【正文】 高分子材料 。 在火災事故中 , 中毒死亡率大于燃燒死亡率 。 (2) 加工過程中的環(huán)境問題 ： 使用重金屬添加劑 （ 鎘系 、 鉛系等重金屬化合物 ） 、 增塑劑 等 造成的環(huán)境問題 。 二是廢棄物的降解和回收利用問題 ,主要涉及固體廢棄物的降解及回收、處理、再生利用 。 中國已 成為 合成高分子材料的生產(chǎn)和消費大國 。 它的原料主要來源于石油化學工業(yè) 。 20世紀 80年代起 , 高分子材料得到大規(guī)模生產(chǎn) ,1997 年世界樹脂總產(chǎn)量 13460萬 t。 然而 , 我國人均擁有量不及美國 、 日本及歐洲發(fā)達國家的 1/10。 這既是改善環(huán)境的需要 , 也是資源再次利用的必需。 見書 P153 使用過程中的環(huán)境問題 使用過程中的環(huán)境問題主要分為兩大類 :① 高分子材料的燃燒問題 。 在飛機墜機中 , 約有 80%死于機艙高分子材料燃燒時放出的煙和毒氣 。 1)樹脂生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的廢棄高分子材料 ： 連續(xù)聚合過程中 ， 當需要更換產(chǎn)品牌號時會產(chǎn)生過渡料 。 2) 使用過程中產(chǎn)生的廢棄高分子材料 ： 是廢棄高分子材料中最主要部分 ， 也 是環(huán)境污染及回收利用主要 部分 。 化肥 、 種子 、 糧食等的包裝編織袋 。 (b) 商業(yè)部門 ： 如百貨商場 、 批發(fā)站等經(jīng)銷部門使用的一次性包裝材料 , 如 包裝袋 、 捆扎帶 、 防震泡沫塑料墊 、 包裝箱等 。 飲料瓶、牛奶袋、杯、盆、容器等一次性塑料制品 。 (d) 工業(yè)領域 ： 如汽車 、 電工電器 、 建材等 。 第二節(jié) 高分子環(huán)境材料 高分子材料的大量生產(chǎn)和大量消費 , 帶來了環(huán)境問題 。 為了高分子材料工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展 , 需要貫徹 3R原則 : (1) 減量化原則 (Reduce)： 用較少的原料和能源投入 ,達到既定的生產(chǎn)目的或消費目的 , 以便從經(jīng)濟活動的源頭注意節(jié)約資源和減少污染。 一 、 環(huán)境友好的高分子材料 環(huán)境友好的綠色化學產(chǎn)品應具有兩個特征 : ① 產(chǎn)品本身必須不會引起環(huán)境污染或健康問題 , 包括不會對野生生物 、 有益昆蟲或植物造成損害 。 目前實際應用中最常見的有聚 羥 基脂肪酸、聚乳酸等 , 其中聚乳酸的開發(fā)最為活躍。 環(huán)境惰性高分子 ： 為不能生物降解的高分子 , 在不發(fā)生氧化及光解的情況下不會污染環(huán)境 。 二、高分子環(huán)境材料的主要研究內(nèi)容 高分子合成工業(yè)的綠色化 在高分子材料的合成與制備過程中 , 使用潔凈技術 , 減少 “ 三廢 ” 的排放 。 利用生物資源等 。 天然高分子材料的開發(fā)與應用是實現(xiàn)高分子材料零排放的最理想途徑 ， 但需要解決強度低 、 壽命短 、 成本高等問題 。 長壽命材料 發(fā)展超長壽命的高分子材料 , 是降低資源開發(fā)速度 , 有效利用資源 , 減少高分子材料廢棄物的有效途徑之一 。 研發(fā) 環(huán)境友好的新型高分子功能材料 發(fā)展高分子功能材料 , 生產(chǎn)具有高附加值的精細化工產(chǎn)品 , 是實現(xiàn)資源利用率最大化的有效途徑之一 。 3) 熱熔加工性好的增強 高分子材料設計 。 7) 高分子材料加工及使用過程中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)無害化處理技術。高分子工業(yè)包括合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等 , 它以石油為原料 , 通過不同的化學反應制備各種單體 , 合成高分子。 綠色化學的主要研究領域 :原子經(jīng)濟性反應 、 無毒無害原料 、 無毒無害溶劑 、 無毒無害催化劑 、 生物資源利用及環(huán)境友好材料等 。 