高分子与环境保护

高分子与环境保护

● 人类与环境的关系

（1）环境与人类生存休戚相关，唇齿相依

自然环境：指环绕人群空间，可以直接或间接影响人类生活、生产的一切自然形成的物质和能量的总体。主要有空气、土壤、水、动植物、岩石、矿物、太阳能等，是人类赖以生存的物质基础。其空间范围覆盖距地表高度不到23km 和海洋深度不到12km 的生物圈，其中地表上下100m 左右范围空间是生物最集中和活跃的地方。

Q ：什么是自然环境？（5分）

社会环境：由经济、政治、文化等要素组成，一方面是人类精神文明和物质文明发展的标志，另一方面又随人类文明演进而不断得以丰富和发展。

（2）人类是环境的产物，同时又是环境的改造者和影响者，因认识和科技水平限制，易对环境造成污染和破坏。

● 三大问题：人口膨胀、资源短缺、环境恶化

● 环境污染的种类有：水体（water ）、大气（air ）、土壤（soil ）、生物（biological ）、放射性（radioactive ）、噪音（noise ）、微波（microwave ），其中长江的污染与前三者有关。 Q ：填空（五个空）

● 固体废弃物是环境污染的重要来源

（1）工业废弃物（废渣、粉尘、污染等）

（2）矿业废弃物（废石、尾矿石） （3）城市垃圾（生活垃圾等） （4）农畜物业废弃物

（5）放射性废弃物

Q ：为什么说固体废弃物是环境污染的重要来源？固体废弃物有哪些？

● 1972年召开了“世界人类环境会议”（瑞典，被誉为环境史上的里程碑）

1992年召开首届“世界与环境发展大会”（巴西，100多个国家元首和政府首脑出席） Q ：填空

● 世界环境日（6.5）是联合国大会于1972年确定，它是为了纪念斯德哥尔摩人类环境会

议的召开，同时也标志着联合国环境规划署的成立。

中国在1985.6.5首次举办世界环境日活动，主题是“青年、人口、环境”

1993年北京被选为举办庆祝活动的城市，主题是“打破贫穷与环境的恶性循环”

高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物（高聚物）为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。

高聚物是由千万个小分子化合物通过化学聚合反应，联合而成的大分子化合物。 聚合物材料优点：可加工、可再生利用性、韧性好

缺点：若用于高性能场合，其强度、硬度、耐高

温性能不足

● 人类生存的环境离不开高分子材料

（1

）高分子材料的自身特点：原料多、易于生产、性能优良、质轻、加工方便、产品美观、有毒、易燃、腐蚀、反应、传统、放射，是环境污染的

实用、不易腐蚀、易着色等。

（2）高分子材料的应用特点：可广泛应用于衣食住行及国民经济各领域，是无机材料、金属材料的理想替代品。

（3）高分子材料的生产特点：规模大、产量高、品种齐全。

Q：为什么人类生存的环境离不开高分子材料？

高分子材料与环境的关系

●三大产业：塑料、橡胶、合成纤维

●高分子材料可以改变人类的生存环境

（1）高分子交换树脂，具有离子交换、选择、吸附、催化、脱水等功能，可用于污水和废水、硬水处理，清除放射性唔知等；

（2）高分子絮凝剂，可用于工业生产与生活得地下水、污水处理，各种污泥脱水的絮凝分离，提高水质和水资源的利用等；

（3）高吸水树脂，可用于工业废油与乳化油的水分分离，回收油类和贵重金属，出离工矿污水等；

（4）高分子分离膜，包括微孔膜、超滤膜、反渗透膜、离子交换膜、液体分离膜，可用于污水处理，有机混合液体分离，海水淡化，回收废水中药剂，有毒气体分离等。

Q：为什么高分子材料可以改变人类的生存环境？

●高分子材料制备时面临的环境问题

（1）原材料，如氯乙烯会引起急性或慢性中毒，是诱变和致癌物质，丙烯酸酯类单体啫易对眼睛和皮肤等有危害；

（2）采用有毒原料生产方法造成的问题，如采用界面缩聚生产PC（聚碳酸酯）的原来之一光气是剧毒有机物，以氰化法生产有机玻璃PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）的单体时采用氢氰酸，则为剧毒的化工原料；

