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1、第十三章第十三章 高分子材料的高分子材料的 环境问题环境问题 在二十世纪初，可靠的聚合方法的发现，加在二十世纪初，可靠的聚合方法的发现，加上有关高分子化学、物理和工程的巨大进展，上有关高分子化学、物理和工程的巨大进展，产生了高分子科学，导致并推动了一场材料产生了高分子科学，导致并推动了一场材料革命，这场材料革命至今仍在继续进行着。革命，这场材料革命至今仍在继续进行着。每年全球生产约每年全球生产约2 2亿吨高分子材料以满足全世界的亿吨高分子材料以满足全世界的6060亿人的使用需要。与全球每年产生的约亿人的使用需要。与全球每年产生的约500500亿吨亿吨生物物质相比，高分子材料的产量是如此的微不生
2、物物质相比，高分子材料的产量是如此的微不足道。然而，高分子材料的使用却对全球经济产足道。然而，高分子材料的使用却对全球经济产生了巨大的影响。当全世界人口比现在翻一番时，生了巨大的影响。当全世界人口比现在翻一番时，高分子材料的生产规模可能是现在的三倍甚至四高分子材料的生产规模可能是现在的三倍甚至四倍。倍。第一节第一节 高分子材料的环境问题高分子材料的环境问题高分子材料环境问题高分子材料环境问题 高分子高分子材料环材料环境问题境问题生产过程生产过程加工过程加工过程燃烧燃烧废弃物废弃物生产过程生产过程原材料原材料采用有毒原料的问题采用有毒原料的问题 废液废液废弃物废弃物添加剂的问题添加剂的问题采用重
3、金属添加剂采用重金属添加剂作发泡剂的氟氯烃作发泡剂的氟氯烃石棉的致癌物石棉的致癌物残留单体残留单体燃烧的问题燃烧的问题燃烧性燃烧性燃烧时的发烟剂燃烧时的发烟剂燃烧时产生的有毒气体燃烧时产生的有毒气体废弃物的问题废弃物的问题焚烧焚烧堆埋堆埋回收回收高分子材料环境问题高分子材料环境问题第五节第五节 对废弃高分子材料的对策对废弃高分子材料的对策节约使用量节约使用量 再生（再循环）再生（再循环）再生（再循环）再生（再循环）化学再生化学再生原材料再生原材料再生废弃塑料焚烧回收热能废弃塑料焚烧回收热能掩埋处理废弃高分子材料掩埋处理废弃高分子材料光降解和生物降解高分子材料光降解和生物降解高分子材料废弃热固性
4、塑料的回收处理废弃热固性塑料的回收处理废弃橡胶制品的回收利用废弃橡胶制品的回收利用白色污染白色污染什么是白色污染什么是白色污染所谓白色污染，所谓白色污染，是人们对塑料垃是人们对塑料垃圾污染环境的一圾污染环境的一种形象称谓。种形象称谓。地膜污染地膜污染棚膜污染棚膜污染垃圾场旁的铁丝网垃圾场旁的铁丝网上飞扬的塑料袋上飞扬的塑料袋城市塑料垃圾的消耗量、废弃量十分城市塑料垃圾的消耗量、废弃量十分惊人。惊人。我国全年消耗一次性塑胶泡沫快餐盒我国全年消耗一次性塑胶泡沫快餐盒达达4 4亿至亿至7 7亿个。亿个。上海每天使用塑料包装袋：上海每天使用塑料包装袋：7070至至8080吨吨一次性饭盒、托盘：一次性饭
5、盒、托盘：100100万只以上。万只以上。白色污染的现状白色污染的现状废塑料有什么价值？废塑料有什么价值？塑料种类很多，有聚脂、聚苯乙烯、聚乙烯、塑料种类很多，有聚脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，是宝贵的资源，聚丙烯等，是宝贵的资源，回收废塑料制品，可变废为宝：裂解提炼单回收废塑料制品，可变废为宝：裂解提炼单体，成为循环使用的原料；造粒，成为降级体，成为循环使用的原料；造粒，成为降级使用的再生原料；加入化学制剂调合成涂料、使用的再生原料；加入化学制剂调合成涂料、粘合剂；提炼汽油、柴油，出油率可高达粘合剂；提炼汽油、柴油，出油率可高达70-75%，且不含铅。，且不含铅。为了防止白色污染，许多国家
