环境降解高分子材料
第三讲 环境降解高分子材料
环境降解高分子材料_概述
• 3.1 概述 • 塑料应用中存在的问题：
• 一是它的来源，绝大部分的塑料原料来源于石油化工， 而石油是一种不可再生的资源；
• 二是它在自然环境中很难分解，大量的废弃物成为了 环境污染的重要原因，也就是人们目前所称的“白色 污染”。
• 因此寻找一种可再生的塑料资源，进而解决其造成的 环境污染问题，成为塑料工业发展中的主要问题之一。
• 但目前大量使用的塑料材料如聚乙烯、聚丙烯等在自 然环境中是难于降解的，因此需对之进行改性或发展 新型的高分子材料。
• 降解塑料的发展：光降解塑料
•
填充型的降解塑料
•
全降解型塑料
环境降解高分子材料_概述
• 目前开发的降解塑料的种类： • ⑴ 光降解塑料 • 光降解塑料主要有两类，一类是引入光增感基团（合
最常见的有聚羟基脂肪酸、聚乳酸等, 其中聚乳酸的开发最为活跃。 通用聚乳酸是由玉米或甜菜中的糖类(包括淀粉与糖)经过发酵得 到乳酸再无溶剂聚合而制得。如果每㎏价格低至0.78～1.44＄, 有望用于包装材料。利用天然高分子材料，2000年悉尼奥运会使 用的全淀粉快餐盒、一次性杯子等。
2、环境惰性高分子：为不能生物降解的高分子, 在不发生氧化及 光解的情况下不会污染环境。现在使用的通用高分子主要属于这一 类。应用后的垃圾处理是一大问题, 处理不当就会污染环境。填埋、 焚烧、再生与回收使用是废塑料处理的几种方法, 其中再生与回收 使用应成为重要的途径。
4、长寿命材料 发展超长寿命的高分子材料, 是降低资源开发速度, 有效利用资源, 减少高分子材料废弃物的有效途径之一。尤其对于用量大、影响 深远的农用地膜、棚膜, 以及建筑用高分子材料等, 应考虑长寿命 问题。可通过优化配方和工艺设计、开发功能优异的塑料合金体 系等方法来实现。无论材料的短寿命还是长寿命, 都应以维持生态 环境和节约资源及提高利用率为最基本目标。 5、研发环境友好的新型高分子功能材料
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。
生物可降解高分子材料的应用研究
生物可降解高分子材料的应用研究一、综述随着环境问题的日益严重，生物可降解高分子材料的研究与应用受到了广泛关注。
生物可降解高分子材料是一类能够在自然环境中被生物分解为水、二氧化碳和生物质的高分子材料。
本文将对生物可降解高分子材料在各个领域的应用进行综述，包括环境保护、生物医学和包装材料等。
在环境保护方面，生物可降解高分子材料可以有效减少塑料垃圾的产生，降低其对环境的污染。
这类材料在废水处理和土壤改良中也发挥了一定的作用。
研究者们通过改变聚合物的结构、组成和功能基团等方法来优化生物可降解高分子材料的性能，以提高其在环境中的降解速率和效率。
在生物医学领域，生物可降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性，可用于药物载体、组织工程和生物支架等方面。
聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物相容性较好的聚合物已被广泛应用于药物传递和细胞培养中。
一些具有生物活性的高分子材料还可用于生物传感和生物成像等领域。
在包装材料方面，生物可降解高分子材料具有可降解性、可重复使用的优点，可以替代传统的塑料包装材料。
PLA和淀粉基聚合物等生物可降解高分子材料可用于食品包装、购物袋和快递包装等领域。
这些材料的使用不仅有利于减少塑料垃圾的产生，还有利于提高消费者的环保意识。
生物可降解高分子材料作为一种具有广阔应用前景的新型材料，对于解决当前的环境问题具有重要意义。
通过不断改进合成方法和改性手段，有望实现生物可降解高分子材料在更多领域的广泛应用。
1. 生物可降解高分子材料的重要性随着现代社会对环境保护意识的不断增强，生物可降解高分子材料在保护环境方面的作用逐渐引起了广泛关注。
与传统的高分子材料相比，生物可降解高分子材料因其具有可降解性而具有重要意义。
从资源利用的角度来看，生物可降解高分子材料具有可再生性。
它们来源于可再生的生物资源，如植物淀粉等，不仅来源广泛，而且生长周期短，可持续供应。
传统的高分子材料如石油化工产品等是不可再生的，其资源有限，使用过程中产生的废弃物难以处理，对环境的压力较大。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料的分类及应用可生物降解高分子材料是一种具有生物降解性质的高分子材料，它可以在自然环境中经过生物作用而被分解成水、二氧化碳和生物质等无害物质，对环境具有较小的影响。
随着人们对环境保护意识的提高，可生物降解高分子材料的应用逐渐受到重视。
本文将对可生物降解高分子材料的分类及应用进行较为详细的介绍。
