ecodesign-2010

1、指的是对材料物理流动的分析，它通过对自然原始物质在 开采、生产、转移、消耗和废弃等过程的分析，揭示物料 （包括能源、水资源等）在特定范围内的流动特征和转化效 率，找出环境压力的直接来源，作为评价该地区、产业和 行业及产品等发展的可持续性指标，进而提出相应的减少 环境压力的解决方案，为实现可持续发展的近、中期目标 提供科学依据O指用数学物理方法对在工业生产过程中，按照一定的生冷 工艺，所投入的原材料的流动方向和数量大小的一种定量 分析理论。通过采取各种技术措施，将能源消耗、资源消 耗降低一半，同时将生产效率提高'一倍，即在 同样能源消耗和资源消耗的水平上，得到了4 倍的产出。R=p/I=

2、2/0.5=4到2050年，地球上的人口将在现在的基数上增加1倍, 同时，世界各国的国内生产总值(GDP)届时将增长36 倍，取平均值为5,则二者之积为10,按现在的水平发 展对环境的影响将增加10倍，因此必须将资源效率和能 源效率提高10倍。而到人口增加一倍的2050年，人均物质消建必须比1990 年代初减少一半，即当时5分之1的一半也就是10分之1, 这样才能让人类的子孙后代在地球上继续生存下去。用 一个等式可表示为：环境影响=世界人口 X世界GDP x世界人口环境影响世界GDP山本良一教授对全球环境影响问题进行的材料 流分析，2000年全人类已超过可持续发展水准 (S)的40%, 12亿

3、发达国家人口的人均环境影响 (B)是48亿发展中国家人口的人均环境影响(A) 的16倍(B/A=16, 20%的人口消耗80%),预计 发展中国家人口到2050年净增30亿，为了保持 2050年可持续发展的世界人均环境影响(C)应该:48X108A+ 12X108B= 1.4So 2000年78 X 108C + 12X108C = So2050年计算可得：C/A心2,而：C/B心1/8；The conceptotLCA 1997, IS014040Life cycle assessment (LCA) : Compilation and evaluation of the inputs, o

4、utputs and the potential enviromraental impacts of a product system throughout its life cycle.Product system: Collection of materially and energeti<lly connected unit processes which performs one or mole defined functions. (NOTE: In this International Standard，the term H productH used alone inclu

5、des not only product systems but can also include service systems.)Life cycle: Consecutive and interlinked stages of a product system, from raw material acquisition or generation of natural resources to the final disposal.Examples oL(6)CategoryUnit .verageEnergy Content1-0 Table forProductionFuels.

6、MJof 1 kg EthyleneFccdstcxrk. MJTolal Puc! + FccdslcxrkRaw materials, mgCoalOilGas Total<0.0131k 900 (XK)3005. 4(X)20OilGasHydro Nuclear Other folalIron oreLunes loneWalerBiiuxitcSodium chloride Chy Ecrromanganesc.Air emissions* mgDustL(XX)Carbon monoxide600 、Carbon dioxklc530. (XX)1Sulfur ox kie

7、s4. (XX)Nitrogen oxides6. 000Hydrogen sullklc10Hydrogen chloride20Hydrocarbons7, (KX)Other organics1Metals1COD20()BOD40Acid as H+60Metals300Chk)ridc ions50Water emissions, mgDissolved orgunkrs20Suspended solids2(X)Oil200Phenol1Dissolved solids500Other nitrogen10Industrial wasteL 400第四章卜材料和产品的环境协调性设计

8、 20世纪70年代，一些从爭工艺技术的有 识之士就提出生态设计的概念，当时称 作“为环境而设计”或“环保设计”， 其目的就是在传统的经济活动中保持生 态平衡。对材料工业而言，生态平衡不仅要求在 材料生产和使用中尽量减少有害气体、 液体、固体的产生和排放，而且要求尽 量提咼材料的再循环利用率，将有害物 质转化为有用材料第一节、生态设计概论生态设计涉及面很广产业的绿色化、经济的绿色花行政的 绿色化、财政的绿色化、税制的绿色化 等等，有各种各样的绿色化，这些都是 生态设计的这一概念是由荷兰公共机关和UNEP （W 合国环境计划署）最先提岀的生态设计(Eco-design)是指在材料和产品的设计中将保