（3）废液，如生产各种工程塑料使用的大量有机溶剂以及PVC悬浮聚合和ABS乳液聚合使用的大量水；

（4）废弃物，如树脂制备时落地料、齐聚物、过渡料等。

Q：高分子材料制备时所面临的环境问题有哪些？（8-10分）

●高分子材料加工时面临的问题：

（1）使用重金属的添加剂引起的问题，如聚乙烯塑料中作稳定剂的镉铅系重金属化合物的毒性和粉尘污染；

（2）用作制冷剂和制备PU泡沫塑料等发泡剂的氟氯烃，是破坏地球高空臭氧层的罪魁祸首；

（3）用作摩擦和密封材料增强剂的石棉是致癌物质；

（4）残留单体，如氯乙烯、甲醛；

（5）一些增塑剂在加工过程中会以微粒形式飞溅到高空中。

Q：高分子材料加工时所面临的问题有哪些？

●高分子材料使用时面临的环境问题：

A.高分子材料的燃烧问题

（1）高分子材料的燃烧性

多数高分子材料具有燃烧性；

氧指数：在规定实验条件下，通入23±2°C的氮气、氧气混合气体中，刚好维持材料燃烧所需要的最低氧浓度（体积分数），是高分子材料易燃指标，OI=V O2/(V O2+V N2)；

OI<22，易燃；2227，不燃。

Q：填空

（2）燃烧时的发烟热

分解产物缺氧，热气流，黑烟，CO、CO2、HCN、COCl2、HCl

（3）对人体的毒害作用

降低燃烧时的发烟率和毒害物质的逸出率

B.废弃高分子材料的问题

（1）品种繁多，涉及飞机材料、汽车部件、橡胶轮胎、计算机、光盘、用电器、农膜、包装材料、服装、鞋、门窗、地板、管道、生产部门的边角料；

（2）数目庞大，世界每年塑料废弃物约为其产量60%-70%，橡胶废弃物约为其产量的40%；（3）降解困难，绝大部分废弃物几乎不能自然降解，水解和风化；

（4）处理棘手，燃烧产生大量有害物质，溶解产生大量废水与污泥；

（5）称谓独特，白色污染或白色公害或白灾（塑料、农膜、餐具），黑色污染或黑色公害或黑灾（橡胶轮胎），彩色污染或视觉污染（电器、电缆、光盘）。

（6）造成大气污染、土壤污染、海洋污染、景观污染等。

Q：高分子材料使用时所面临的环境问题？

为什么要处理废弃高分子？

●高分子材料使用时面临的环境问题（仅塑料废弃物为例）

背景材料：美国1992年塑料废弃物达1500万吨，占固体废弃物的7.5%，体积的30%。中国1996年塑料废弃物达300万吨。居高分子材料的第一位。

（1）大气污染：塑料废弃物焚烧可产生大量CO2，HCl等气体，尤其是呋喃、二恶英类化合物的发生地；

（2）土壤污染：废塑料薄膜进入土壤不易被分解，阻止土壤透气率使土壤变坏；

（3）海洋污染：占海洋漂浮物的60%以上，破坏土壤生态系统且给航运带来安全隐患；（4）景观污染：塑料袋、薄膜、一次性塑料制品随处可见，不易集中清理，不易腐烂。Q：固体塑料废弃物产生什么污染？

●降低高分子材料对环境不利影响的重要途径：

（1）探讨与环境相协调的再生循环技术，使高分子材料废弃物变废为宝，实现资源再生利用；

（2）优化设计，根据高分子材料用途进行可降或长寿命高分子材料设计与合成；

（3）开发高效生产技术，是高分子材料精细功能化，高性能化以及生态化。

Q：怎样降低高分子材料对环境不利影响？它的研究思路是？（99%考）

●高分子材料再生循环技术

A.再生循环技术分类

❖物理循环

废旧高分子材料经收集、分离、提纯、干燥等处理后，加入稳定剂等各种助剂，重新造粒，并进行再次加工生产的过程。

❖化学循环