高分子环境材料

第10次课程教学方案周次第10周 课时数2学时教学章节第10章高分子环境材料教学目标和要求1、 了解高分子材料的相关概念及在我们生活中的重要性2、 认识高分子材料给我们所带来的环境问题3、 掌握几种典型的高分子环境材料教学重点1、 高分子材料所带来的环境问题2、 几种典型的高分子环境材料：再生循环技术高分子材料、可降解高分子材料、长寿命高分子材料等教学难点再生循环技术、降解高分子材料、长寿命高分子材料主要教学方式VO课堂讲授 口小组活动 口实验演示 口难点答疑 口提问□作业讲评 口实践教学 口考试测验 口其他活动 使用媒体资源□文字教材 丁口电子教案教学内容10.1高分子材料10.1.1高分子材料的概念和含义高分子材料（macromolecularmaterial）是以高分子化合物为基础的材料一般是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础，19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。10.1.2高分子材料的重要性高分子材料已经普遍应用于生产，生活，科技等各个领域，我们日常生活所用所穿都离不开它，尤其是塑料，橡胶，纤维这三大高分子材料，已广泛存在我们周围。同时在航空、航天、交通运输、生物医学等方面已有突出的贡献，但是有些高分子材料在性能和使用期限，以及环保方面还有待提高，所以开发出新的高性能，高功能以及绿色化的高分子材料已成为现在高分子行业的迫切要求。10.2高分子材料的环境问题10.2.1生产过程中带来的环境问题这里所指的生产过程主要是指高分子化合物的制备及其成型加工过程。1） 高分子化合物制备时的环境问题:原材料、采用有毒原料的生产方法造成的问题、废液、废弃物；2） 加工过程中的环境问题：使用重金属添加剂引起的问题、氟氯烃、残留单体、增塑剂。

10.2.2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：一是高分子材料的燃烧问题：二是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，并释放出大量烟雾和有毒气体，其扩散速度超过火焰蔓延速度。在火灾事故中，中毒死亡率大于燃烧死亡率。2） 这是高分子材料所带来的最严重的问题，大量高分子废弃物造成了世界范围的环境污染。人们所说的“白色污染”，即指废弃塑料膜、塑料袋和其他塑料类浅色制品。10.3与高分子材料有关的环境法规我国十分重视环境保护，国务院以国发办（1986）40号文颁发了《环境保护政策要求》，对治理环境污染、防止生态破坏有积极意义。10.4高分子环境材料源治理是实现高分子材料与环境协调发展的主渠道，在高分子材料工业发展过程中必须贯彻3R原则。（1） 减量化原则（reduce）:要求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就注意节约资源和减少污染。（2） 再使用原则（reuse）：要求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。10.4.1高分子环境材料的发展方向教学内

容（1） 高分子合成工业的绿色化：在高分子材料的合成和制备过程中，使用洁净技术，减少“三废”排放，生产过程中应用原子经济性反应途径，达到零废物、零排放，替代单体生产中的剧毒原料（如光气、氢氰酸等），减少有机溶剂的使用，利用生物资源等，在生产过程中实施绿色化工技术，是提高资源效率、改善环境污染的有效措施。教学内

容（2） 高分子废物的再生循环技术：高分子产品的使用周期不是很长，其废物特别是一次性塑料制品成为城市垃圾的重要来源。所以，再生循环技术不仅是解决高分子白色污染的有效途径，而且有利于充分利用原料，提高资源利用率，保护环境。应大力发展高分子材料的多级利用技术，实现材料多次循环。（3） 可降解高分子材料：也可称为高分子材料的零排放。（4） 长寿命材料：是降低资源开发速度，有效利用资源，减少高分子废物的有效途径之一。（5） 环境友好的新型高分子功能材料：发展高分子功能材料，生产具有高附加值的精细化工产品，是实现资源利用率最大化的有效途径之一。10.4.2高分子材料的再生循环技术高分子材料工业包括合成树脂、合成纤维、合成橡胶。由于高分子材料变产品使用周期不很长，其废弃物特别是一次性塑料制品已成为城市垃圾的重要来源。1） 废旧塑料的再生循环：回收、再生循环、热能利用、土地处理；2） 废旧橡胶的再生循环：原形再用或改制利用、制备胶粉、再生橡胶、热烈解为化工原料、燃烧利用热能；3） 废旧纤维的再生循环：废纤维制橡胶制品、废纤维作增强材料、粉末化再生利用、填充于混凝土中作建筑材料、回收单体和制作黏合剂。10.4.3可降解高分子材料高分子聚合物的降解主要是由高分子中化学键断裂所引起的反应。所谓降解指高分子聚合物材料在热、机械、光、辐射、生物及化学物质作用下，分子中化学键断裂，并由此引发的一系列材料老化、性能劣化的过程。该过程包括多种物理的和化学的协同作用。

高分子材料的降解有4种主要方式：1） 微生物降解：生物降解塑料的降解机理主要是通过各种细菌及酶将高分子材料分解成二氧化碳、水、蜂巢状的多孔材料和低分子的盐类，它们可被植物用于光合作用，不会对环境造成污染。2） 大型生物降解3） 光降解：光降解是指高分子材料在日光照射下发生劣化分解反应，在一段时间内失去机械强度，其实质是在紫外线照射下的一种快速光老化反应过程。4） 化学降解10.4.4长寿命高分子材料？开发长寿命高分子材料的原因：1.回归自然；2.延长寿命；3.再生利用；4.高使用率；5.缓开速度。1、 建筑用高分子材料：特点：质量轻，强度高，加工机械程度高，安装简便，装饰性强，色彩美观，防水，防腐，耐磨，隔音，保温。（1） 结构用建筑材料结构用建筑材料主要指塑料构件、屋面材料、梁柱屋架、整体建筑单元、活动房屋等。（2） 非结构用建筑材料非结构用建筑材料主要指地面材料、隔热材料、门窗及其异型材、线材、装饰装修材料、卫生洁具、透光材料、合成材料、灯具等。（3） 土建功能高分子材料2、 农用高分子材料：主要是指农业上的棚膜和地膜，这些膜用来改变农作物生长季节、生产期，提高农作物产量，满足不断增长的农副产品的需求。10.5小结高分子材料的大量生产和使用带来了品种繁多、数量巨大的废物，大量高分子材料的长期积存给人类的生存环境造成危害。因而，对于当前和未来的高分子材料来讲，贯彻3R原则的生态设计显得尤为重要，即从经济活动的源头节约资源和减少污染，产品和包装