【正文】 不徹底的缺陷 , 還克服了生物降解塑料加工復雜 , 成本太高 , 不易推廣的弊端 , 目前 , 光 生物共降解塑料存在的主要問題是光與生物降解兩者的有機結(jié)合尚不夠理想 , 有待進一步改進 。 三、光降解－生物降解塑料 光 生物共降解： 塑料在光和微生物的共同作用下發(fā)生的分解過程 。 淀粉因其價格低廉 , 又是 一 種易于工業(yè)化的材料 , 使其成為可降解塑料的一種重要原料 。 在自然界中 , 這類天然高分子化合物資源豐富 , 自然生長 , 自然分解 , 分解產(chǎn)物無毒無害 。 生物降解塑料是一類降解速度不可控制的高分子材料 。 根據(jù)降解機理和破壞形式 , 生物降解高分子塑料可分為完全生物降解型塑料和生物崩壞型塑料兩種。 塑料生物降解過程 ： 一般分為兩步 ， 第一步是填充在其中的淀粉被真菌、細菌等微生物侵襲 , 漸漸消失 , 在聚合物中形成多孔破壞結(jié)構(gòu) , 增大了聚合物的表面積 。 即使能在光輻照條件下發(fā)生分解反應 , 也受地理 、 氣候影響較大 , 降解速度難控制 。 塑料 光降 解機理： 在塑料 基材中添加光敏劑 , 由光敏劑吸收光能后產(chǎn)生自由基 , 然后促使其發(fā)生氧化反應而降解 ；塑料中本身含有羰基及雙健 ， 吸收光能引起 化學鍵的斷裂 , 引起降解 ， 生成小分子化合物 。 一、光降解塑料 光降解機理 光降解 ： 是指高分子材料在日光照射下發(fā)生劣化分 解反應 ，在一段時間內(nèi)失去 機械強度 , 其實質(zhì)是在紫外線照射下的一種快速光老化 反應過程 。 高分子被昆蟲 、 動物或 它們的咀嚼和消化過程中降解 。 該過程包括 多種物理的和化學的協(xié)同作用 。 而且二氧化碳的超臨界狀態(tài)較容易達到 , 設備投資 較低； CO2是合成氨廠和天然氣井的可回收副產(chǎn)物 , 來源豐富 , 價格便宜 。此外 , 紫外輻射增多還會傷害眼睛和免疫系統(tǒng)。 發(fā)泡劑主要是二氟二氯甲 烷 、正戊 烷 和石油 醚等揮發(fā)性有機溶劑 , 它們是有害的環(huán)境污染物 。 原子經(jīng)濟性的目標是在設計化學合成時使原料分子中的原子更多或全部地變成最終希望的產(chǎn)品中的原子。 光氣和氫氨酸 在 制造和使用中一旦不慎 , 會 造成難以估量的人身傷亡和環(huán)境災難 , 攝入微量即能導致人 、 畜 、 禽死亡 。 聚碳酸 酯 是很好的工程塑料 , 可以加工成板 、 管 、 棒等型材和各種實用制品 , 也可以制成薄膜 , 是電子 、 電器 、 信息 、汽車 、 建筑 、 機械 、 醫(yī)療衛(wèi)生及包裝 、 日常生活等諸多行業(yè)廣泛應用的一種新材料 。 綠色化學在設計新的化學工藝方法 和 新的環(huán)境友好產(chǎn)品兩個方面 , 通過 采用 原子經(jīng)濟反應 、 無 毒無害原料 、 無毒無害催化劑和溶 (助 )劑等實現(xiàn)化學工藝的清潔生產(chǎn) , 通過加工 、 使用新的綠色化學品使其對人體健康 、 社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境 無 害化 。為了保護人類生存的環(huán)境 , 高分子工業(yè)需要綠色化。 9) 高分子材料和產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性評估及其軟件數(shù)據(jù)庫的建立。 5) 超長壽命高分子材料設計。 制備生態(tài)高分子材料的基本點 是 : 1) 環(huán)境負荷小的高分子合金設計 。 可通過優(yōu)化配方和工藝設計 、 開發(fā)功能優(yōu)異的塑料合金體系等方法來實現(xiàn) 。高分子產(chǎn)品使用周期 短 , 其廢棄物成為城市垃圾的重要來源。 高分子材料 的 可降解 技術(shù) 高分子材料的降解技術(shù) , 也稱為高分子材料的零排放 , 是指制品完成其使用價值后 , 通過高效溶劑或能吞噬高分子材料廢棄物的物質(zhì)就地或異地轉(zhuǎn)變 , 無毒地回歸大自然或進入人類生態(tài)環(huán)境的系統(tǒng)工程 。 替代單體生產(chǎn)中的劇毒原料 (如光氣 、 氫氨酸等 )。 應用后的垃圾處理是一大問題 , 處理不當就會污染環(huán)境 。如果每 ㎏ 價格低 至 ～＄ , 有望用于包裝材料。 對環(huán)境無害或環(huán)境友好的合成樹脂可分成環(huán)境活性高分子 和環(huán)境惰性高分子兩大類 。 (3) 再循環(huán)原則 (Recycle)： 生產(chǎn)出來的制品在完成其使用功能后能重新變成可以利用的資源而不是不可恢復的垃圾 。 廢棄高分子材料的回收再利用目前在 10%～ 15%之間 , 其余 采用 焚燒或掩埋處理 。 以橡膠制品為例 , 汽車上的用量占整個橡膠制品的一半 , 其余為膠鞋 、 膠管 、 膠帶等 。 據(jù)報道 , 僅上海地區(qū)用于購買蔬菜的塑料袋每年就消耗 18億個之多。 (c) 日用品 ： 這類 廢棄物 占的比重較大 , 發(fā)達國家中約占生活垃圾的 7%, 我國某些城市也達 6%。 塑料繩索與網(wǎng)具 。 這類廢棄高分子材料主要以有機固體廢棄物出現(xiàn) , 占全部廢棄物的 2/5, 它們量大品種雜 , 回收 、 分離 、處理 、 利用難度大 。 在聚合物輸送 、 包裝過程中會產(chǎn)生落地料 、 不合格料 ； 生產(chǎn)產(chǎn)品過程中形成的某些低分子副產(chǎn)品 ，以及制品成形過程中產(chǎn)生的廢品和邊角料 , 如飛邊 、 切邊料 、 澆口 、 流道以及試驗料 、 落地料等等 。 (2)廢棄高分子材料引起的環(huán)境問題 ： 是高分子材料所帶來的最為嚴重的環(huán)境問題 , 大量的高分子廢棄物造成了世界范圍的環(huán)境污染 。 (1)高分子材料燃燒引起的環(huán)境問題 ： 多數(shù)高分子材料具有燃燒性 , 遇火易燃 , 并釋放大量煙霧和有毒氣體 , 其擴散速度超過火災蔓延速度 。 2) 生產(chǎn)過程中廢液、廢棄物的排放 ： 在高分子材料的生產(chǎn)過程中 使用的大量有機溶劑 、 水以及形成的廢棄物 ， 都存在著嚴重的環(huán)境問題。 第一節(jié)高分子材料的環(huán)境問題 一 、 高分子材料的環(huán)境問題 高分子材料的環(huán)境問題可 分 為兩大類 : 一是生產(chǎn)和使用過程中的問題 , 主要是三廢 ( 廢液、廢氣、廢物 ) 等有害物質(zhì)的產(chǎn)生及其對環(huán)境和人類的影響 。 合成纖維產(chǎn)量占世界第 1位 (757萬 t） 合成橡膠產(chǎn)量占第 4位 。第七章 高分子環(huán)境材料 合成高分子材料 , 特別是三大合成材料 塑料 、 橡膠及纖維的發(fā)現(xiàn)及實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) , 是上世紀人類社會發(fā)展中的一件大事 , 它為人們提供了自然界沒有的 、 廉價易得而性能優(yōu)異的新材料 , 改善了人們的生活質(zhì)量 , 加速了社會經(jīng)濟的發(fā)展 。 我國高分子材料工業(yè)到 2022年底 , 包括聚乙烯 、 聚丙烯在內(nèi)的五大合成樹脂的產(chǎn)量達 1100多萬 t, 占世界第 5位 。 因此 ,21 世紀將是我國高分子材料工業(yè)高速發(fā)展的新世紀 。 生產(chǎn)過程中的環(huán)境問題 (1) 高分子化合物 （ 原料 ） 制備時的環(huán)境問題 1) 采用有毒原料的生產(chǎn)方法造成的問題 ： 用于制造高分子化合物的某些原料或單體是有毒的 , 會造成一定的環(huán)境污染和對人體健康的傷害。 ② 廢棄高分子材料的問題 。 高分子材料燃燒時的分解產(chǎn)物為 CO、 C0 COCl HF、 HCl、 HBr、 HCN、 N0 S0 H2S等 , 其中水溶性產(chǎn)物對鼻腔有剌激作用 , 而非水溶性產(chǎn)物對動物有窒息作用 , 滲入肺部 , 導致血液中毒 。 一些聚合物不溶于其單體的聚合過程會產(chǎn)生粘釜物 。 在這一類 廢棄物 中 , 一般廢棄高分子材料 (以包裝材料為主 )約占 55%, 產(chǎn)業(yè)形成的廢棄高分子材料約占 45%。 包括軟質(zhì) 、 硬質(zhì)排水 、 輸水管在內(nèi)的農(nóng)用水利管件 。 旅店 、 旅游區(qū) 、 飯店 、 火車 、 飛機等使用的食品盒 、 飲料瓶 、 包裝袋等塑料雜品 。 各類器皿、塑料鞋、燈具、文具、炊具、廁具、化妝用具等非一次性用品 。 其中汽車的廢棄高分子材料占相當大的比重 , 易回收的有保險杠 、 油箱 、 汽車內(nèi)飾件等 , 美國在 20世紀 90年代初即達 200萬 t。 按通常方法估算 , 廢棄塑料約為當年塑料產(chǎn)量的 70%, 廢棄橡膠約為當年橡膠產(chǎn)量的 40%。