高分子与环境保护
高分子材料在环保领域中的应用

高分子材料在环保领域中的应用高分子材料是一类由重复结构单元构成的大分子化合物。
这类材料具有强大的物理、化学性质和优秀的应用前景。
高分子材料在环保领域中的应用越来越广泛,成为环境保护、资源循环利用的重要支撑材料。
本文就探讨高分子材料在环保领域中的应用现状和未来的发展趋势。
1.高分子材料在减塑替代中的应用随着环保意识的增强,越来越多的国家和地区开始对塑料包装进行限制。
而高分子材料具有优良的可塑性和耐久性,可以在很大程度上替代传统的塑料材料。
例如,替代传统的PVC材料,环保要求高的行业尤其是餐饮、医疗和化妆品等行业将使用可生物降解的塑料薄膜和纸张封装后的替换方案。
高分子材料还可以作为可回收垃圾分类袋,以减少垃圾数量的同时降低环境污染。
2.高分子材料在废弃物处理与资源化利用中的应用废弃物是一个日益严重的环境问题,高分子材料可以在资源化利用过程中发挥重要作用。
例如,废旧轮胎中含有大量的橡胶、钢丝等原材料,通过高分子材料的再生技术可以回收利用。
高分子材料也可以应用于异材料复合和合成新材料,将再生材料与新材料结合起来,提高材料的性能。
这种方法可以减少原材料的消耗和产生的废弃物,实现资源循环利用。
3.高分子材料在涂料领域中的应用传统的有机溶剂型涂料中,含有大量的有机物和重金属,对环境污染极大,而且多数涂料不易分解,造成大量的废弃物。
高分子材料的出现推动了油漆和涂料的绿色化,比如水性涂料,高分子涂料等。
高分子材料可以在低VOC(低挥发性有机化合物)的要求下,具有良好的涂覆性能、耐候性和耐磨性,并且不易粘连、不易变黄和发霉。
因此,高分子涂料在室内外装饰和建筑物表面保护中得到了广泛应用。
4.高分子材料在水处理领域中的应用目前,水资源的短缺和水质受到污染的问题逐渐凸显。
高分子材料在水处理领域中的应用得到了越来越多的关注。
聚合物凝胶和反渗透膜是水处理中最常用的高分子材料,可用于深度去除水中的离子、颜色、味道和异味,充分利用并回收水资源,减少对环境的影响。
高分子材料在环境保护中的应用现状及分析

废弃高聚物材料的来源一般有两个,第一个是产生于产品生产过程,第二个是来源于产品使用结束后产生的废弃物。如果这些废弃高聚物材料产生于生产过程,那么,它们往往是一些半成品和边角料,这些废弃高聚物材料的回收再利用都非常容易,对环境的破坏也不明显。而对环境破坏比较多的是产品终结废弃物,比如包装物、一次性农用膜等。这些废弃物的原料往往是PE薄膜,这里材质质量轻还很耐用,人们对废弃薄膜的处理一般有两种方式,一种方式是掩埋,第二种方式是燃烧。然而,这种废弃物掩埋在地下以后,其降解要经过200多年的时间。如果对这种废弃物进行燃烧处理,那么燃烧过程中会出现很多一氧化碳、二氧化碳,这就会使温室效应更加明显。所以说,因为PE薄膜所导致的环境污染问题已经变得越来越严峻,人们必须采取有效措施解决白色污染问题。
二、环境保护中高分子材料的应用
(一)水处理设备应用
1、斜板沉淀池
一般来讲,沉淀池主要有三种形式,第一种形式是竖流式,第二种形式是平流式,还有一种形式是辐流式。新型沉淀池则设置了斜板,这样沉淀面积随之增加,水处理性能也大幅度提升。在沉淀池里面,斜板的制作材料为塑料,这使得斜板质量轻而且在耐腐蚀方面也很到位,能够应用于不同的水质。
三、高分子材料造成的环境污染问题
(一)生产中的环境污染问题
在生产高分子材料的过程中,其生产工艺有很多道,比如在生产聚氯乙烯异型材的时候,就需要添加很多添加剂。在这些添加剂中,铅系、铬系化合物有不少毒性。在生产过程中添加的增塑剂,它们的毒性并不大。但是在降解的时候存在不少困难,很容易导致生物富集问题的出现。根据相关实验,这些添加剂容易让人产生癌症。所以高聚物材料在生产过程中的环境污染问题必须得到重视,这种问题在很大程度上影响了高聚物材料生产的发展。然而,在很多扩建、新建工程中,塑料管材的应用率达到50%,很多塑料门窗也在千家万户中使用。在对聚氯乙烯进行加工的时候,乙烯原料能够对人体造成不少损伤,轻者出现慢性中毒现象,重者出现急性中毒现象。
高分子材料在环境保护中的作用是什么

