环境材料学 ppt课件
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• 除了高效的制冷，米奇利为了证明它无毒， 再次现身说法，他在新闻发布会上大口吸 入这种气体，以展示它的安全性，然后又 将这种气体吹向一支蜡烛，以显示这种气 体是不燃烧的。
• 商业上用F-xyz(或R-xyz)表示氟利昂，
其中x代表分子中碳原子数减1，当x为
0时可省略；y代表氢原子数加1；z表示
分子中的氟原子数。
石棉的危害Βιβλιοθήκη Baidu
• 石棉本身无毒害，最大的危害来源于它的 纤维，这些细小的纤维容易被吸入人体， 附着在肺部造成肺部疾病。
• 石棉的危害属于软性，病症分为四类：石 棉肺、肺癌、间皮瘤、消化系统癌症。
• 目前为止，石棉引起的疾病尚未找到可治 的药物，唯一的方法就是预防。
危害严重：
• 法国第一高楼巴黎的 Montparnasse大厦石棉 含量太高，在大厦内上 班的职员或参观者有患 上癌症的危险。
• 理化性质要求：无毒、无味、无可燃 性和爆炸性。
• 可行性要求：具有可供应性(工艺成熟、 价格适宜、能被市场接受),易采用性(无 需对原有装置进行大改动即可达到要求)。
三大环境替代材料
氟利昂替代品 石棉替代品 含磷洗涤剂替代品
氟利昂之父米奇利
• 当其他实验室的科学家对新冷媒一筹莫展 的时候，托马斯·米奇利在接到任务的同一 年，就发现了二氟二氯甲烷这种“最适宜” 的气体化合物。
1 •环境替代材料的概念 2 •三大环境替代材料
2. 替代品的性质要求（以氟利昂替 代品为例）
• 环保要求：替代品分子中不能含 有氯原子，对臭氧分解潜能值(ODP) 和全球变暖潜能值(即温室效应系数) 为零或近似于零。
• 热力学要求：替代品应与原制冷剂、发 泡剂有近似的沸点、热力学特性及传热 特性。
什么是石棉？
• 定义：石棉是指自然界中以纤维形式存在的、具有商 业价值的链状硅酸盐。
石棉在日常生活中的应用
• 石棉纤维在纺织中织成纱、线、绳、布等，作为传动、 保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料。
• 在建筑上主要用来制成石棉板，石棉纸防火板以及保 温、防热、绝缘、隔音等材料。
• 石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、 石棉管等石棉水泥制品。
限，在《联合国气候变化框架公约》京都 议定书中定性为温室气体。
• 我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟 利昂制品，非氟利昂制冷剂到目前为止还 没有研发出来。政府明令禁止的是第一类 氯氟烃类产品，对于氢氯氟烃类产品和氢 氟烃类制冷剂，还要有相当长的一段使用 时间。
氟利昂的危害
氟氯烃的化学性质非常稳定，在大气中的寿命 极长。在早期氟氯烃的使用过程中，由于对它 们的危害性缺乏认识或回收利用困难等原因， 大部分的氟氯烃被排放到大气中，在平流层发 生光化学降解反应。
2.二氟乙烷与二氟一氯甲烷的混合剂
它们具有良好的制冷性能，在我国和美国的 部分冰箱生产线采用此物质。它具有环保性 能优越、节能等优点。此外，还有三氟二氯 乙烷与三氯甲烷、五氯己烷、四氯己烷的混 合剂，三氯甲烷、五氟乙烷的混合剂等。这 些制冷剂中仍含有对大气臭氧层具有破坏性 的氯，但由于有着比较理想的制冷效应，目 前尚没有被淘汰，属于过渡性替代品。
• 二是氢氯氟烃类产品，简称HCFC。主要包 括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破 坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前 HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过
渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中 R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。
• 三是氢氟烃类：简称HFC。主要包括R134A、 R125、R32、R407C、R410A、R152等，臭氧 层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。 在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期
• 爱美之心人皆有之，专家提醒：化妆品中所含的香精、 颜料大多是以煤焦油为原料的人工合成品，有些即有 致癌作用，如口红中的碱性蕊香红、胭脂中的曙红、 焰红都有较强的致癌性