6、在大力推进为了防止白色污染，许多国家在大力推进3R运动，即要求减量化（运动，即要求减量化（Reduce）、再利用）、再利用（Reuse）、再循环（）、再循环（Recycle）；还在研究）；还在研究新型的可降解塑料以及各种利用回收废塑料新型的可降解塑料以及各种利用回收废塑料使之资源化的新途径。使之资源化的新途径。塑料固废的处理塑料固废的处理塑料固废的处理塑料固废的处理减量、回用、降解、替代减量、回用、降解、替代减量包括减少数量和质量，尽量不用或少减量包括减少数量和质量，尽量不用或少用，或通过增加产品功能、延长寿命、一物用，或通过增加产品功能、延长寿命、一物多用减少对一次性塑料制品的用量；减薄，多
7、用减少对一次性塑料制品的用量；减薄，即在满足应用性能的前提下，通过配方和产即在满足应用性能的前提下，通过配方和产品结构设计，使产品达到轻量化和薄壁化。品结构设计，使产品达到轻量化和薄壁化。降解塑料现状与发展降解塑料现状与发展 降解塑料的现状降解塑料的现状 降解塑料可分为生物降解塑料、降解塑料可分为生物降解塑料、光降解塑料、光光降解塑料、光/生物降解塑料三生物降解塑料三大类。大类。生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和崩坏型生物降解塑料。崩坏型生物降解塑料。完全生物降解塑料包括细菌塑料、合成高完全生物降解塑料包括细菌塑料、合成高分子材料、天然高分子材料，前两者目
8、前分子材料、天然高分子材料，前两者目前成本较高，后者成本低但性能差。成本较高，后者成本低但性能差。降解塑料的现状降解塑料的现状 崩坏型生物降解塑料包括淀粉填充塑料、崩坏型生物降解塑料包括淀粉填充塑料、纤维素填充塑料、矿物填充生物降解塑料纤维素填充塑料、矿物填充生物降解塑料及母料添加型生物降解塑料。及母料添加型生物降解塑料。降解塑料的现状降解塑料的现状 国内外情况国内外情况 国内外对生物降解塑料的研究热点集中在完国内外对生物降解塑料的研究热点集中在完全生物降解塑料上。全生物降解塑料上。国外以淀粉填充塑料、通用塑料与合成可降国外以淀粉填充塑料、通用塑料与合成可降解塑料共混、淀粉与合成可降解塑料共混
9、为解塑料共混、淀粉与合成可降解塑料共混为主；主；国内以天然高分子材料（主要用于快餐饭盒）国内以天然高分子材料（主要用于快餐饭盒）和淀粉填充母料（主要用于地膜）为主。和淀粉填充母料（主要用于地膜）为主。国外产品既有完全降解型也有崩坏型，以崩坏国外产品既有完全降解型也有崩坏型，以崩坏型较多；国内产品在可降解快餐饭盒方面以完型较多；国内产品在可降解快餐饭盒方面以完全生物降解为主，在地膜方面以崩坏型为主，全生物降解为主，在地膜方面以崩坏型为主，其他产品则各种情况都有但用量少的多。其他产品则各种情况都有但用量少的多。国内外情况国内外情况 光降解塑料光降解塑料光降解塑料分合成型光降解塑料和添加型光降解塑料