高分子材料在环境保护中的作用是什么在当今社会,环境保护已成为全球关注的焦点话题。
随着科技的不断进步,高分子材料在环境保护领域发挥着越来越重要的作用。
高分子材料,简单来说,就是由许多大分子组成的材料,它们具有独特的性能和广泛的应用。
高分子材料在环境保护中的一个重要作用是用于污水处理。
传统的污水处理方法往往存在效率低、成本高的问题。
而一些新型的高分子材料,如离子交换树脂和吸附树脂,可以有效地去除水中的重金属离子、有机污染物等有害物质。
这些高分子材料具有高选择性和高吸附容量,能够大大提高污水处理的效果。
例如,聚苯乙烯磺酸型离子交换树脂能够选择性地吸附废水中的重金属离子,如铜离子、铅离子等,将其从水中分离出来,从而达到净化水质的目的。
在空气净化方面,高分子材料也有出色的表现。
活性炭纤维就是一种常见的高分子空气净化材料。
它具有巨大的比表面积和丰富的微孔结构,能够吸附空气中的有害气体,如甲醛、苯、二氧化硫等。
此外,一些特殊的高分子膜材料还可以用于空气过滤,阻挡空气中的颗粒物和微生物,有效改善室内外空气质量。
固体废弃物处理是环境保护中的一个重要环节,高分子材料在这方面也能大显身手。
可降解高分子材料的出现为解决固体废弃物污染问题提供了新的途径。
与传统的不可降解塑料相比,可降解高分子材料在一定条件下能够自然分解,减少对环境的长期污染。
例如,聚乳酸(PLA)就是一种常见的可降解高分子材料,它可以用于制造一次性餐具、包装袋等,使用后在合适的环境中能够逐渐分解为无害物质。
高分子材料在土壤修复方面也发挥着积极的作用。
一些高分子螯合剂可以与土壤中的重金属离子形成稳定的络合物,降低重金属的毒性和迁移性,从而实现土壤的修复和改良。
此外,高分子保水剂能够提高土壤的保水能力,减少水资源的浪费,有助于干旱地区的生态恢复和农业可持续发展。
在能源领域,高分子材料对于环境保护同样意义重大。
太阳能电池板中的高分子材料能够将太阳能转化为电能,为清洁能源的利用提供了支持。
高分子材料专业工程师在环境保护方面的责任

高分子材料专业工程师在环境保护方面的责任对于高分子材料,其具有性能优良、小型化等特点,自20世纪产诞生以来一直被各个行业所青睐。
在环保中由于其具有价格低、易加工、耐腐蚀、重量轻以及比强度高等特点,在一些加工设备中有着广泛应用。
然而,随着高分子材料的不断应用,造成的环保问题也日益严重。
也就是说,高分子材料在改善人们生活条件的同时,对自然环境造成严重破坏,这种矛盾在我国现阶段发展中十分突出。
需要了解高分子材料与环境保护的关系,根据彼此情况,合理制定发展措施以促进社会与自然和谐发展。
1、高分子材料概述高分子材料主要是由分子质量较高的化合物,经加工制成的材料,在人们日常生活中所接触到的一些天然材料,基本上由高分子材料构成。
比如人体器官、棉花以及天然橡胶等。
高分子材料性能主要由其结构决定,对结构进行改性以及控制,即可获得特性不同的材料[1]。
由于其易加工以及易改性等特点,使其性能更加优异,进而在国民经济、科学技术以及国防建设等方面均获得良好发展,并为人们的衣食住行等方面提供保障。
高分子主要是指分子质量较大能够达到上百万的有机化合物,其在结构方面是由相同、简单的单体结构单元,借助化学键不断重复连接而成,另外,其又被称为聚合物或是高聚物。
一般,有机化物材料相对分子质量在1000以下,而高分子材料相对分子质量能够达到105万左右,因此,其与低分子材料在力学性能、化学性能以及物理性能等方面存在较大差异。
2、环境保护中高分子材料的应用2、1水处理设施应用斜板沉淀池。
一般沉淀池主要有豎流式、辐流式以及平流式三种形式,而新型沉淀池的沉淀性能更加突出,其在沉淀池中进行斜板设置,使沉淀面积增加,进而使水处理性能力得以提升[2]。
在斜板池中,其斜板既是由塑料制作而成,此种斜板具有耐腐蚀以及质轻等特点,在斜板制作中是十分理想的材料,对于不同水质均有着良好的应用性能。
生物膜处理填料。
在应用生物膜进行有机污水处理时,需要应用大量填料在,保证微生物拥有附着场地。
高分子材料在环境保护中的应用与发展

