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        不斷進(jìn)步的防雨技術(shù)

        2022-11-25 15:29:50許秀華插畫(huà)玖月
        科學(xué)大眾 2022年11期
        關(guān)鍵詞:防雨蓑衣塑料制品

        ● 文 /許秀華 ●插畫(huà)/玖月

        防雨利用的是疏水性

        如今,下雨時(shí),我們可以穿雨衣或打雨傘。塑料和化纖工業(yè)的發(fā)展,為我們提供了優(yōu)質(zhì)的防水面料。而在古代,人們只能將自然界現(xiàn)成的一些材料加以巧妙利用。箬笠,取自禾本科植物箬葉的葉片;蓑衣,則取自蓑草或者棕葉。兩者的防雨效果都不盡如人意,穿戴久了,身體仍然不免被雨水打濕。箬笠、蓑衣的質(zhì)量不輕,遇水會(huì)變得更重。

        箬笠、蓑衣之所以能防雨,利用的是其材料的疏水性質(zhì)。什么材料疏水、什么材料親水,用一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就可以判斷。把一滴水滴到材料表面,如果水滴團(tuán)成一個(gè)球,那么,該材料就是疏水的;如果水滴沿著材料的表面蔓延開(kāi)來(lái),那么,材料就是親水的。疏水的材料不容易被水打濕,親水的材料很容易被水浸潤(rùn)。自然界里的疏水材料在水生植物中最常見(jiàn),比如出淤泥而不染的荷葉。如果像菠菜葉子那樣很容易被水浸潤(rùn),那荷葉在水中就很容易腐爛。

        從天然植物材料到塑料

        很久以前,人們就已經(jīng)知道松香、琥珀和蟲(chóng)膠這些天然的樹(shù)脂具備一定的疏水性,可以用于防水。比如,我國(guó)明代就在密實(shí)的紡織品上面涂一層桐油,做出雨衣和雨傘,輕便且防水性好。那時(shí)的雨衣應(yīng)該比蓑衣更接近“衣”的樣子。

        而在歐洲,1869年前后,英國(guó)攝影師亞歷山大·帕克斯將攝影中采用的膠棉(一種天然纖維素)硝化,并用樟腦作為增塑劑,做出了一種可彎曲的硬性材料,并將其稱(chēng)為“帕克辛”。這是世界上最早發(fā)明的塑料。他用帕克辛做出了梳子、紐扣等。后來(lái),美國(guó)印刷工人約翰·海厄特發(fā)現(xiàn),在硝化纖維中加入樟腦,硝化纖維竟變成了一種硬而不脆、柔韌性相當(dāng)好的材料,在熱壓的作用下可成為各種形狀的制品。他將這種材料命名為“賽璐珞”。遺憾的是,賽璐珞不耐熱且易燃,這限制了它的應(yīng)用范圍。

        1907年,美籍比利時(shí)人列奧·亨德里克·貝克蘭做出了世界第一種完全合成的塑料,并用自己的名字將其命名為“貝克萊特”,又稱(chēng)酚醛塑料。酚醛塑料絕緣、耐熱、穩(wěn)定、耐腐蝕、不可燃,被貝克蘭稱(chēng)為“千用材料”,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。1940年5月20日的《時(shí)代》周刊將貝克蘭稱(chēng)為“塑料之父”。

        第一次世界大戰(zhàn)后,化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步催生了聚苯乙烯和聚氯乙烯的發(fā)明,這就是今天廣泛采用的塑料的雛形。比起早期的酚醛塑料,這些新型塑料無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭,表面光滑,不僅可以用于制作管道、家電等硬性的塑料外殼,也能用于制造包裝袋和塑料雨具等軟性的物品。

        1939年,杜邦公司又推出了塑料行業(yè)的明星——聚酰胺,即尼龍。它被稱(chēng)為“由煤炭、空氣和水合成,比蜘蛛絲細(xì),比鋼鐵堅(jiān)硬,優(yōu)于絲綢的纖維”。

        之后,合成橡膠、亞克力(有機(jī)玻璃)、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等各種新型塑料紛至沓來(lái)。今天,我們身邊的塑料已經(jīng)無(wú)所不在,防水已經(jīng)是塑料最平常的功用了。

        “白色污染”成難題

        塑料制品具有質(zhì)輕、防水、耐用、生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本低的優(yōu)點(diǎn),在全世界被廣泛應(yīng)用且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。然而,凡事有利必有弊。塑料污染同樣成為困擾現(xiàn)在和未來(lái)的重大環(huán)境問(wèn)題。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署2018年的一份報(bào)告稱(chēng),全世界總計(jì)生產(chǎn)的90億噸塑料制品中,被循環(huán)利用的只有9%,另外約12%被焚燒,其余79%最終堆積在垃圾填埋場(chǎng)或進(jìn)入自然環(huán)境中。2019年,我國(guó)塑料制品生產(chǎn)量高達(dá)8 184萬(wàn)噸,約占全世界塑料制品需求量的1/4,而每年用于“白色污染”的治理經(jīng)費(fèi)達(dá)1 850萬(wàn)元左右?,F(xiàn)在,人們已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)生物降解塑料,希望能解決“白色污染”問(wèn)題。

        同學(xué)們,假如能夠選擇,你們是要一個(gè)青箬笠、綠蓑衣的世界,還是要一個(gè)被塑料包圍的世界呢?

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