9、护生态、人类健康和安全的意识有机地融入其中的设计方法。生态设计又称为生命周期工程设计(Life Cycle Engineering Design, LCED)、绿色设计 (Green Design, GD)、为环境而设计(Design for Environment, DFE)。1以保护生态环境为中心的设计方法还有侧重于产品 循环回收的可再循环设计(Design for Recycle-ability, DFR)、便于回收重新使用的易拆卸设计(Design for Disassembly, DFD)、材料选择设计(Design for Material Selection, DFMS )。生态

10、设计已经成为推行预防生态环境受到危害 的重要手段，是最高级的清洁生产措施和可持 续发展的最佳途径。生态设计是采用先进技术、工艺并采用可循环 材料以减少对生态环境的破坏，要明显地减少 材料制造前的隐性材料物质流和能源流，即在 材料循环的前端减少，而不仅仅是促进生产造 成废弃物的循环。1生行动 其进皱 虑来r 考灘不 就>而 J本， 始基防-预 W的壬 f 櫥a j材为环 新作现 从也实199020002010设计对环境保护的贡献 可达到70%以上。图产品设计对改善环境性能的贡献示意图技术创新能力环境协调性设计的原则和方法不但适用于新材 料和新产品的开发，也适用于传统材料和传统 产品的改进设

11、计。传统役 技术，经济，市场和相应规范，追 求生产效率、质量、自动化等以制为中心 环境协调性设计:材料和产品的整个生命周期 对生态环境的副作用，控制在最小范围之内或 最终消除。环境协调性设计(ecodesign)是将传统的设计方法与LCA方法相结合，从环境协调性的 角度对产品设计提出指标和建议二、环境协调性设计原则环境协调性设计与LCA生态设计就是“设计Hl雀生态设计性能成本环境效益生态材料=材料设计+生命周期评估生态产品=产品设计+生命周期评估生态服务=服务设计+生命周期评估图4-3生态设计的概念对于单位功能相同的两种产品，比较它们在生命周期全过 程中对环境的影响从而选择对环境影响更小的产品

12、必须以产品的生命周期为中心认识产品的以下 三个要素，即成本（Cost,简写C）,包括原料 成本、制造成本、运输成本、循环再生成本、 处理成本等生命周期全程的费用:环境影响（Impact,简写I）,包括地球温室效 应，臭氧层破坏、资源枯竭等给地球造成的影 响；性能（PeTformance,简写P）,包括安全性、 是否方便实用、是否符合审美观、施工难易程 度等产品性能。也就是说，产品价值、经济价 值和环境价值的总和即为生态设计产品的综合 彳介值指标这里所说的性能是要对产品各种各样的性能分 别取权重再累加起来，即性能可定义为产品性 能权重之总和。同样，成本要计算生命周期中各种各样的成本权重之总和，环

13、境影响要计算生命周期中各种各样的环境影响权重之总和。由上述关系可知，生态设计产品的综合价值指 标可用 表示。因此，设法使P趋于最大、 I与C趋于最小就可以实现生态设计。在这种情况下,成本是一个必须慎重考虑的问题。 成本是由市场需求写供给间的关系决定。这里的成 本中并不包括对环境破坏的修复成本，也就是说， 环境成本并未被全面地包含在市场成本里边。那么，排除成本因素C,用P/I来衡量一下产品的综 合价值指标。P/I即产品性能除以环境影响，相当于 社会财富和福利(Welfare)除以自然资源的消费 (Use of Nature),所以可将其称之为环境效率。反之，排除环境影响I只去考虑P/C,即追求产

