高分子科学发展趋势

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2.3 环境可降解材料的发展
2.3-1. 环境可降解新材料的发展背景
1）普通塑料受到有限资源的制约； 众所周知，普通塑料是石油化工产品。石油是地球数千万年
的物质积累，属于不可再生资源。以今天的使用速度，石油资 源很快旧会枯竭。寻找新的环境友好塑料资源，发展非石油基 聚合物迫在眉睫。
2）白色污染已造成严重的环境灾难； 塑料在给人类生活带来方便的同时，随着每年数亿吨塑
2.2 废弃高分子的再利用和绿色高分子 2.2-1 绿色高分子概念的提出
对高分子材料的需求量越来越大， 对材料性能的要求也越来越高
产生了负面效应
石
白
油
色
枯 竭
污 染
绿色高分子
意指：环境无害和环境友好 9
2.2-2 高分子材料产生的负面影响
绿色高分子
白色污染已造成严重的环境灾难：
塑料在给人类生活带来方便的同时，随着每年数亿吨塑 料的使用。庞大难降解的“白色污染”物也造成了严重的 环境灾难，成为全世界关注的焦点。
利用生物技术来制备可生物降解高分子材料，也符合 材料绿色化概念及可持续发展战略。
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环境可降解新材料
总之，高分子材料绿色化的概念不断成为人类的 共识。只要人类下决心致力于“白色污染”的治理和 绿色高分子材料的开发研究，21世纪必将成为绿色高 分子材料的世纪。
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1.高分子材料的高性能化
现有的高分子材料虽已有很高的强度和韧性，某些品种甚至超过钢铁，但从理 论上推算，还有很大的潜力。另外，为了各方面的应用，进一步提高耐高温、耐 磨、耐老化等方面的性能是高分子材料发展的重要方向。改善加工成形工艺、共 混、复合等方法，是提高性能的主要途径。
2.高分子材料的功能化
高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。这种特定作用能力，即 “特定功能”是由于高分子上的基团或分子结构或两者共同作用的结果。这类高 分子材料又称为功能高分子。例如，高吸水性材料、光致抗蚀材料、高分子分离 膜、高分子催化剂等，都是功能化方面的研究方向。
料的使用。庞大难降解的“白色污染”物也造成了严重的 环境灾难，成为全世界关注的焦点。
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2.3-2 生物降解高分子
环境可降解新材料
生物降解高分子可分为生物崩解型和完全生物降解型两类：
➢ 生物崩解型是塑料组成中的一部分能被生物降解而 失去原来形态的塑料。
➢ 完全生物降解高分子材料可由生物合成、天然高分 子的改性及传统的化学合成法来制备。
材料与传统高分子
通用
高 高分子 分 子 功能
高分子
天然 高分子
合成 高分子
(精细高分子 特种高分子)
纤维素 橡胶 塑料
涂料 黏合剂
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战机
舰船
导弹
高层 建筑
战车
铝合金的 主高要分应子用材领料域
优势 ？！
人造 卫星
高速列车
火箭
汽车
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高分子材料
服
性 能
务 于
改
善
人类社会
减少
危害
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2.1 高分子材料发展的主要目标
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生活塑料袋方便了居民的生活，但废弃的塑料袋自然降解大
约要100年以上，给环境和生态造成严重破坏，引起人们的高
度警觉。
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误食塑料袋
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限塑令-权宜之计
我国 2008.6.1 起正式限制使用塑 料购物袋：
在全国范围内实行塑料购物 袋有偿使用制度，并禁止生产、 销售、使用厚度小于0.025毫米的 塑料购物袋。
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"限塑令"真能抵制污染吗?
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绿色高分子
2.2-3 环境惰性高分子废弃物的处理
环境惰性高分子，即在环境中不能降解的高 分子废弃物的处理主要有三种方法：
土埋法 焚烧法
具有缺点，并不推崇使用
废弃材料的再生与循环利用：既能变废为宝，减
少对环境的污染，又能节约石油等资源。因此此
法更符合材料绿色化概念。
3.高分子材科的生物化
生物化是高分子材料发展最快的一个方向。各种医用高分子就属于达一范畴。 有人认为，除人脑仅1.5kg重的大脑外，其他一切器官均可用高分子材料代替。此 外，生命的基础，细胞、蛋白质、胰岛素等也均属于高分子。生物化于是成为高 分子科学的一个最主要发展方向。如合成或模拟天然高分子，使之具有类似的生 8 物活性，代替天然的组织或器官。
《高分子材料合成实验》wenku.baidu.com
第2章
高分子科学发展趋势
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王荣民
材料是时代进步的标志
高分子材料合成实验
石器时代 原始公社制 50万-10000-4000年前， 黄帝，尧舜禹
铜器时代 奴隶制
4000 - 2200年前
夏,周，商，春秋
铁器时代 封建制
2200 -- 200年前
战国，秦, -----
合成高分子材料时代 ？？？ 70
智能高分子材料时代 in Future
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✓材料是人类赖以生存和发展的物质基础 ✓人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的
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人类历史的划分
石器时代陶器时代青铜器时代铁器时代。 Computer Aluminum in 19th century.
现代社会 三 能源、信息和材料（1998）
大 支
柱 生物工程，信息技术和新材料 4