• 目前，氟利昂(CFC)的替代品有两大类：一 类是过渡性替代材料 ，另一类是永久性替 代材料。过渡性替代材料主要有氟代烃类 化合物(HCFC)、丙烷、异丁烷等；永久性替 代材料目前开发出来的有环戊烷、HFC-134a 等。
几种目前广泛应用的氟利昂替代品：
1. 异丁烷 它是很早被使用的制冷剂，但由于其具有可 燃性没有得到推广，后逐渐大规模用于冰箱 制冷。由于其作为制冷剂具有原料易得、对 臭氧层无破坏、高循环率和不用换压缩机润 滑油等优点因而有良好的应用前景。
• 石棉和沥青掺合可制成石棉沥青制品，作为高级建筑 物的防水、保温、绝缘、耐酸碱材料和交通工程材料。
• 国防上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合，制成火箭抗 烧蚀材料、飞机机翼、油箱以及鱼雷高速发射器，船 舶、汽车以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料。
• 石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过 滤器及耐酸盘根、橡胶板等。
• 如果还含有溴原子，则需在数字后面加上字 母 B及溴原子数。工业上重要的氟利昂是甲 烷和乙烷的卤代物(见表)，其中最重要的是 二氟二氯甲烷（R-12）、一氟三氯甲烷(R-11) 和二氟一氯甲烷(R-22)
分类
• 氟利昂制冷剂大致分为3类 一是氯氟烃类产品，简称CFC。主要包括 R11、R12、R113、R114、R115、R500、 R502等，由于对臭氧层的破坏作用最大， 被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。
3.四氟乙烷 (HFC-134a)
• 一种无色、无毒、不燃烧的化学物质，臭氧 耗损潜能值为0，在安全性上与CFC-12可以 相媲美，已被公认为是CFC-12的最佳替代物， 但仍存在温室效应。
• 在工商制冷、汽车空调、中央空调、家用电 冰箱、塑料发泡、医药、化妆品气雾剂和医 用气雾抛射剂等行业在世界范围得到了广泛 应用。
CF2Cl2+ hv→Cl +CF2Cl Cl + O3→ClO +O2 ClO + O→Cl + O2 减少臭氧层、形成臭氧空洞，增强紫外线对地 球表面的照射。
据分析,平流层臭氧减少万分之一 全球白内障的发病率将增加0.60.8%即意味着因此引起失明的人 数将增加1万到1.5万人。
氟利昂替代品
• 商业上用F-xyz(或R-xyz)表示氟利昂，
其中x代表分子中碳原子数减1，当x为
0时可省略；y代表氢原子数加1；z表示
分子中的氟原子数。
石棉的危害Βιβλιοθήκη Baidu
• 石棉本身无毒害，最大的危害来源于它的 纤维，这些细小的纤维容易被吸入人体， 附着在肺部造成肺部疾病。
• 石棉的危害属于软性，病症分为四类：石 棉肺、肺癌、间皮瘤、消化系统癌症。
• 目前为止，石棉引起的疾病尚未找到可治 的药物，唯一的方法就是预防。
危害严重：
• 法国第一高楼巴黎的 Montparnasse大厦石棉 含量太高，在大厦内上 班的职员或参观者有患 上癌症的危险。
• 理化性质要求：无毒、无味、无可燃 性和爆炸性。
• 可行性要求：具有可供应性(工艺成熟、 价格适宜、能被市场接受),易采用性(无 需对原有装置进行大改动即可达到要求)。
三大环境替代材料
氟利昂替代品 石棉替代品 含磷洗涤剂替代品
氟利昂之父米奇利
• 当其他实验室的科学家对新冷媒一筹莫展 的时候，托马斯·米奇利在接到任务的同一 年，就发现了二氟二氯甲烷这种“最适宜” 的气体化合物。
1 •环境替代材料的概念 2 •三大环境替代材料
2. 替代品的性质要求（以氟利昂替 代品为例）
• 环保要求：替代品分子中不能含 有氯原子，对臭氧分解潜能值(ODP) 和全球变暖潜能值(即温室效应系数) 为零或近似于零。
• 热力学要求：替代品应与原制冷剂、发 泡剂有近似的沸点、热力学特性及传热 特性。
什么是石棉？
• 定义：石棉是指自然界中以纤维形式存在的、具有商 业价值的链状硅酸盐。
石棉在日常生活中的应用
• 石棉纤维在纺织中织成纱、线、绳、布等，作为传动、 保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料。
• 在建筑上主要用来制成石棉板，石棉纸防火板以及保 温、防热、绝缘、隔音等材料。
• 石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、 石棉管等石棉水泥制品。
限，在《联合国气候变化框架公约》京都 议定书中定性为温室气体。