14、品的 性能最好、成本最低。这正是基于传统经济价值的 方法。我们必须摆脱传统经济价值观，要设法使。这就是生态设计的基础。原材料与能源开采白云石口云石硅石口云石锻烧铁屑萤石硅铁、萤石原煤配料/混磨/制球原油料球天然气冶炼还原co2粗镁ch4精炼与铸锭so2NOXHFCO颗粒物整个生命周期土地占有特征化结果不可再生资源 消耗？f土地破坏?Comparisonween EIA and LCAComparisonween EIA and LCA项目环境影响评价生命周期评价评价对象具体工程或开发项目产島及产品系统评估范围具体对象本身系统寿斋牟过程内容结构范围界定、影响识别、影 响量度、影响预测、减轻 措施

15、、评价和监测目标与范围定义、清单岔 析、影响评价、结果解释时空特性局部和区域的短期影响全球性长期影响局限性局限于具体地域的具体项目；不考虑全球环境影响无法分析偶然性排放; 对数据高度综合的结果， 忽略了对局部的影响生态设计必须在使用资源丰富的材料的同时要有效地利用可再生资源；要认识到存在隐 含于资源中的物质流的问题，要尽量设法使 用物质集约度(MI=Material Intensity W 的物品；升且要选择材料综合环喊|(Ecoindicator)更低的物品。、料飜言再生材料的环境影响值要比新警 黯霭再謊鵜蠶黠霍环境负对于在使用状态下环境负荷大的产品，尤其像家电、汽车、建筑物等，必须采取节能

16、省资源等一切可以减轻环境负荷的措施, 低其环境负荷；力求彻底降尽可能不使用有毒物质或者采取替代措施，不 得已而使用时必须做到完全循环再生。J对于那些尚不清楚的人工化学物质，要做到在科学上尚未查明、解除疑团之前不使用，要彻底贯彻预防为主的原则。三、展计g法生态设计的技术有：LCA （环境协调性 评价）、编目表/产品评价法、DFE （环 境设计）CAD法、MIPS （每单位服务的 物质集约度）最小化法、回顾（Back Casting）法、宏观逼近（Macroapproach） 法等生态设计的准则与目标是：(1) 减少拆卸工作量 底量各各元素结合成模块，减少使用材 料的种类，采用兼容材料，涌逋善材料

17、组成子装配体，更易 于接近有害、有价值和可重复使用碑件产品。(2) 可预见性 避免易老化及腐蚀材料的连接，避免零部件被 污染和腐蚀，易于拆卸；易于接近液体排放点；连接结构应 易于去除或被破坏(破坏性拆卸)；减少紧固件数量，尽量 采用相同的紧固方法；易接近拆卸点或破坏性切断点，尽量 避免零部件拆卸方向和移动的复杂性；在基础部件上设置中 心元素，避免在塑料部件中嵌入金属件。(3) 易于处理 表面易于抓取，尽量避免非刚性零部件，将有 毒物质密封起来。(4) 易于分离 尽量避免二次处理(如用油漆、涂层、电镀等 方法进行处理),对不同材料进行标实或用颜色加以识别， 避免零部件或材料损坏机器(如压碎机)。

18、(5) 减少多样性 利用标准零部件，最大程度地减少紧固件类产品设计总的要求是统一化、简化、省 能、协调化，使产品低爛化，缩小不可 逆过程，改进无序状态。(1虫统设计环境协调性设计要求设计人员在产品开 发设计过程中要有系统的观点，充分掌 握设计的全盘性、相互联系及制约的细 节。其设计思想是整体性、综合性和最 优化，其特点是采用物料和功能循环的 思想，扩大了产品的寿命周期，有利于 维护生态系统平衡，提高资源效率，减 少废弃物数量及处理成本。(2)廡块化设计模块化设计指对一定范围内的不同功能、 不同性能、不同规格的产品进行分析， 划分并设计岀一系列功能模块。通过模 块的选择和组合可以组装成不同产品，

