人类可以发明出自我修复的塑料吗,如果已经老化的塑料可以自我修复那个多好。最近,这方面取得了进展。科学家已经开发出一种新的塑料,可以修复内部的“疲劳”。这种塑料它在自我修复中会需要一些氧气,比较有意思的是,一旦这种塑料修复完成,它随机还会产生一些“排泄物”。据说这种新塑料已用于特定产品。
到目前为止,我们日常生活中使用的塑料容易老化,产品寿命短。抗老化材料的制造一直是科学家们追求的目标。就塑料而言,尽管已经做了许多改进,但目前使用的塑料寿命最多为10年。研究者们相信,假如塑料材料的自我修复功能一旦成功,它也许可以对未来的材料产生比较深远的影响。
塑料强度的秘密
世界塑料可分为三大类:通用塑料、工程塑料和超级工程塑料。一般塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯和氯乙烯,用于制造日用品,使用寿命为5~6年。工程塑料包括聚碳酸酯、聚酰胺和聚甲醛,通常用于制造汽车零部件、电气和电子产品,价格一般高于普通塑料,使用寿命约10年。超级工程塑料仅用于特殊环境。它们主要用于航空航天产品。它们价格昂贵,使用寿命长达100年。
我们一般使用的普通塑料为什么寿命比较短呢?那是因为普通塑料内部会产生“疲劳现象”那么,“疲劳”是如何发生的呢?
塑料是由碳、氢和氧组成的纤维聚合物。这种聚合物的纤维复杂地复合在一起,这是塑料作为固体的强度。在普通塑料中,每种纤维大约在7个位置进行复合,以确保塑料的安全强度。
塑料的老化是由纤维切割引起的,纤维切割是由太阳紫外线或人们在使用过程中施加的外力引起的。假设七根纤维在中间断裂,一根纤维变成两根纤维。这种反应过程称为塑料的老化。
你可能会有这样的经历:暴露在阳光下的塑料桶装满了水。就在你想提起它的时候,你只听到嘎嘎声,把手被塑料桶打碎了。这种情况可以说是每根纤维都已断裂多次。通常情况下,随着使用时间的延长,塑料会变得更严重。因此,一些紫外线吸收剂被添加到正在加工的产品中以抑制老化,或者产品涂有油以抵抗老化。尽管如此,老龄化仍在继续。
科学家开发的“自愈性塑料”能够自动连接断开的聚合物,以消除老化。其实呢,这并不意味着这种塑料的寿命超长,但是它和普通的塑料相比,其老化的速度相当地慢,使用的寿命也会明显增长。