• 我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟 利昂制品，非氟利昂制冷剂到目前为止还 没有研发出来。政府明令禁止的是第一类 氯氟烃类产品，对于氢氯氟烃类产品和氢 氟烃类制冷剂，还要有相当长的一段使用 时间。
氟利昂的危害
氟氯烃的化学性质非常稳定，在大气中的寿命 极长。在早期氟氯烃的使用过程中，由于对它 们的危害性缺乏认识或回收利用困难等原因， 大部分的氟氯烃被排放到大气中，在平流层发 生光化学降解反应。
2.二氟乙烷与二氟一氯甲烷的混合剂
它们具有良好的制冷性能，在我国和美国的 部分冰箱生产线采用此物质。它具有环保性 能优越、节能等优点。此外，还有三氟二氯 乙烷与三氯甲烷、五氯己烷、四氯己烷的混 合剂，三氯甲烷、五氟乙烷的混合剂等。这 些制冷剂中仍含有对大气臭氧层具有破坏性 的氯，但由于有着比较理想的制冷效应，目 前尚没有被淘汰，属于过渡性替代品。
• 二是氢氯氟烃类产品，简称HCFC。主要包 括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破 坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前 HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过
渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中 R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。
• 三是氢氟烃类：简称HFC。主要包括R134A、 R125、R32、R407C、R410A、R152等，臭氧 层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。 在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期
• 爱美之心人皆有之，专家提醒：化妆品中所含的香精、 颜料大多是以煤焦油为原料的人工合成品，有些即有 致癌作用，如口红中的碱性蕊香红、胭脂中的曙红、 焰红都有较强的致癌性
• 目前，氟利昂(CFC)的替代品有两大类：一 类是过渡性替代材料 ，另一类是永久性替 代材料。过渡性替代材料主要有氟代烃类 化合物(HCFC)、丙烷、异丁烷等；永久性替 代材料目前开发出来的有环戊烷、HFC-134a 等。
几种目前广泛应用的氟利昂替代品：
1. 异丁烷 它是很早被使用的制冷剂，但由于其具有可 燃性没有得到推广，后逐渐大规模用于冰箱 制冷。由于其作为制冷剂具有原料易得、对 臭氧层无破坏、高循环率和不用换压缩机润 滑油等优点因而有良好的应用前景。
• 石棉和沥青掺合可制成石棉沥青制品，作为高级建筑 物的防水、保温、绝缘、耐酸碱材料和交通工程材料。
• 国防上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合，制成火箭抗 烧蚀材料、飞机机翼、油箱以及鱼雷高速发射器，船 舶、汽车以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料。
• 石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过 滤器及耐酸盘根、橡胶板等。
• 如果还含有溴原子，则需在数字后面加上字 母 B及溴原子数。工业上重要的氟利昂是甲 烷和乙烷的卤代物(见表)，其中最重要的是 二氟二氯甲烷（R-12）、一氟三氯甲烷(R-11) 和二氟一氯甲烷(R-22)
分类
• 氟利昂制冷剂大致分为3类 一是氯氟烃类产品，简称CFC。主要包括 R11、R12、R113、R114、R115、R500、 R502等，由于对臭氧层的破坏作用最大， 被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。
3.四氟乙烷 (HFC-134a)
• 一种无色、无毒、不燃烧的化学物质，臭氧 耗损潜能值为0，在安全性上与CFC-12可以 相媲美，已被公认为是CFC-12的最佳替代物， 但仍存在温室效应。
• 在工商制冷、汽车空调、中央空调、家用电 冰箱、塑料发泡、医药、化妆品气雾剂和医 用气雾抛射剂等行业在世界范围得到了广泛 应用。
CF2Cl2+ hv→Cl +CF2Cl Cl + O3→ClO +O2 ClO + O→Cl + O2 减少臭氧层、形成臭氧空洞，增强紫外线对地 球表面的照射。
据分析,平流层臭氧减少万分之一 全球白内障的发病率将增加0.60.8%即意味着因此引起失明的人 数将增加1万到1.5万人。
氟利昂替代品