环境降解高分子材料

高分子材料的环境问题
一、高分子材料的环境问题
高分子材料的环境问题可分为两大类 : 一是生产和使用过程中 的问题, 主要是三废 ( 废液、废气、废物 ) 等有害物质的产生及其 对环境和人类的影响; 二是废弃物的降解和回收利用问题,主要涉及 固体废弃物的降解及回收、处理、再生利用; 这既是改善环境的需 要, 也是资源再次利用的必需。
(d) 工业领域：如汽车、电工电器、建材等。其中汽车的废弃高 分子材料占相当大的比重, 易回收的有保险杠、油箱、汽车内饰件 等, 美国在20世纪90年代初即达200万t。以橡胶制品为例, 汽车 上的用量占整个橡胶制品的一半, 其余为胶鞋、胶管、胶带等。轮 胎的使用寿命一般仅2～3年, 美国每年报废的轮胎就达2 亿多个。
一、环境友好的高分子材料 环境友好的绿色化学产品应具有两个特征: ① 产品本身必须不会引起环境污染或健康问题, 包括不会对野
高分子材料的大量生产和大量消费, 带来了环境问题。 按通常方
法估算, 废弃塑料约为当年塑料产量的70%, 废弃橡胶约为当年橡
胶产量的40%。废弃高分子材料的回收再利用目前在10%～15%
之间, 其余采用焚烧或掩埋处理。大量废弃高分子材料带来了严重
的环境问题。
高分子环境材料
为了高分子材料工业的可持续性发展, 需要贯彻3R原则: (1) 减量化原则(Reduce)：用较少的原料和能源投入,达到既定 的生产目的或消费目的, 以便从经济活动的源头注意节约资源和减 少污染。
第三讲 环境降解高分子材料
来自百度文库分子环境材料
合成高分子材料, 特别是三大合成材料----塑料、橡胶及纤维的 发现及实现工业化生产, 是上世纪人类社会发展中的一件大事 , 它 为人们提供了自然界没有的、廉价易得而性能优异的新材料, 改善 了人们的生活质量, 加速了社会经济的发展。它的原料主要来源于 石油化学工业 。 20世纪80年代起, 高分子材料得到大规模生 产,1997 年世界树脂总产量13460万t。我国高分子材料工业到 2001年底, 包括聚乙烯、聚丙烯在内的五大合成树脂的产量达 1100多万t, 占世界第5位; 合成纤维产量占世界第1位(757万t） 合成橡胶产量占第4位。中国已成为合成高分子材料的生产和消费 大国。然而, 我国人均拥有量不及美国、日本及欧洲发达国家的 1/10。因此,21 世纪将是我国高分子材料工业高速发展的新世 纪。
(2)废弃高分子材料引起的环境问题：是高分子材料所带来的最 为严重的环境问题, 大量的高分子废弃物造成了世界范围的环境污 染。废弃高分子材料主要来源有两个：①树脂生产和制品成形中 形成的废弃高分子材料；②高分子材料使用过程中形成的废弃高 分子材料。
1)树脂生产加工过程中产生的废弃高分子材料：连续聚合过程 中，当需要更换产品牌号时会产生过渡料; 一些聚合物不溶于其单 体的聚合过程会产生粘釜物; 在聚合物输送、包装过程中会产生落 地料、不合格料；生产产品过程中形成的某些低分子副产品，以 及制品成形过程中产生的废品和边角料, 如飞边、切边料、浇口、 流道以及试验料、落地料等等。这些废弃高分子材料较易回收、 利用也不难。
(a) 农业部门：主要有农地膜和棚膜, 约占总塑料产量的15%; 化 肥、种子、粮食等的包装编织袋; 包括软质、硬质排水、输水管在 内的农用水利管件; 塑料绳索与网具。用量大, 使用分散, 回收难度 大。
(b) 商业部门：如百货商场、批发站等经销部门使用的一次性包 装材料, 如包装袋、捆扎带、防震泡沫塑料垫、包装箱等; 旅店、 旅游区、饭店、火车、飞机等使用的食品盒、饮料瓶、包装袋等 塑料杂品。
2) 使用过程中产生的废弃高分子材料：是废弃高分子材料中最 主要部分，也是环境污染及回收利用主要部分。在这一类废弃物 中, 一般废弃高分子材料(以包装材料为主)约占55%, 产业形成的 废弃高分子材料约占45%。这类废弃高分子材料主要以有机固体 废弃物出现, 占全部废弃物的2/5, 它们量大品种杂, 回收、分离、 处理、利用难度大。主要分布在:
1、生产过程中的环境问题 (1) 高分子化合物（原料）制备时的环境问题 1) 采用有毒原料的生产方法造成的问题：用于制造高分子化合 物的某些原料或单体是有毒的, 会造成一定的环境污染和对人体健 康的伤害。
2) 生产过程中废液、废弃物的排放：在高分子材料的生产过 程中使用的大量有机溶剂、水以及形成的废弃物，都存在着严重
(2) 再使用原则(Reuse)：产品和包装能够以初始形式使用和反 复使用, 减少一次性用品, 延长产品使用寿命。
(3) 再循环原则(Recycle)：生产出来的制品在完成其使用功能 后能重新变成可以利用的资源而不是不可恢复的垃圾。生产一件
制品只是完成了一半工作,关键是应设计好在制品达到寿命期后如 何处理。
的环境问题。
(2) 加工过程中的环境问题：使用重金属添加剂（镉系、铅系等 重金属化合物）、增塑剂等造成的环境问题。见书P153
2、使用过程中的环境问题 使用过程中的环境问题主要分为两大类:①高分子材料的燃烧问 题; ②废弃高分子材料的问题。 (1)高分子材料燃烧引起的环境问题：多数高分子材料具有燃烧 性, 遇火易燃, 并释放大量烟雾和有毒气体, 其扩散速度超过火灾 蔓延速度。在火灾事故中, 中毒死亡率大于燃烧死亡率。在飞机 坠机中, 约有80%死于机舱高分子材料燃烧时放出的烟和毒气。 高分子材料燃烧时的分解产物为CO、C02、COCl2、HF、HCl、 HBr、HCN、N02、S02、H2S等, 其中水溶性产物对鼻腔有剌激 作用, 而非水溶性产物对动物有窒息作用, 渗入肺部, 导致血液中
(c) 日用品：这类废弃物占的比重较大, 发达国家中约占生活垃 圾的7%, 我国某些城市也达6%。主要有: 包装袋、家用电器的PS 泡沫塑料减震垫、捆扎带等包装材料; 饮料瓶、牛奶袋、杯、盆、 容器等一次性塑料制品; 各类器皿、塑料鞋、灯具、文具、炊具、 厕具、化妆用具等非一次性用品。据报道, 仅上海地区用于购买蔬 菜的塑料袋每年就消耗18亿个之多。这类材料品种杂, 且往往与 生活垃圾混在一起, 回收难度大。