無毒無害原料 可再生資源 原子經(jīng)濟反應 高選擇性反應 環(huán)境友好 產(chǎn)品 無毒無害 催化劑 無毒無害 溶劑 圖 71 綠色化學示意圖 單體生產(chǎn)中劇毒原料 光氣和氫 氰 酸的取代 光氣又稱碳 酰 氯 ： 是一種重要的有機中間體 , 主要用于生產(chǎn)聚氨 酯 的基本原料異 氯 酸 酯 和聚碳酸 酯 。 甲基丙烯酸系列產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)有機玻璃 , 也可作為共聚單體用于制造其他樹脂 , 還可用來制造涂料 、膠粘劑 、 潤滑劑 、 皮革和紡織品的整理劑 、 乳化劑 、 上光劑和防銹劑等 。 第二次世界大戰(zhàn)期間 , 納粹法西斯對猶太人進行種族清洗時 , 在浴室中殘殺猶太人使用的就是氫 氰 酸毒氣 。這是不產(chǎn)生工業(yè) “ 三廢 ” , 實現(xiàn)化工過程廢物 “ 零排放 ” 的途徑。 據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署發(fā)表的報告稱 , 如果臭氧層從整體上減少 10%, 地球上非黑瘤皮膚癌的發(fā)病率 將 上升 26%。 三、超臨界 C02 技術在高分子合成與制備中的應用 在 溫度超過 31℃ , 壓力超過 存在的 二氧化碳稱為超臨界二氧化碳 ： 它既具有部分氣體的性質(zhì) , 如粘度 、 擴散系數(shù)等 , 又具有部分液體的性質(zhì) ,如溶解度 、 密度等 , 它既能像氣體一樣具有極好的流動性 , 又像液體一樣具有很好的溶解其他物質(zhì)的能力 , 且它的溶解能力還具有可以很方便地通過壓力變化來調(diào)節(jié)控制的特性 。 超臨界狀態(tài)二氧化碳 可作為聚合反應 、 親電反應 、 酶轉化反應等的良好溶劑 ， 不僅可減少對環(huán)境的破壞 ， 而且可提高化學反應速度和生產(chǎn)安全性 。 高分子材料的降解 方式： ① 微生物降解 :在有氧 /無氧條件下 , 通過微生物使高分子轉變成二氧化碳 /甲烷及各種副產(chǎn)品 。 ④ 化學降解 。 由于 受光照時間 、 天氣 、 地域的 限制 , 光降解塑料屬于一類不完全降解型的高分子材料 。 光降解塑料只有在日光的作用下才能降解 , 而且能降解為小分子化合物進入生態(tài)循環(huán)的塑料只是極少部分 , 絕大部分塑料只是逐步崩解變?yōu)樗槠蛘叻勰?。 二、生物降解塑料 生物 降解： 在細菌、酶和微生物的侵入、吸收及破壞下產(chǎn)生分子鏈的斷裂 , 從而達到降解、崩壞的 過程 。 塑料是否具有生物降解性取決于塑料分子鏈的大小和結構、微生物的種類和各種環(huán)境因素 (如溫度、 pH值、濕度 )及營養(yǎng)物的可作用性等。 這種類型的生物降解塑料 ，由 自然界中微生物所產(chǎn)生的酶將這些聚合物解聚水解 , 再由微生物對這些斷鏈碎片加以分解吸收。 完全生物降解型塑料 , 在 22℃ 下兩年即可完全分解 。這些生物降解塑料在生產(chǎn)過程中 , 可以通過增減動植物纖維和骨殼比例 , 控制其降解速度 , 降解所需最長時間兩年 , 而最短僅需 15天就可以完全降解 , 而且原料大量采用農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物 , 價格低廉 。 (3) 生物合成 ： 利用微生物在代謝過程中產(chǎn)生的一種特殊的生物質(zhì)聚合物 聚 酯 , 作為可生物降解材料 。 由于光和微生物共同作用 , 這類高分子材料的降解速度是可以控制的 , 也是一類完全降解型的高分子材料 。 通過調(diào)節(jié)各種組分的含量 , 可調(diào)控可降解塑料的降解速度和時間 。 表 71 生物降解性塑料應用情況 國別 應用情況 美國 生物分解性垃圾袋、購物袋、農(nóng)用材料 西歐 生物分解性洗發(fā)液瓶、垃圾袋、購物袋、 表 71 光降解性塑料應用情況 國別 應用情況 美國 光分解性提拉環(huán)、垃圾袋、購物袋、農(nóng)用材料 西歐 光分解性垃圾袋、購物袋、農(nóng)用材料、包裝材料 四、可降解高分子材料的發(fā)展前景 見書 P168 目前可降解高分子在整個高分子材料中所占比例小 , 對于高分子材料廢棄物的再生循環(huán) , 顯得尤為重要 , 高分子合成材料的基本成分 (單體 ) 主要來自石油 , 與其他自然資源一樣 , 從長遠看石油等資源不會 “ 取之不盡 , 用之不竭 ” 。 再生循環(huán) ： 由 制品 廢棄物 (回收 )再生制品 再廢棄