プラスチックとは何ですか？

私たちは日常生活の中でほぼ毎日プラスチックに触れていますが、そもそもプラスチックとは何でしょうか？

プラスチックとは、合成樹脂を主成分とする高分子材料のことです。必要に応じて、可塑性を向上させる可塑剤や、劣化を防ぐ老化防止剤など、特定の目的のための添加剤が加えられます。.

高分子の相対分子量は非常に大きいものの、その組成は複雑ではなく、構造にも一定の規則性があります。これらは小分子の重合によって作られます。例えば、ポリエチレンプラスチックは、エチレン分子を重合させることで製造されます。.

ポリエチレンプラスチックは、ある温度範囲まで加熱されると軟化し始め、最終的には流動性のある液体へと溶けます。溶融したポリエチレンプラスチックは冷却すると再び固体に戻り、加熱すると再び液体に戻ります。この現象を熱可塑性と呼びます。ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンはすべて熱可塑性プラスチックです。一方で、製造過程で加熱された際に一度だけ軟化して特定の形状に成形できるプラスチックもあり、一度成形・硬化すると熱を加えても溶けません。これらは熱硬化性プラスチックと呼ばれ、フェノール樹脂などがその例です。.

なぜこのような現象が起こるのでしょうか。それは、熱可塑性プラスチックが鎖状の線形構造を持っているためです。例えば、ポリエチレンやポリ塩化ビニルの長い鎖はC-C結合でつながっており、これらの鎖同士は分子間力によって結びついています。加熱されると、これらの長い鎖の振動が激しくなり、鎖間の分子間力が弱まって鎖同士が滑りやすくなるため、プラスチックは液体へと溶けます。冷却されると、鎖に含まれるエネルギーが減少し、鎖同士の距離が近づいて相互の引力が増すため、再び硬化します。.

熱硬化性プラスチックも形成初期段階では鎖状の構造をしており、加熱すると軟化して特定の形状に成形できます。しかし、さらに加熱を続けると、鎖の間に共有結合が形成されて架橋が進み、網目状の立体構造となって硬化・固定されます。そのため、再加熱しても分子鎖の滑りが制限され、溶けることはありません。.

プラスチックには多くの種類があり、用途も多岐にわたります。例えば、ポリエチレンは優れた電気絶縁性、耐薬品性、耐寒性を持ち、無毒です。フィルム状にして食品や医薬品の包装材として使われるほか、日用品、絶縁材料、パイプなどにも加工されます。ポリ塩化ビニルは電気絶縁性、耐薬品性、耐有機溶剤性、耐摩耗性に優れていますが、熱安定性や通気性が低く、低温で硬化する性質があります。フィルム、ホース、日用品、パイプ、絶縁材料などに加工されますが、フィルムは食品包装には使用できません。ポリプロピレンは機械的強度、電気絶縁性、耐薬品性に優れ、軽量で無毒ですが、耐油性が低く、低温で脆くなりやすく、劣化しやすいという欠点があります。フィルム、日用品、パイプ、包装材などに加工されます。ポリスチレンは電気絶縁性、光透過性、耐薬品性に優れ、無毒です。室温では硬く脆いですが、高温になると軟化し、耐油性は低いです。高周波絶縁材料、テレビやレーダーの部品、医療用衛生器具などに使われるほか、発泡プラスチックとして耐衝撃、防湿、防音、梱包用クッション材などにも加工されます。ユリア樹脂（尿素樹脂）は絶縁性、耐熱性、耐水性に優れ、着色が容易なため、電気機器、自動車部品、日用品などに使われます。テトラフルオロエチレン（フッ素樹脂）は、耐低温・耐高温性、耐薬品性、耐溶剤性、電気絶縁性に優れていますが、加工が困難な素材です。.