■プラスチックの特徴 | 科学と人間生活（物質の化学）No.7

2020年5月22日 2021年9月2日

1 はじめに
2 第１章材料とその再利用　②プラスチック　プラスチックの特徴教科書P68-70

はじめに

ここでは、東京書籍改訂科学と人間生活をベースに講義を進めていきます。

資料のダウンロードはこちらからお願いします。

授業資料にある問題の解答はこちらを確認してください。

※画面をタップすると答えが順番に表示されます。

第１章材料とその再利用　②プラスチック　プラスチックの特徴教科書P68-70

今回は教科書P６8～70の範囲を学習します。予め教科書の内容に目を通しておくと、効率よく学習が進められます。

☝本時の目標

１．身近にあるプラスチックの特徴を想像しながら、実際の性質を確認しよう。
２．プラスチックの特徴一覧表を見て、学習課題の問題が解けるようになろう。

１．プラスチックの特徴と確認方法

長兄:ラオウ

それでは、講義を始めよう。今回は、教科書６８～７０ページを中心に見ていこう！

三男:ジャギ

了解だぜ。兄者。プラスチックの続きの話だな。

あぁ、そうだ。前回はプラスチックの種類を確認するところまで進んだな。だから今回は、プラスチックの特徴について見ていこうではないか！

この前は、熱可塑性樹脂とか熱硬化性樹脂ってのを教えてもらったぜ！

そうだったな。加熱すると軟らかくなるプラスチック（熱可塑性樹脂）と硬くなるプラスチック（熱硬化性樹脂）がある。そんな風に、これからプラスチックの特徴を整理していくことにする。

ほぇ～

プラスチックの特徴を整理する方法として、加熱した時の様子を調べる以外に、「曲げた時の様子」、「密度の大小関係」、「塩素を含むかどうか」を調べる方法がある。

へぇ～・・・。そういえば、確かにプラスチックを折り曲げると白い筋のようなものが残ったりするものがあったなぁ・・・。

うむ。実際の様子はこちらの動画を見てくれたまえ。

■参考動画

プラスチックを分類しよう（①曲げた時の様子）

ところで兄者。密度ってのはどうやって分類するんだい？？

その前に弟よ。密度とはなんだ？
説明してみせよ。

密度だから密な度合いのことだろ？？

そのまま解釈すればそういう事になる。きちんと説明するとなると、「単位体積あたりの質量」となるが、要は同じ大きさのもの同士の重さを比べる指標のことだ。

そっかぁ・・・。だから…、デカいから重いとかそういうのじゃなくて、同じ大きさのもので比べた時に、どれだけ粒子が密集してるかってのを比べてるんだな。

まぁ、そんな感じだ。それで単位として使うg/cm³ってのは、１cm³の大きさでは質量が何グラム(g)かということを示しているんだ。

確か・・・、水が約1g/cm³だったなぁ？？

あぁ、そうだ。だから、水に対して沈むか浮かぶかで、密度の大小関係を整理していくのだ。詳しくは次の動画を参考にしてくれたまえ。

プラスチックを分類しよう（②密度による分類）

だんだんわかってきたぜ！兄者。それで、塩素を含むかどうかってのは、どういうことなんだ？？

プラスチックを加熱することで、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂に分けられることは前回説明したなぁ。プラスチックは、加熱すると融けた後に、黒い煙を出したり、燃えたり、はたまた燃えずに黒く焦げたりもする。それに加えて、炎色反応を示すものがあるんだ。

炎色反応・・・？？

炎色反応というのは、特定の金属や金属を含む物質を炎の中に入れると、金属特有の色がついた炎になる現象のことだ。

それで、塩素を含むプラスチックに加熱した銅線を触れさせて、ガスバーナーで加熱すると、銅の炎色反応が起こることがわかっている。

なんで塩素が含まれてると炎色反応が起きるんだ？？

正確なことはわからんが、塩素を含むプラスチックを燃やした時に発生する塩素が銅に反応して、一部が塩化銅に変化するんだろうな。この塩化銅が燃えた時に、銅の炎色反応を示すのだろう・・・。

へぇ～・・・。不思議だなぁ。

実際にプラスチックを加熱した様子は、こちらの動画をみてくれたまえ。

２．プラスチックの特徴一覧表

これまでに説明してきた方法で、プラスチックの特徴をまとめると次のようになる。

けっこう膨大なデータになったなぁ・・・。こんなの覚えられねぇよ。兄者。

「甘ったれるな！」と言いたいところだが、覚える必要はない。ただし、密度の大小関係は理解できるようになってもらいたい。

大小関係を理解するというのはどういうことだい？？

具体的に言うと、水の密度は約１g/cm³だ。この水の中にプラスチックを沈めた時に、密度が１より大きなプラスチックは沈んだままで、１より小さいプラスチックは浮かびあがってくる。密度のデータをに見た時に、そういったことがわかるようになってほしいわけだ。

わかったよ。兄者。

問題演習（解答・解説）

教科書や講義の内容を参考に、資料の学習課題に取り組もう。

※実際の高卒認定試験においても、解答するために必要なデータは与えられています。今回は、２．プラスチックの特徴で紹介したデータを元に解答していきます。

４つのプラスチックのうち、Aだけ浮いたということは、Aの密度は１よりも小さいことがわかります。密度が小さいプラスチックは、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラートの中では、ポリエチレンが該当します。したがって、答えは③となります。

A,C,Dが熱硬化性樹脂、Bが熱可塑性樹脂ということになります。ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラートの中では、フェノール樹脂が該当するので、答えは②となります。

Aがポリエチレン、Bがフェノール樹脂であることがわかっているので、残りは、ポリ塩化ビニルかポリエチレンテレフタラートになります。この内、「Cはすすを出して燃えたが、炎から出すとすぐに燃えなくなった」とあるので、表を確認すると、これはポリ塩化ビニルであることがわかります。したがって、答えは①です。

４つの説明の内、最も適切なのものは、①となります。プラスチックの密度が金属や陶磁器に比べて小さいことがわからなくても、「プラスチックは加工や成形が容易である」、「電気を通さない」、「地中で分解されず環境問題になっている」など、プラスチックにまつわる一般的な知識があれば、消去法で正答にたどり着けます。

水にプラスチックは、ポリプロピレンになります。したがって、この段階で答えは③か④となります。次に水に沈むが飽和食塩水に浮くプラスチックですが、密度が1.00~1.20g/cm³のプラスチックがそれに該当する訳ですが、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン６６、尿素樹脂の内だと、ナイロン６６（密度1.1g/cm³）になります。したがって、答えは④となります。