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塑料材料
如果要说当今世上最重要的材料,想必非塑胶材料莫属了。究其原因,是因为塑胶的用途广泛,而且几乎在任何地方都可以派上用场。可是塑胶并非单一物料,而是一系列的物料。而即使同一类的塑胶,亦可能因为用途不同而有不同的分类。以下我们会简单地介绍一些常见的塑胶及其用途。
聚乙烯(下称PE)是其中一种被广泛应用的塑胶,不论是日常用品或包装物料都会找到它的踪影。最常见的聚乙烯是低密度聚乙烯(LPDE)及高密度聚乙烯(HPDE)塑料材料。PE常用于包装材料,如食品包装或药物的包装容器。
虽然同样是PE,但在某些用途时会对不同类型的PE材料有不同要求。例如美国食品药品监督管理局(FDA)对食品接触PE分成多种类别,而每个类别亦有特定的密度,溶点及可溶出物的要求1。厂家若要使用PE作食品接触材料时必需先瞭解其所使用PE的类别。
聚丙烯(下称PP)跟PE的外貎及质感很相近,其用途跟PE亦非常相近,常用于容器,食品包装等的用途。但PP比起PE的软化温度更高,因此较适合使用于高温环境,例如需要高温消毒的食品包装。另外PP有较强的抗疲劳特性,所以会常常用于需要经常拗摺的用品2。
相信聚苯乙烯(下称PS)最为人所熟悉的莫过于作为“发泡胶”的用途了。除此之外, PS亦以价格低廉见称,常用于制作食品包装,即弃餐具,玩具等。由于PS材质较脆,所以某些用途会在聚合过程中加入5-10%的橡胶以增加其韧度及强度2,这就是High Impact Polystyrene (HIPS)了。
聚对苯二甲酸乙二酯(下称PET)物料质轻,而且具有足够的物理强度,所以常会用于制造樽装饮品的包装材料(称作宝特瓶)。若果盛载的饮品为有气饮品,使用的PET瓶会在中间夹有另一层高阻隔性塑料(例如EVOH,尼龙 MXD6等)。另外PET物料亦广泛用于纺织人造纤维布料(称为聚脂),我们常听见的涤纶(Dacron,或译作“的确凉”)的主要材料便是PET了。
聚乳酸(下称PLA)因为其原料来自可再生资源(由发酵玉米,木薯,甜菜根等农作物而来),而且又可以被生物降解,所以常被视作是一种环保塑料。在一些包装物料,即弃餐具,3D打印材料中亦常有PLA的踪影。由于PLA能被生物降解,所以亦会用于制作某些类型的医疗用品,如植入身体的支架,螺丝,缝合线等等。这些物料最终均会被身体完全吸收3。
其实一般人可以透过一些简单的方法便可分辨塑胶的大概种类。以下是一些常用的方法:
但是这些测试只能估计塑胶的大约成分,而如果厂家要准确地估计塑料成份,或比较不同批次的塑料是否有明显分别时便需要借助仪器。傅里叶转换红外线光谱仪(Fourier-transform infrared spectroscopy,简称FTIR)是分析塑料主要成分的常用的方法。它能轻易分辨HDPE,LDPE,PP;分辨聚酯是PET,PBT,PCT还是PEN;分辨PS,ABS,AS。它可以分辨几种类型的橡胶 ,也可以确认塑料是否如生产商宣称的PLA物料。FTIR需要的样板量少,只要几平方毫米面积便足够,而且测试是非破坏性的。