19、 以满足市场需求。同时，模煤花设弈也 有利于产品使用后的拆卸，继续利用一 些可用的模块。其特点典型地体现在拆 卸技术和回收技术等方面。目前，模块 化设计已广泛应用于汽车、家电、计算 机、复印机以及许多工业机器行业。(3)轻寿命设计按照LCA理论，产品的寿命越长，其环 境负担性越小。因此，长寿命设计目前 在工业产品设计中也比较流行。特别是 对一些影响到人身安全的产品，长寿命 设计更是首选的设计原则，以确保产品 能够长周期安全地使用。馮生设计在环境材料领域强调对于材料的环境问题应从材料 产品的寿命全程，即从摇篮到坟墓角度加以综合考 虑。因而材料的循环再生设计是环境材料研究的一 个重要组成部分。传统

20、的材料设计以消耗大量能源和资源、产生大量 废弃物为代价来获得材料的高性能、高产量及低成 本。在环境意识融入材料科学与工程学之后，要求人们 在材料设计时，除了考虑材料的成分、性能、工艺 之外，还应当考虑材料的环境问题，也就是在设计 材科时必须从材料资源（资源容量）二材疯成分二工 艺二结构和性能二宿环使用二生态平衡（环境容量） 等诸环节进行综合考虑。，(5)公理化设计利用公理化设计，可以使设计者明晰产 品需求、功能需求、设计参数和工艺变 量之间的关系。通过对这些变量及其下 属子变量的公式化，可以逐步满足最终 的设计要求。因此，可将公理化实际应 用于绿色设计中，以解决产品的多种环 境要求。(6)虚拟

21、拆卸设计虚拟拆卸采用虚拟制造菽虚拟环 境中生成产品原型，对各种设计方案进 行评估。21世纪的生态设计流程低Factor 1(1990)Factor 106Factor 1000Factor 10物质的富足低Factor 4第二节木才料的生态设计、金属材料环境协调性设y通用合金简单合金再生循环设计金属复合材料合金元素的环境协调性设计山本良一 | 1999从易于循环再生的观点看，要求建立3 个基本观念：(1)减少合金元素而保 持高性能；(2)以调整显微组织作为 加入合金元素的替代方法来获得所需性 能；(3)再生过程中易于分离和无二 次污染。1、通用合金以往针对不同用途开发不同材料，使材料种类一直在

22、增加。再生循环过程中种类繁多的材料混杂在一起，使材料再生循环过程变得 非常困难。因此从提高金属材料的再生循环性能岀发， 金属制品的全部零件由单一合金系来制造最 为理想。而且合金系中组元越少，合金的再 生循环性能越好。因此出现了通用合金和简 单合金的概念。超级通用合金就是使用合金忽砂最少，且能满 足各种用途要求的标准合金系。能够满足对材料要求的通用特性，如耐热性、耐腐 蚀性和高强度等。 、合金在具体用途中的性能要求则可以通过调整合金 成分配比乗达到。 同时，在再生循环过程中，希望材料的成分变化（如混入杂质）対材*斗性能的影响小。即合崟具有良好的成分变化兼容性。VI超级通用合金一般希望是固溶体合金

23、，因为固溶强 化与合金组元浓度间的变化关系平缓而连续。 I(1) FdCrNi钢通过改变Fe、Ct和Ni的相对含量，可以 生产出从铁素体钢到不锈钢的一系列钢 种，其组织和性能可以在很大范围内发 生变化。(2Ti合金改变Ti、Al和V的相对含量，可使合金的组织 与性能发生很大的变化。钛合金依合金耳素的 种类和加入量不同，可以分别获得Q钛合金、 a +0钛合金和0钛合金。其中a钛合金具有 良好的耐热性和焊接性能，a +0钛合金具有 良好的综合力学性能和塑性加工性能，P钛合 金则具有高强度和优良的冷成形性能。1在Ti-Al系中出现的Ti3Al> TiAl、Al3Ti则在疣 年来成为高温合金的硏