10、分合成型光降解塑料和添加型光降解塑料两类，前者在树脂合成时在大光降解塑料两类，前者在树脂合成时在大分子主链或支链上引入含氧官能团，后者分子主链或支链上引入含氧官能团，后者在普通塑料中添加光敏剂或过渡金属络合在普通塑料中添加光敏剂或过渡金属络合物。物。国外在合成型和添加型光降解塑料两方面国外在合成型和添加型光降解塑料两方面的研究和应用情况相当，技术比较成熟，的研究和应用情况相当，技术比较成熟，发展稳定；国内的研究和应用主要集中在发展稳定；国内的研究和应用主要集中在添加型光降解塑料上，技术水平与国外相添加型光降解塑料上，技术水平与国外相当。当。光降解塑料光降解塑料光光/生物降解塑料生物降解塑料 光
11、光/生物降解塑料将光降解和生物降解结生物降解塑料将光降解和生物降解结合起来，目的是提高降解效率和降解的可合起来，目的是提高降解效率和降解的可控性。控性。光光/生物降解塑料分两大类，一类是合成生物降解塑料分两大类，一类是合成型光降解塑料和完全生物降解塑料的共混型光降解塑料和完全生物降解塑料的共混物，另一类是在普通塑料中添加光物，另一类是在普通塑料中添加光/生物生物降解母料后的共混物。降解母料后的共混物。在我国，由于合成型光降解塑料还没有批在我国，由于合成型光降解塑料还没有批量生产，所以主要是母料添加型。近年来量生产，所以主要是母料添加型。近年来国内对光国内对光/生物双降解塑料呼声较高，开发生物双
12、降解塑料呼声较高，开发的各类降解制品以双降解型占多数。的各类降解制品以双降解型占多数。光光/生物降解塑料生物降解塑料 崩坏型降解和完全降解塑料崩坏型降解和完全降解塑料 对于降解塑料的崩坏型降解和完全降解，对于降解塑料的崩坏型降解和完全降解，我们将其界定为：塑料废弃物在较短时间我们将其界定为：塑料废弃物在较短时间内产生降解而丧失其原有形态之后。内产生降解而丧失其原有形态之后。如需很长时期才能降解成二氧化碳和水则如需很长时期才能降解成二氧化碳和水则称为崩坏型降解；称为崩坏型降解；如能在较短时间内进一步降解成二氧化碳如能在较短时间内进一步降解成二氧化碳和水则称为完全降解。和水则称为完全降解。从总体情
13、况看，我国降解塑料制品在品种从总体情况看，我国降解塑料制品在品种上崩坏型降解制品较多，但是许多企业不上崩坏型降解制品较多，但是许多企业不敢承认自己的产品是属于崩坏型降解，原敢承认自己的产品是属于崩坏型降解，原因是舆论影响，几年前国内舆论已经将崩因是舆论影响，几年前国内舆论已经将崩坏型降解塑料基本否定。坏型降解塑料基本否定。我国降解塑料发展中存在的问题我国降解塑料发展中存在的问题 降解时间控制的准确性差；降解时间控制的准确性差；产品成本高；产品成本高；舆论导向提倡完全降解塑料，否定崩舆论导向提倡完全降解塑料，否定崩坏型降解塑料；坏型降解塑料；舆论误导，出现了以其他材料替代塑舆论误导，出现了以其他
14、材料替代塑料来解决白色污染的现象，使降解塑料的料来解决白色污染的现象，使降解塑料的发展一度走入误区。发展一度走入误区。降解塑料的定位降解塑料的定位 近年来国际上对于降解塑料的定义有三个方面：近年来国际上对于降解塑料的定义有三个方面：分子方面：分子方面：塑料废弃物在较短时间内化学结构发塑料废弃物在较短时间内化学结构发生显著变化或分子量显著下降，最终完全降解成生显著变化或分子量显著下降，最终完全降解成二氧化碳和水；二氧化碳和水；材料性能方面：材料性能方面：塑料废弃物在较短时间内力塑料废弃物在较短时间内力学性能下降，其原有应用功能基本丧失或完学性能下降，其原有应用功能基本丧失或完全丧失；全丧失；形态方面：形态方面：塑料废弃物在较短时间内破裂、塑料废弃物在较短时间内破裂、崩碎、粉化，成为对环境无害或易被环境消崩碎、粉化，成为对环境无害或易被环境消纳的物质。纳的物质。降解塑料的定位降解塑料的定位