手洗澡以杀灭吸附在手上和身上的细菌，这两种药皂有一定的刺激性，不能用来洗脸和洗头。

3．怎样判别肥皂的好坏
肥皂质量的好坏取决于以下几方面：
（1）肥皂的质量和原料中所含的油脂（脂肪酸）的多少有关，油脂含量越高，肥皂的质量也越好，对皮肤的刺激性也越小。

（2）肥皂的质量还和原料中油脂的种类有关。

一般来说，用植物性油脂（椰子油，橄榄油等）制造出来的肥皂的质量比用动物性油脂制造的肥皂好。

有的地方，还用动植物脂肪的代用品来代替油脂，这种代用品的含量越高，肥皂的质量就越差，用这种肥皂洗手后，手上会感到发粘。

（3）肥皂的质量还和未皂化的杂质含量有关。

如果未皂化的氢氧化钠
（即没有和油脂发生反应生成硬脂酸钠的氢氧化钠）含量越多，肥皂的碱性较强，泡沫也少，质量较差。

如果用肥皂洗手时，把水擦干后，手上感到发粘，说明肥皂中含有大量未皂化的物质。

（4）肥皂的软硬不但取决于所用的原料是氢氧化钠，还是氢氧化钾。

它还由所用脂肪酸的性质有关，脂肪酸的性质较硬，制造出来的肥皂就比较硬，反之，则比较软。

4．肥皂去污的奥秘
说到底，肥皂是怎么将油污与衣物分离的呢？大家都知道，“油水不兼容”，要使油污乖乖地溶解在水里可并不容易。

单用水洗是很难洗净衣物的，需要肥皂为油污和水联络一下感情。

肥皂这么神通广大吗？原来它的化学成分是高级脂肪酸钠，它溶解在水里，伸出两只手，一只手与油污感情好，紧紧拉住不松手，另一只手是水的好朋友。

在这位“媒人”的极力拉动下，油离开了原来附着的衣物表面跑到了水中来。

这位“媒人”可是使出了浑身解数，除了生拉硬拽，它溶于水这部分水解成氢氧化钠和高级脂肪酸。

它们各有“拿手好戏”，前者促使衣服上的油脂起化学反应，变成易溶于水的物质，而与衣物若即若离；后者特别容易使水起泡沫。

泡儿个小，表面积却很大，对憎水的油污吸附本领很大，把那些已被动摇了的油污从衣物上“拉”下来，这样衣服就洗得干干净净了。

三、合成洗涤剂
有没有更好的洗涤剂代替肥皂呢？有的，它们正是以洗衣粉为代表的合成洗涤剂。

一百多年前，有人偶然发现蓖麻油和硫酸作用后，得到一种“土耳其红油”用它洗衣服，在海水里照样挺好使，不会生成叫人讨厌“豆腐渣”。

这件事启发了科学家，随着石油化学工业的发展，科学家们利用炼油副产品和苯、氯气、硫酸、氢氧化钠等为原料，用人工方法合成了上百种洗涤剂。

合成洗涤剂和肥皂的去污原理一样，它也具有双重性格，既溶油，又溶水，但同时它没有肥皂的缺点，在各种水中都可保持良好的去污能力。

这样不仅节约了大量的动植物油脂，还具有很强的洗涤能力，合成洗涤剂很快就受到人们的青睐。

合成洗涤剂除了固体的洗衣粉，还有液体的洗洁精等。

有些洗涤剂中添加了荧光增白剂，可以使白色更洁白，花色更鲜艳，还有一些无泡或少泡洗涤剂，适合在洗衣机、洗碗机里使用。

（一）去污能力强的合成洗涤剂和洗衣粉
提起合成洗涤剂，也许你感到有点陌生，但是一提起洗衣粉，则无论男女老少，尽人皆知。

合成洗涤剂的品种很多，洗衣粉只是其中的一种固体合成洗涤剂，其它还有液体的合成洗涤剂（市售的商品称为洗净剂）以及洗头用的香波，洗手用的洗手剂等。

为什么要把这一类洗涤剂称为合成洗涤剂呢？因为它里面起去污作用的主要成分是用化学方法合成出来的表面活性剂（或称活性物）。

合成洗涤剂和肥皂不同，它是由多种成分组成，除了主要成分活性物以外，还要加上其它助剂。

1．合成洗涤剂的成分
（1）活性物（表面活性剂）：合成洗涤剂中的活性物能够降低水的表面张力，使污垢容易从衣服上的纤维脱离而分散到水中，然后用清水才可以把这些污垢漂洗干净。

目前，国产洗衣粉使用得最多的活性物是烷基苯磺酸钠，它是用石油产品为原料而制得的，因此价格低廉，产量大。

脂肪醇硫酸钠是一种泡沫丰富、性能良好的活性物，可用于生产洗涤丝、毛织物的洗衣粉。

烷基醇酰胺和脂肪醇醚硫酸钠等活性物在水中有较大的溶解度，是液体合成洗涤剂（洗净剂）的原料，具有较强的去污能力。

（2）三聚磷酸钠：磷酸钠在合成洗涤剂中的主要作用是消除讨厌的硬水对洗涤带来的危害，由于它能与硬水中的钙离子和镁离子生成结合力很强的化合物，可以避免钙、镁对洗涤剂去污作用的干扰。

磷酸钠还可以使洗衣粉变成容易流动的空心颗粒状物质，使洗衣粉不容易结块。

当然磷酸钠本身也具有去污能力。