24、究热点。(3)6-Mo 钢高温蠕变强度主要和铁素体基体中的置 换溶质元素Cr、Mo的固溶量成正比，与 碳的固溶度成反比，即置换元素固溶强 化作用是影响CMo钢断裂寿命的主要因 素。而碳化物的沉淀强化作用与置换元 素的固溶强化作用相比，对整个断裂寿 命的影响很小。2、简单合金简单合金就是组元组成简单的合金系。特点：合金组元、规格简单，再生循环过程 中易于分选；原则上不添加现在尚不能精炼 脱除的元素；尽量不使用环境协调性不好的 合金元素。原则：在维持合金高性能的前提下，尽量减 少合金组元数；获取合金高程能时，攻控初 显微组织作为加入合金元素的替代方法。这种 设计合金的思路叫做省合金化设计或最小合金

25、 化法FeCSi-Mn 系简单合金的主要用途是代替大量消费的金属结 构材料。不含对人体及生态环境有害的元素、 性元素的低合金钢就是这样一种简单合2通过选择适当的化学成分和热加工工艺， 金钢可攻获得大范由麦花0勺显微组织和力学 能。简单的组元和类似的化学成分又能够保证在 生循环过程中回收的废钢具有大致相同的成分 易于再生循环利用。905()0III505变 应4-S 在 Ee-0.16C-0.41SM.53Mn 合金中通过显微组织控制获得的应力一应变曲线®F-铁索体；B-贝氏体;M 号氏体;P-珠光体只赋于材料以再生循环性，还不足以生 产出支撑现代发达技术的材料，还必须 要充分满总高强

26、度、高可靠社、舒适栓 等方面的要求。对现代材料进行环境协调性设计项目， 需要进行多方面的考虑，一般包括：（1）强度（也包括疲劳强度等），韧性， 高比强度（先进性）；（2）简单组成，易解体结构（环境协调 性）；（3）功能兼容，多功能性（舒适性）。3、金属材料的再生循环设计材料可循环再生设计是在设计阶段就充 分考虑材料的循环再生性，不仅比后期 处理难度小，而且效益高。金属材料可循环再生设计是通过加兀 少的元素、循环容许的元素，或通过艮 溶强化、微细化强化、加工强化、相变 组织强f等保障材料性能，使材料可以 循环再生。从HallPetch方程和B ailey一Hirsh方程出发， 引入结构自由能的概

27、念，推导岀材料的强度与 结构自由能的平方根成正比。BP：(4-1)式中 q材料的屈服强度；一常数，相当于 使一个位错运动的应力；K常数；结构自由能。结构自由能是与显微组织有关的全部能量的总和。它 包括了晶界能、位错能、弹性应变能和沉淀相关的能 量。利用这一方法预测机械性能，可以生产岀只有少数合 金元素组成的可再生循环钢。在金属材料的再生循环过程中，去除合 金元素和杂质是相当困难的，同时这方 面技术又是非常重要的，应大力发展材 料再生循环过程中的杂质分离技术和杂 质无害化技术。4、金属复合材料可循环再生复合是通过控制金属组织复相化， 平衡材料各种性能。复相组织金属由于不加入 妨碍再生元素，所以电

28、炉重熔就可以，不甩返 回到熔矿炉循环再生。除金属相变强化外，结晶微细化强化、力门 化等都是可循环再生设计可采用的手段。对于复合型材料而言，从易于循环再生的观点 看，仍要求建立三个基本概念：（1）用单一、 组分代替多相组分；（2）废弃后易于分解或 降解；（3）可多次重复循环使用。F巳基体I基体马氏体纤维纤维粘接用超细粉铁素体诊细粉FeFe复合材料结构示意图40X9.8Fe - Fe复合材料在不同温度烧结时的抗断裂强度变化0% SCIFER 纤维（未加）;00.1 % SCIFER 纤维；0.6% SCIFER 纤维；0.6% SCIFER 纤维 + Fe 超细粉“可再生脩环复合”即合金是简单组元

