问题

塑料袋声音大是物理原因还是化学原因?

回答
塑料袋声音大,这玩意儿,你捏起来一使劲,哗啦啦的,那动静可真不小。要我说,这纯粹是物理上的事儿,跟化学没啥太大关系。你想啊,这塑料袋本来就是一层薄薄的膜,它能发出那么大的声音,肯定不是它自己变了性子,而是它在被我们“折腾”的时候,发生了些物理上的变化。

咱就从头捋捋。首先,这塑料袋,大部分都是聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)这些高分子材料做成的。这些材料本身挺“老实”的,分子链缠绕在一起,形成一个相对稳定的整体。你平时拿在手里,它软软的,没啥声音。

但是,一旦你手一用力,去捏它、揉它、或者让它相互摩擦,那声音就开始了。这声音的来源,我琢磨着,主要有这么几个方面:

第一,空气的搅动和振动。这塑料袋,它里面或者它和你的手之间,总是会裹挟着一些空气。当你捏它的时候,你就相当于在压缩这个空气,让它快速地流动、膨胀、收缩。就像你吹口哨一样,空气在你手里“折腾”的时候,就会引起周围空气的振动,这振动传到你的耳朵里,就是声音。而且,塑料袋本身又是比较薄的,它能比较有效地把这种空气的振动传递出来。

第二,塑料材料自身的形变和摩擦。这塑料袋的表面,虽然看起来光滑,但仔细看看,或者用手摸摸,它也不是绝对平整的。当你用力去捏它、揉它的时候,塑料的分子链就会发生剧烈的相对滑动和形变。你可以想象成无数细小的“纹路”在相互刮擦,这些刮擦就会产生高频的振动。这种振动传导到塑料袋的整体,然后又通过空气传到你的耳朵。特别是那种比较脆的塑料袋,更容易发出“咔嚓咔嚓”的声音,就是因为它在形变的过程中更容易产生微小的断裂和摩擦。

第三,共振效应。这个就有点意思了。你想啊,这塑料袋本身就像一个筛子或者一个膜一样。当你给它一个“刺激”,比如一捏,它就会开始振动。而塑料袋的形状、大小、厚度,决定了它对某些频率的振动特别“敏感”,容易产生共振。一旦发生共振,它就能把很小的能量放大,发出更大的声音。就像你轻轻弹一下桌子,它会响,但如果你弹得恰好是桌子的固有频率,那声音就会大很多。塑料袋也是一样,它被揉捏时产生的各种振动,总会有一些会和塑料袋本身的“频率”合拍,然后把声音变得更响亮。

你看,这些都是跟材料的形状、密度、弹性、表面的粗糙度,以及外部施加的力、空气的流动等等物理因素有关。根本没有涉及到塑料袋的分子结构发生化学反应,或者产生新的化学物质。它还是那个塑料袋,只是被我们用物理的方式“玩弄”了一下,它才发出了声音。

所以,简单来说,塑料袋声音大,完全是物理现象。你捏它,空气被挤压流动、塑料表面相互摩擦、以及材料本身的振动和共振,这些都是物理上的原因,共同作用才让你听到了那“哗啦啦”的声音。如果非要扯上化学,那得是塑料袋遇高温融化、遇强酸强碱分解,那才算是化学变化,那声音可就不是这么简单了。

网友意见

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是物理原因,但是背后有化学的更基本的原因。

塑料袋摩擦响,是因为它是一种很脆的薄片材料。塑料袋为什么脆,则是有化学原因的。

你可以做实验,把小麦颗粒,麦片,和面条(基本都是淀粉),放在一个碗里摇晃。麦片是最响的。因为3维物体振动自由低,单位体积平均碰撞面积小。2维薄片在三维空间的无规则堆叠最响。那么一维物体是不是更响呢?这个你可以把可乐瓶子切两半,然后把断口剪成梳状来测试。比较粗的条带拨动很响。塑料条细到一定程度,就太过柔软而发声变小。毕竟塑料的弹性模量还是没法和陶瓷比啊。就算陶瓷,做成亚毫米丝,简单摩擦发声,硬度也不够用了。

还要考虑侧面摩擦提供的振动,和一维材料的主要振动方向垂直从而不容易诱发的影响。

那么塑料袋为什么脆呢?大部分塑料袋是聚丙烯聚乙烯,而不是可乐瓶那样的聚酯(也常用来做硬质覆膜包装,你可以刮一下手机膜之类的,也比较响),理论上在薄膜的状态下没有后者脆。大家可以看一些面包包装的软薄膜袋,很柔软根本不响。

这是因为这类塑料不够硬,做超市提袋太软,所以里面往往加了粘土类的添加剂。粘土是一种薄片状的纳米叠层结构,掺杂进塑料后可以让塑料局部变得很规则很硬,加强了其强度,限制了自由变形,就变硬变耐拉伸了(从而也变脆了)。这些脆片结构很小,不影响塑料袋的整体柔软,但是在局部是比较脆的,你移动塑料袋的时候,可以看到会折成很多不规则的小三角形而不是自由变形,这些微小脆片互相挤压摩擦,就产生了响声。

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