4-绿色材料-收集资料

据统计我国1995年SO2排放量为 1396万吨，2000年约为3800万吨。 SO2不仅对人体有害，而且可产生酸 雨。由于SO2的污染，我国每年经济 损失高达1100亿元。
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原料粉尘及玻璃加工粉尘的污染， 是造成工人硅沉着病（硅肺）的罪魁祸 首。
我国硅沉着病发病率很高。据2000 年1月份统计，我国硅沉着病病人累计达 55万人，占全世界的1/2，并以每年 1.5～2.0万的速度增长，其中已死亡的 为13万人。
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4.1.2 玻璃的污染
玻璃的污染分为：玻璃本身的污染和 玻璃生产过程对环境的污染。
4.1.2.1 玻璃本身的有害物质
基础玻璃成分无毒，但可溶出有害物 质，当用这类玻璃容器盛装食品时，溶出 的铅、砷等有害元素将随食品进入人体。 环境中的废玻璃溶出的有害元素，则会污 染水源和土壤，使食物链受污染。
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4.3.1概述
“八五”期间，我国橡胶工业实现了稳定、协调的增 长，全行业累计工业生产值为1892亿元,年平均增长 速度为8.67%；1995年工业总产值占化工行业的10%， 利税占12.7%，年耗胶量和轮胎产量在全世界名列第 三。
“九五”期间，我国橡胶工业仍保持稳定、适度的增 长，平均年增长率为8%。在新技术、新产品的自主 开发能力方面正在形成新的增长点，特别是子午线 轮胎、难燃及高强力输送带以及为汽车、家电、电 子配套的橡胶制品。
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学与问
从塑料的结构分析, 塑料在一般情况下会导电吗?
塑料中的原子是以共价键形成的，没有
自由移动的离子。因此，在一般情况下塑料 不易导电，是良好的电绝缘材料。
阅读：“科学视野——导电聚合物”
从科学视野我们可以知道，
塑料的电绝缘性是相对的，导电 聚合物的应用前景十分广阔，科 学的发展是无止境的。
了解:常见塑料的化学成分、性质和用途
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• 玻璃表面呈超亲水性，对水完全润湿， 可以隔离玻璃表面与吸附的灰尘、有机 物，使这些吸附物不易与玻璃表面结合， 在外界风力、雨水淋和水冲洗等外力和 吸附物自重的推动下，灰尘和油腻自动 地从玻璃表面剥离，达到去污和自洁的 要求。
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4.1.5 展望
随着对绿色玻璃研究的深入，一
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2、纤维和橡胶
科学探究：几种纤维的性质实验
灼烧情况
受酸溶液 受碱溶液 的影响 的影响
纯棉 羊毛
烧后呈粉状， 无异味
烧焦羽毛气味，灰 烬为黑色小颗粒
轻微 受腐蚀
轻微 部分溶解
尼龙布 接近火焰时迅速卷 几乎不变 几乎不变
缩，趁热可拉成丝，
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①纤 维
定会出现更多更好的玻璃。同时，开 发各种环境相容性新材料及绿色产品， 研究降低材料环境负担的新工艺、新 技术和新方法等方面将成为21世纪材 料科学与技术发展的一个主导方向。
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4.3 橡胶
橡胶具有伸缩的特性，当我们 轻轻一拉再放松，会迅速恢复原来 的形状。橡胶分为天然橡胶和合成 橡胶，天然橡胶由橡胶树汁液制成， 合成橡胶则由石油提炼而成。日常 生活中的许多物品，如汽车轮胎等， 都是由橡胶制成的。
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4.3.2.3 废旧橡胶的回收利用
废旧橡胶的回收利用有以下 几个方面：
* 原形及改制利用 如轮胎翻修、制作人工鱼礁、 道路垫和水土保持材料及救生圈等，此法耗费的 能源和人工费较少，而又使废橡胶得到了物尽其 用，是一种非常有价值的利用方法。在我国，废 橡胶的直接利用量占总量的30% 以上。
括生产过程的改进、三废8/21 视频 4-12'轮胎再生的故事051204
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4.3.2 合成橡胶工业的绿色化
4.3.2.1 工艺改革 一些高效催化剂的诞生，使橡胶合
成技术由原来的溶液聚合流程简化为气 相聚合。新工艺提高催化剂的效率，并 且残留于聚合物中的催化剂不影响橡胶 的质量；不用溶剂，省去脱除催化剂、 脱除溶剂及溶剂回收工序，使流程大大 简化。因此，减少了对环境的污染。
塑料是相对分子质量很大的聚合物，往往由小分 子的带有不饱和键有机物（单体）聚合而成
热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等)
塑料
特性：受热时软化并可熔化成流动的液 体，冷却后变成固体，加热后又熔化， 可反复加工，多次使用
热固性塑料（酚醛塑料）
特性：在制造过程中受热时能变软塑成一 定的形状，但加工成型后就不会受热熔化
绿
色
化
学 第四讲 绿色材料
主讲：任 皞
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Contents
4.1 概述 4.2 玻璃 4.3 橡胶
4.4 塑料、纤维、复合材料
4.5 展望
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概述
• 1-3'新材料－人类文明发展的物质基础 • 2-4'新材料－人类文明发展的物质基础
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材料的分类：
二、复合材料
复合材料：两种或两种以上高分子 材料组合成的一种新型材料.