29、的情羔卡也頁可能通过工艺 控制来自由地制造它的组织両谀。例如双相钢，是通过工艺控制使铁素体与马氏 体这两种不同的相交替共存。与回火马氏体钢 相比，在同样的强度下，其延性可得到大幅度 改善。这是利用了合金在某个温度以下分离为 两个相，加热到某个温度以上易变成单相的性 质。在合金尤其是钢铁中有可能相当自由地实 现对多相组合的控制。5、合金元素的环境协调性设计环境协调性金属合金材料的成分设计原则之一 是尽量不使用环境协调性不好的合金化元素。环境协调性不好有双重含义：是指地 藏量不大的枯竭性元素；二是指对生态壬 别是对人体有较大毒害作用的元素。合金元素中对人体毒害作用最大的是Cr （以 CZ+离子状态

30、存在时），其次是As、Pb、Ni、 Hg等。表43某些金属远素对人体的毒害作用系数金属空气中中土壤中AsCdC2+CoCuFePbMnZnHgMoNi4 70058047 000240.240.0421601200.0331203.34701.42.94 1002.00.0200.00360.790.00294.70.290.0570.0437.01300.0650.00520.0250.0070050.700.0141、无机非金属才才料环境协调性设计无机非金属材料大多废弃后难以为环境所消 纳，难以再生循环利用，造成大量堆积，严 重污染破坏环境。改变这种状态的最有效途 径是长寿命设计。材料长寿

31、命化，相应地降低了资源、能源的 投入，对于减轻环境负荷即改善环境平衡有 很大的贡献。对于无机非金属材料，由于加工困难性, 通常材料和产品是同时完成的，材料即 使产品，产品即使材料，二者不可分割。 应将环境协调性评价和材料、工艺的生 态化设计、优化加入其中，这样就形成 了一个设计双环。无机非金属材料生态化设计思想无际非金属生态坏境材料和产品的设计框图高温长寿命理计(防止断裂)(1) 通过相变增韧二氧化错Pt瓷，目前在所有陶瓷中, 二氧化错陶瓷断裂韧性最好；'(2) 使长柱状氮化硅晶粒在氮化硅基体长大的自生复合陶瓷，其断裂韧性和强度比原材料有成倍的提 咼；"(3) 纳米复合陶瓷材

32、料是在陶瓷基体中引入纳米分散相并进行复合，使原陶瓷的断裂韧性和断裂强度以 芨而d咼温性能均夫肴堤咼；(4) 强化复合陶瓷是陶瓷基体中加入耐高温纤维。例 如，在氮牝硅基体中混合入lOjim碳素纤维和50 lOOnm化硅后，1500 °C弯曲强度可达到650MPa。纯度的增加，晶界玻璃相和有害杂质减少，材料的机械性能，特别是耐高温性能显著提高对于许多功能陶瓷而言，高纯度是必不可少的。导致 能源消耗和资源消耗的额外增加。显然.高纯度与环 境协调性有矛盾，这与金属材料的情况不甚一致。合适的晶界设计和相设计，复合或复相材料具有单一 组成相所不具备的优良性能。与金属材料不同，多数 陶瓷材料的性能

33、对成分的微小变化不敏感。传统陶瓷 自身及其原料，几乎全都是复相物质，成分范围很宽, 再加上陶瓷资源丰富，废弃物再生制品多用于建材领 域，复相或复合化对陶瓷材料环境协调性带来的 没有金属材料严重。传统无机非金属材料的原料大多直接取自天然 矿物，就原赴而言环境负荷低。但是，天然原 糾通常条质技参，性韻诚动矣。新型无机非金属材料或者采用严格精选的天然 隙料，兪著采甬人工合蔵康米聲，势宓会加重环 境负荷。采用地壳中含量最为丰富地氧化铝、氧化硅和 生物圈、大气圈中含量丰富并能够在循环的碳、 氮主要原屛，血是无机非金烏務料庶疯生态 化的首选。在开发新型无机非金属类生态化环境材料时, 通过结构设计和工艺设计