高分子材料在环境保护中的应用与发展一、引言高分子材料是一类由重复单体分子通过共价键连接而成的大分子化合物,具有分子量大、可塑性强、耐腐蚀、绝缘性能好等特点。
在当今社会,高分子材料已经广泛应用于日常生活和工业生产中,但其大量使用也带来了环境污染和资源浪费问题。
因此,高分子材料在环境保护中的应用和发展显得尤为重要。
二、高分子材料在环境保护中的应用1. 生物降解材料随着人们对环境保护意识的提高,生物降解材料作为一种环保型材料受到越来越多的关注。
生物降解高分子材料具有生物降解速度快、对环境友好、降解产物无毒无害等优点,被广泛应用于生活用品、包装材料等领域。
2. 再生高分子材料再生高分子材料是通过废弃的塑料制品、橡胶制品等再生产新的高分子材料,可以减少原始资源的消耗,降低生产成本,同时减少废弃物对环境的危害。
再生高分子材料在包装、建筑材料等领域得到了广泛应用。
3. 环保型高分子材料环保型高分子材料是指具有良好的性能和环保特点的高分子材料,如可降解聚合物、可再生高分子材料等。
这类材料对环境影响较小,逐渐替代了传统的对环境造成较大危害的材料,成为环境保护的重要选择。
4. 高分子吸附剂高分子吸附剂是一种利用高分子材料具有较大比表面积和空隙结构,能有效吸附水污染物、有机污染物等的吸附剂。
这种材料广泛应用于水处理、废气处理等环境工程中,对提高环境质量和保护人类健康起到了积极作用。
三、高分子材料在环境保护中的发展趋势1. 绿色化随着全球对环境保护的需求越来越迫切,高分子材料的发展趋势也越来越向绿色化方向发展。
未来的高分子材料将更加注重环保特性,降解速度快、无毒无害、可循环利用等特点将成为高分子材料发展的重点。
2. 多功能化未来高分子材料将朝着多功能化方向发展,不仅保持高分子材料的基本性能,还具有抗菌、抗氧化、防腐蚀等功能。
这样一来,高分子材料可以在更多领域得到应用,提高其利用率和降低对环境的影响。
3. 微纳结构微纳结构技术的发展为高分子材料的性能提升提供了新的途径,通过微纳结构改性可以使高分子材料具有更好的力学性能、光学性能等,同时降低其成本。
高分子材料在农业生产及环境保护中的应用

832023.11高分子材料在农业生产及环境保护中的应用张艳平(山东华宇工学院,山东 德州 253034)1 高分子材料的特征高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基础的复合材料。
高分子材料制作较为方便,种类也比较多,按照功能分类,高分子材料包括通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。
其中,通用高分子材料是能够大规模生产且被广泛应用于农业、建筑、交通等领域的聚合物材料,日常生活中使用的塑料、橡胶、纤维、黏合剂、涂料等都属于通用高分子材料;像聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料,机械强度高、耐热性强,属于特种高分子材料。
功能高分子材料一般具有特定功能,例如吸附性能好、导电性强、催化性能好、光敏度高等。
高分子材料主链不易破坏,韧性较强,具有耐磨损性、抗腐蚀性强等优良特性。
部分高分子材料对高温、氧、酸等的抗腐蚀性强,具有较好的稳定性。
由于高分子材料与其他材料的复合化功能较强,通过优化高分子材料的特性可使其在农业领域有更加广泛的应用。
但高分子材料不易降解,容易对环境造成有害影响,新型高分子材料为破解高分子材料对环境的污染,添加改良剂使其可降解,从而降低了对生态环境的污染。
2 高分子材料在农业生产及环境保护中的应用2.1 高分子絮凝剂可增强土壤凝聚力,改善土壤结构高分子材料的三维网状结构有很多孔隙,弹性较强,从而可以使土壤形成团聚体,改善土壤,减少肥料流失,间接增强土壤肥力。
将常用的聚丙烯酰胺絮凝剂适量添加在土壤中,能有效增加土壤表层颗粒的凝聚力。
高分子凝聚剂能够改良土壤结构是由于桥连效应,将土壤中的各种微粒连接起来,从而减少土壤中的水肥流失,起到改善土壤种植效果的作用。
因地制宜地使用高分子材料,通过提升水肥利用率来增加土壤肥力和农作物产量,能避免化肥的过度使用,减少化肥残留对土壤的影响,降低土壤板结率,有利于农业生态环境的保护和可持续发展。