学 每种材料都有它的优缺点： • 金属材料强度大，但易受腐蚀；
与 • 陶瓷材料耐高温，但脆性大； • 合成材料密度小，但不耐高温等。 • 航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料
问 • 海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。 • 怎样才能获得这些特殊材料呢？
1、天然橡胶的化学组 成是聚异戊二烯：
2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶
通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡 胶、氯丁橡胶等。
特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡 胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等
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硅橡胶 35
3、硫化橡胶
优点: 具有较高的强度、 韧性、良好的弹性和化学 稳定性等
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(2)功能
• 降解大气中由于工业废气和汽车尾气的污染 和有机污染物，室内装饰材料放出的甲醛和 生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢、氨气等 污染物。
• 降解积聚在玻璃表面的液态有机物，如各种 食用油、抽油烟机产生的焦油等。
抑制和杀灭环境中的微生物，起抗菌、杀菌 和防霉的作用。
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材料
金属材料 非金属材料
传统材料
无机非金属材料 新型材料
复合材料
天然材料 有机非金属材料
合成材料
5-1‘荷兰新型材料打造绿色飞机 6-1'荷兰新型材料打造“绿色飞机”-荷兰 新型材料
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玻璃
人类使用玻璃的历史非常久远。在 有5000多年历史的遗迹里，人们已经发 现了玻璃的器具。这种用石英砂、石灰 石等混合提炼而成的透明物体，可以制 成门窗、灯泡、器皿、镜子等日常物品。
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废橡胶是仅次于废塑料的一种
固体高分子材料废弃物，其来源主
要是废橡胶制品，即报废的轮胎、
人力车胎、胶管、胶带、胶鞋、工
业杂品等。如按同期产生的废旧橡
胶约为其产量的30%～40%推算，
我国每年的废旧橡胶量也近百万吨，
故应设法处理、回收利用、再资源
化。随着橡胶产量的增长，环境保
护工作越来越受到人们的重视，包
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4.1.4 玻璃制品的绿色化
4.1.4.1 优化玻璃的化学成分
为了避免或减少玻璃容器中有害物 质的溶出，首先必须优化玻璃的化学成 分。
在铅玻璃中加入一定数量的Al2O3 并用 Na2O代替K2O可减少铅的溶出量， 或者用BaO、 ZnO、TiO2代替PbO制晶 质玻璃。
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氧化砷在玻璃的制造中用作澄清 剂，但其毒性较大。用砷酸钠代替氧 化砷。
目前国内的复合澄清剂为锑、砷、 铈的氧化物配合而成，毒性较小。
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4.1.4.3 生态环境玻璃
(1) 定义 : 生态环境玻璃材料是指具有良好的使用
性能或功能，对资源能源消耗少、对生态环 境污小，再生利用率高或可降解与循环利用， 在制备、使用、废弃直到再生利用的整个过 程与环境协调共存的玻璃材料。也称其为光 催化降解生态环境玻璃材料，或简称为光化 解环境玻璃。
* 热分解利用 将废橡胶热分解，利用其产生的煤 气、油料及碳黑等，但此法存在设备、 操作费 用高等问题。
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* 再生橡胶 将废橡胶脱硫后制成再生 胶并掺入橡胶制品中，可降低成本。 传统的再生方法有油法、水油法，其 缺点是生产效率低，性能差，能耗大， 污染环境。目前国外大都以生产废胶 粉为再生利用的主要手段，而以生产 再生胶为辅。
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为什么两种塑料的特性不同呢?
热塑性塑料固态时的线型结构
热塑性塑料具有长链状 的线型结构。受热时， 分子间作用力减弱，易 滑动；冷却时，相互引 力增强，会重新硬化
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热固性塑料硬化后的体型网状结构
热固性塑料再次受热时， 链与链间会形成共价键， 产生一些交联，形成体型 网状结构，硬化定型
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4.1.2.4 水源污染
• 含磨料与抛光剂的废水 • 含洗涤剂的废水 • 含HF、H2SO4、HCl、酚的废水 • 含重金属的废水
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4.1.2.5 噪声污染
玻璃工业的噪声除各种动力设 备及机械噪声外，还有摔碎玻璃产 生的特有噪声，它比车间内的其他 噪声高15～20分贝。
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4.1.3 玻璃工业的清洁生产
4.1.3.1 采用毒性小、挥发性低的原料
* 铅玻璃以硅酸铅代替红丹（Pb3O4）和黄丹 （PbO），可把铅的挥发量从20%降至5%。