34、，在保证高性能的同 时尽量直接采用天然原料。仿生制备建筑材料的生态设计(1) 减少使用材料 以最少的材料达到对 性能和功能的要求；(2) 材料再使用要求可拆卸，可修复使用富循环使用可拆卸，可降级使用。对于大宗建筑材料混凝土应采取较高强度的长 耐久性设计，既可以提高资源效率又可以减少 （生产过程和退役）排放，并且退役后可以作 为再生集料循环利用混合结构形式高功能性和再生循环性结合的增强材料及其应 用标准构件三、有机聚合材料的生态设计塑料的再生循环技术大致可以分为两类: 一类是将回收废旧塑料作为原料； 另一类是将回收废旧塑料分解成单体， 然后重新合成嶄塑$4。前一类技术称为材料再生循环法，后一 类

35、技术称为化学再生循环法。有机聚窃 物材料的环境协调性设计，侧重点应该 放在废旧材料的再资源化上。料再生循环法在塑料功能丧失之前，将废塑料作为原料多次再生 循环使用。因此，在材料的最初设计阶段，就要考 虑材料的可再生循环性。' 一是要考虑到材料的相容性；二是要考虑到如何评 价回收塑料的老化程度。,材料应是以通用树脂为核心的同系树脂（相容性 好）。如果能通过改变各种树脂的混合比例来开发 出能够满足各种性能要求的通用聚合物合金（塑料 合金）及其相容剂，那么这类塑料即使在再生循环 时相互混合，再生循环后性能变化也不会大，因而 可以扩大再生循环塑料的应用范围。I化学再生循环法:将回收废塑料作为资

36、源，以石油或单体形式利 用。化学再生循环法不但适用于热塑性塑虹且也 适用于热固性塑料及有机高分子复合材料。热固性塑料由于不能再加热成形，只能粉碎后 用作填充剂等低档次的材料。真正的再生循环 利用，可望通过化学再生循环法来解决。四、复合材料的完全再生循环设计复合材料环境协调性设计原则有机复合材料的可再生循环设计塑料合金的研究热塑性弹性体1、复合材料环境协调性设计原则 一般来说使其分解比制造时的成本和使用阶段 的能源还咼复合材料结构可采用分解型结构，在界面上设 置原子扩散层，温度升高就能软化脱开应当是有自修复性、自分解性、自组织化功能 等的智慧型材料(Smart Materials)或智能材 料(

37、Intelligent Materials)复合材料多功能化是设计的一个方向作为有机材料的代表，塑料以其质轻柔 韧等特点而广泛使用。但大多数塑料力 学性能低，不能作为要求较高强度的结 构材料使用。另一方面，玻璃纤维、碳纤维等无机材 料强度咼，負肴冷为结构木才料白勺良如基 础性能，但其脆性大、粘接性差。因此, 把这两类材料复合成兼具二者优点的复 合材疯，则有可能发展成为环境陆调性 复合材料。3、塑規合金的研究将二种以上的聚合物复合，做成具有新 功能的材料即所谓塑料合金轻质和机械强度兼备且容易再生循环的 材料，这种材料作为取代上述有机/无 机复合材剜46新木才疵4、热塑性弹性体热塑性弹性体是兼备橡

38、胶鼻塑性塑料 成形性的新材料热塑性弹性体是由软链段和硬链段组成, 硬链段承受强度，软链段产生柔性。由 它们组合可制造岀多种热塑性弹性体第三节环境协调彳生产品的设计原则与方法准则与目标、减少拆卸工作量模块 可预见性易拆卸易于处理易于分离减少多样性计算机、通信装置等，往往要求具有多功能且技术 寿命适度（更新换代特别快）要求设计者在设计开始阶段就要从制造和使用性能 两方面考虑到部件的模块化。模块化设计时不应只考虑一种型号或一代产品的部 件模块化，而应考虑到整个产品系列中各代产品零 部件的模块化和通用性。产品在其技术寿命完成后，要经历拆卸和再生循环 过程，在再生循环过程中生产岀来的材料和再利用 的零部件一道返回制造厂重新生产新产品。1材料的选