2.2 高分子吸水树脂可作土壤保水剂,使水分不易流失高分子吸水树脂含有较强的亲水性基团,与水分子容易结合,具有较好的保水性,例如聚丙烯酸盐、淀粉丙烯酸盐聚合物等。
高分子材料在环境保护中的应用研究

高分子材料在环境保护中的应用研究高分子材料是现代科技中非常重要的一种材料,具有广泛的应用领域。
在环境保护方面,高分子材料也发挥着重要的作用。
本文将重点介绍高分子材料在环境保护中的应用研究。
首先,高分子材料在水处理和废水处理方面具有重要意义。
水是生命之源,但受到污染的水源日益增多。
高分子材料可以用于吸附、过滤和分离水中的有害物质,如重金属离子、有机物质等。
通过改变高分子材料的结构和性能,使其具有更好的吸附能力和选择性,能够有效去除水中的污染物,提高水质。
其次,高分子材料在大气污染控制方面也发挥着重要作用。
大气污染是现代社会面临的一个严重问题,高分子材料可以用于设计制造新型的吸附材料和催化剂,用于捕获和降解大气中的有害气体和颗粒物。
通过高分子材料的运用,可以有效减少大气污染物的排放,改善空气质量。
另外,高分子材料还可应用于固体废物处理和资源回收领域。
大量的固体废物对环境造成了严重污染,高分子材料可以通过制备可降解材料和环保包装材料等,来减少一次性塑料的使用,降低塑料废弃物的产生。
同时,高分子材料还可以用于废旧塑料的回收利用,通过催化裂解等技术将废旧塑料转化为再生塑料或其他有用的化合物,实现资源的循环利用。
此外,高分子材料也在环境监测和污染防治技术中具有重要地位。
高分子材料可以通过制备传感器和膜技术等,用于监测和检测环境中的污染物。
这些监测手段可以实时准确地对污染情况进行监测,为环境保护和污染防治提供数据支持和科学依据。
尽管高分子材料在环境保护中的应用研究取得了一系列的成果,但仍面临一些挑战和问题。
首先,高分子材料的生产过程需要消耗大量的资源和能源,对环境造成一定的压力。
其次,高分子材料的废弃物处理也面临困难,特别是聚合物的降解和回收难题。
因此,在高分子材料的应用研究中,还需要综合考虑其生命周期的环境影响和可持续性。
综上所述,高分子材料在环境保护中具有重要的应用价值和研究意义。
通过针对不同的环境问题,利用高分子材料的特性和优势,可以发展出一系列的环境保护技术和解决方案。
高分子材料在环境保护中的应用研究

高分子材料在环境保护中的应用研究随着经济的快速发展和人口的增加,环境问题变得越来越突出。
传统的材料制造方式常常会对环境造成巨大的损害,因此,寻找新的材料和技术成为一项重要的任务。
高分子材料作为新型材料之一,已经成为环境保护中的重要组成部分。
本文将围绕高分子材料在环境保护中的应用研究展开讨论。
一、高分子材料的定义和特性高分子材料是由单体分子在一定条件下反应而形成的长链大分子,通常具有强度高、韧性好、轻便等特点。
高分子材料广泛应用于包括汽车、航空航天、建筑、医疗、消费品等领域,并且正在快速发展。
高分子材料的特性主要有以下几个方面:1. 高强度:高分子材料的强度一般高于金属,石材和玻璃等传统材料。
这一特性使得高分子材料可以用于制造轻型、高强度的结构件,减轻重量,提高使用效率。
2. 耐腐蚀性:高分子材料可以抵御酸、碱和溶剂等化学物质的侵蚀。
这一特性使得高分子材料可以用于制造化学品容器、燃料储罐、污水处理设备等。
3. 良好的绝缘性:高分子材料是一种良好的绝缘材料,可以在电气设备中作为绝缘体使用。
这一特性使得高分子材料可以用于制造电缆、电线和变压器等设备。
二、高分子材料在环境保护中的应用研究1. 高分子材料在废气治理中的应用废气治理是现代环境保护工程的重要组成部分。
高分子材料可以用于制造烟气净化器中的滤料,从烟气中去除有害物质。
研究表明,高分子材料可以有效地吸附烟气中的亚硫酸盐、氮氧化物和粉尘等污染物。
当前,高分子材料中的聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、聚乙烯等被广泛用于烟气净化器中。
2. 高分子材料在水处理中的应用高分子材料在水处理中的应用也越来越广泛。
高分子材料可以用于制造污水处理药剂、污水膜、污泥浓缩器等设备。
相比传统的水处理方法,高分子材料的应用不仅节省了能源,而且还可以去除更多的污染物,提高了水的质量和效率。
3. 高分子材料在土壤修复中的应用土壤污染已成为当今环境污染的一个严重问题。
高分子材料可以利用其吸附、分离等特性,去除土壤中的重金属和有机物污染物,保护生态环境。
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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;22<OI<27,难燃;OI>27,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。
❖化学循环利用光、热、辐射、化学试剂等使聚合物降解成单体或低聚物的过程,其产物可用作油品或化工原料。
❖能量回收以高分子材料作燃料或取热或产生蒸汽,进而进行发电或用高分子材料作助燃等过程。
◆一级循环使用原来废旧材料物品制造相同的产品,如塑料瓶等。
◆二级循环使用循环的材料制成新的产品,如原用于制牛奶桶的HDPE再生料制垃圾桶或排水管。
◆三级循环从废材料回收化学原料或能量,如回收溶剂、裂解聚合物、回收油等。
◆四级循环把废料进行焚烧处理以回收能量,用于加热、发电等。
B.物理再生的基本手段❖溶剂化再生技术方法(1)将高分子材料废弃物切片、水洗;(2)加入合适溶剂使其溶解至最高浓度;(3)加压过虑除去不溶解成分;(4)加入非溶剂使残留在溶液中的聚合物沉淀;(5)对沉淀的聚合物进行过滤、洗涤和干燥。
关键:根据不同高分子材料选择最佳溶剂和非溶剂。
PP(聚丙烯)的最佳溶剂是四氯化碳或二甲苯,非溶剂为丙酮;PS(聚苯乙烯)泡沫塑料的最佳溶剂是二甲苯,非溶剂是甲醇;PVC(聚氯乙烯)的最佳溶剂是四氢呋喃或环己酮,非溶剂为乙醇❖热熔加工再生技术方法(1)将热塑性废塑料分离、清洗、粉碎、干燥;(2)通过混合机,单螺杆或双螺杆挤出机进行熔融加工,挤出造粒,作再生原料出售或直接成型制品。
混杂废塑料的分离方法:(1)手工分离法(2)磁选分离法(3)风力分离法(4)静电分离法(5)温差分离法(6)密度分离法(7)浮上分离法C.化学再生的基本手段❖油化还原技术废弃高分子材料经热分解或催化—热分解还原为汽油、煤油和柴油等技术。
液态聚烯烃废塑料 气态烃类油❖ 解聚单体还原技术通过化学作用将聚合物还原为单体PE 乙烯、甲烷和苯等单体D.热能利用技术的基本手段❖ 直接燃烧利用其热能如:粉粒废塑料代替煤核油用于高炉喷吹。
据测定,聚烯烃和PS 的燃烧热为38-46MJ/kg ,与煤油相当,PMMA 和聚酰胺的燃烧热为25-33MJ/kg ,与煤相当。
❖ 固体燃烧化把废弃高分子材料制成固体燃料,(颗粒或粉末)和液体燃料(稠油燃料或油),利用其热能。
Q :怎样再生?有哪些途径?再生循环技术的分类?(6分)环境友好高分子材料一、发展背景庞大难降解的“白色污染”(98年世界塑料产量约为1.5亿吨),石油资源日益枯竭(预计全世界石油储量仅能用40年)。
上世纪70年代,提出降解塑料的概念,英国Griffin 首先发表淀粉填充PE 的专利;美国80年代掀起开发降解塑料的热潮,其中Anti-Tech 公司投资1亿美元建成以玉米淀粉为基料生产降解垃圾袋生产线;日本64家公司联合成立“生物降解塑料研究会”。
1998年塑料总产量近千吨,每年约有200万吨作为垃圾抛弃,七大水系遭受污染,长江上漂浮垃圾触目惊心。
二、生物降解塑料分类● 按降解机理分(1)不完全降解性塑料(2)完全降解性塑料:微生物合成高聚物、化学合成高聚物、天然高聚物及其衍生物 ● 按原料组成或制备工艺分(1)天然产物降解塑料(2)合成生物降解塑料:化学合成降解塑料、生物合成降解塑料考三、聚合物的降解方式(1)微生物降解:在有氧(无氧)条件下,通过微生物使高聚物转变成CO2,、甲烷及各种副产品。
(2)大型生物降解:聚合物被昆虫、动物或其他生物摄取、在它们咀嚼和消化活动中降解。
(3)光降解:在日照下发生类劣化分解反应,一段时间内失去机械强度,其实质是在紫外照射下的一种快速光老化。