一、可生物降解高分子材料的分类1. 根据来源不同可生物降解高分子材料根据来源的不同，可以分为天然可生物降解高分子材料和合成可生物降解高分子材料两类。
（1）天然可生物降解高分子材料天然可生物降解高分子材料主要来源于天然资源，如淀粉、纤维素、蛋白质等，这类材料本身具有良好的生物降解性能，能够在自然环境中迅速降解，对环境友好。
（2）合成可生物降解高分子材料合成可生物降解高分子材料是通过一定的合成工艺，将合成高分子材料与生物可降解性能相结合得到的材料。
合成可生物降解高分子材料不仅具有良好的物理性能，还具备良好的生物降解性能，适用于各种领域的应用。
二、可生物降解高分子材料的应用1. 医疗领域可生物降解高分子材料在医疗领域的应用较为广泛，如可生物降解缝线、植入材料、药物包装材料等。
这些材料具有良好的生物相容性和降解性能，适用于各种医疗器械的制备及医疗用品的生产。
2. 包装领域随着人们对环境保护意识的提高，可生物降解高分子材料在包装领域得到了广泛的应用。
如可生物降解塑料袋、食品包装材料、一次性餐具等，这些材料能够在使用结束后迅速降解，减少了对环境的污染。
3. 农业领域可生物降解高分子材料在农业领域的应用也较为重要，如可生物降解农膜、肥料包装袋等。
这些材料在使用结束后不会对土壤产生污染，符合农业生产的可持续发展要求。
5. 其他领域除了上述提到的几个领域外，可生物降解高分子材料还可以在土壤修复、水质改良、污水处理等领域得到应用，帮助保护环境、维护生态平衡。
三、可生物降解高分子材料的未来发展趋势1. 多样化研究未来，可生物降解高分子材料的研究将更多地向材料的多样性发展，如在材料的性能、生物降解速率、生物兼容性等方面进行深入研究，开发出更加优良的可生物降解高分子材料。
功能高分子材料第六章环境降解高分子材料
功能高分子材料第六章环境降解高分子材料高分子材料在环境中长时间暴露后会发生降解，这种环境降解是指高分子材料在自然环境下与阳光、氧气、水、微生物等因素相互作用，引起材料的性能变化和组成的改变的过程。
环境降解是高分子材料应用过程中必须考虑的一个重要问题，因为它会影响高分子材料的使用寿命和性能，从而限制其应用范围。
高分子材料环境降解的机理复杂多样，主要包括氧化降解、光催化降解、热降解、水解降解、微生物降解等几个方面。
氧化降解是指高分子材料中的化学键由于氧气的作用而发生氧化反应，从而导致材料性能的变化和损坏。
氧化降解是高分子材料在自然环境中发生的主要降解方式，主要是由于高分子材料中的亚甲基、芳香基、酮基、醇基等官能团的氧化反应，导致材料的断裂、硬化、脆化等。
光催化降解是指高分子材料中有机颜料、填料、稳定剂等添加剂在阳光照射下发生光催化反应，引起高分子材料的降解。
光催化降解是高分子材料在户外环境中暴露后发生的一种重要降解方式，主要是由于阳光中的紫外线和可见光辐射引起。
热降解是指高分子材料在高温环境下发生的一种降解方式，主要是由于高温引起高分子材料分子链的断裂、固化、交联等反应，从而导致材料性能的变化和破坏。
水解降解是指高分子材料中的酯键、醚键、醚键、酰胺键等化学键在水的作用下发生水解反应，从而导致材料性能的变化和分解。
微生物降解是指高分子材料在微生物的作用下发生降解的过程，主要是由于微生物通过分泌酶、代谢物等方式引起高分子材料的降解。
为了延长高分子材料的使用寿命和降低环境降解带来的影响，可以采取一些措施。
例如，在高分子材料中添加稳定剂、抗氧化剂、抗紫外线剂等，可以提高材料的耐氧化、耐光老化性能。
此外，设计合理的高分子结构、选择合适的添加剂、调整材料处理工艺等也可以减缓高分子材料的环境降解速度。
总之，高分子材料的环境降解是一个复杂的过程，涉及多种因素的相互作用。
了解高分子材料的环境降解机理，采取相应的措施来减缓降解速度是提高高分子材料使用寿命和性能的关键。
高分子生态环境材料的研究进展及应用
【高分子生态环境材料的研究进展及应用】1. 引言高分子生态环境材料是近年来备受关注的领域。
随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强，对替代传统塑料、降解塑料废弃物的研究和应用也愈发重视。
本文将就高分子生态环境材料的研究进展及应用展开讨论，并对其相关概念、技术和未来发展方向进行深入探讨。
2. 高分子生态环境材料的定义和特点高分子生态环境材料是指能够通过生物降解、可循环再生或对环境产生较小影响的材料。
与传统塑料相比，高分子生态环境材料具有可持续发展、资源节约、环境友好等特点。
这些材料从材料的设计、生产、使用、处理到最终的环境归结过程都可以减少对环境的影响，具有广阔的应用前景。
3. 高分子生态环境材料的研究进展在高分子生态环境材料的研究领域，目前已有众多研究机构和企业进行了深入的研究和应用。
美国卡耐基梅隆大学的研究团队成功研发出一种具有生物降解性质的高分子材料，可以完全降解为水和二氧化碳。
我国科学院等国内外研究机构也在高分子生态环境材料的领域取得了重要突破。
通过不断的研究和实践，高分子生态环境材料在材料学、化工、环境科学等领域的应用逐渐扩大，为解决塑料污染等环境问题提供了新的解决方案。
4. 高分子生态环境材料的应用领域高分子生态环境材料的应用领域非常广泛，主要包括包装材料、一次性餐具、农业覆盖膜、医疗器械、纺织品等。
其中，包装材料是高分子生态环境材料的主要应用领域之一。
生物降解包装袋、可降解的塑料膜等在食品包装行业得到了广泛应用。
高分子生态环境材料还被应用于医疗器械领域，如生物降解性吸收缝合线、注射器等，为医疗健康领域带来了新的机遇和挑战。
5. 个人观点和展望高分子生态环境材料的研究和应用是一个不断发展的领域，具有较高的创新性和应用价值。
从长远来看，高分子生态环境材料将在环境保护、资源替代等方面发挥重要作用。
随着材料科学、环境科学等学科的不断发展，相信高分子生态环境材料在未来会有更广阔的应用前景，为全球环境可持续发展贡献力量。
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料生物降解高分子材料是指可以在自然环境中被微生物降解而不会对环境造成污染的高分子材料。
随着人们对环境保护意识的增强，生物降解高分子材料作为一种环保材料备受关注。
它不仅可以有效减少塑料垃圾对环境的污染，还可以降低对化石资源的依赖，具有重要的环保意义。
生物降解高分子材料主要包括生物基高分子材料和生物降解增塑剂两大类。
生物基高分子材料是利用植物资源或微生物合成的高分子材料，如淀粉基塑料、聚乳酸等。
这类材料在自然环境中可以被微生物降解，不会对环境造成污染。
而生物降解增塑剂则是将生物降解物质加入到传统塑料中，使其具有生物降解性能。
生物降解高分子材料在日常生活中有着广泛的应用。
在包装领域，生物降解塑料袋、生物降解包装盒等产品可以有效减少塑料垃圾对环境的影响。
在农业领域，生物降解塑料覆盖膜、生物降解育苗盘等产品可以降低对土壤的污染，保护农作物生长环境。
在医疗领域，生物降解医疗器械、生物降解医用包装等产品可以减少对医疗废物处理的压力，保护医疗环境。
然而，生物降解高分子材料也面临着一些挑战。
首先，生物降解材料的性能稳定性和加工性能还不够理想，需要进一步提升。
其次，生物降解材料的成本相对较高，需要降低生产成本才能更广泛地应用于各个领域。
最后，生物降解材料的标准化和产业化还需要进一步完善，以满足市场需求。
为了推动生物降解高分子材料的发展，我们可以从以下几个方面进行努力。
首先，加大对生物降解高分子材料研发的投入，提升材料的性能和加工性能。
其次，鼓励企业加大对生物降解高分子材料的生产和应用，推动技术的成熟和成本的下降。
最后，建立健全的生物降解高分子材料标准体系，加强对生物降解材料产业的规范和引导。
总的来说，生物降解高分子材料作为一种环保材料，具有重要的应用前景。
随着技术的不断进步和市场需求的不断增加，相信生物降解高分子材料将会在未来得到更广泛的应用，为环境保护事业做出更大的贡献。
希望各界人士能够共同努力，推动生物降解高分子材料的发展，为建设美丽的地球作出自己的贡献。
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第三讲 环境降解高分子材料
高分子环境材料
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。
(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。
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
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。
(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。
(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。
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பைடு நூலகம்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。
(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。
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
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
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: