【正文】 應(yīng)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(yīng)用情況 國別 應(yīng)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 ” 。 另一類采用金 屬 鰲 合物作光敏劑 , 其光降解產(chǎn)物最終能被微生物降解。 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 。 這種方法不僅克服了無光或光照不足的不易光降解和降解不徹底的缺陷 , 還克服了生物降解塑料加工復(fù)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 。 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 。 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 。 (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 。 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 。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 。 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 。 完全生物降解型塑料 , 在 22℃ 下兩年即可完全分解 。 生物降解塑料是一類降解速度不可控制的高分子材料 。 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。 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。 塑料是否具有生物降解性取決于塑料分子鏈的大小和結(jié)構(gòu)、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。 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 。 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 。 即使能在光輻照條件下發(fā)生分解反應(yīng) , 也受地理 、 氣候影響較大 , 降解速度難控制 。 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?。 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(yīng)而降解 ；塑料中本身含有羰基及雙健 ， 吸收光能引起 化學(xué)鍵的斷裂 , 引起降解 ， 生成小分子化合物 。 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 。 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(yīng) ，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(yīng)過程 。 ④ 化學(xué)降解 。 高分子被昆蟲 、 動物或 它們的咀嚼和消化過程中降解 。 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(zhuǎn)變成二氧化碳 /甲烷及各種副產(chǎn)品 。 該過程包括 多種物理的和化學(xué)的協(xié)同作用 。 超臨界狀態(tài)二氧化碳 可作為聚合反應(yīng) 、 親電反應(yīng) 、 酶轉(zhuǎn)化反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速度和生產(chǎn)安全性 。 而且二氧化碳的超臨界狀態(tài)較容易達到 , 設(shè)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 。 三、超臨界 C02 技術(shù)在高分子合成與制備中的應(yīng)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 。此外 , 紫外輻射增多還會傷害眼睛和免疫系統(tǒng)。 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%。 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 。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。 原子經(jīng)濟性的目標(biāo)是在設(shè)計化學(xué)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。 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 。 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(zāi)難 , 攝入微量即能導(dǎo)致人 、 畜 、 禽死亡 。 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 。 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(yīng)用的一種新材料 。 無毒無害原料 可再生資源 原子經(jīng)濟反應(yīng) 高選擇性反應(yīng) 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(xué)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 。 綠色化學(xué)在設(shè)計新的化學(xué)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(yīng) 、 無 毒無害原料 、 無毒無害催化劑和溶 (助 )劑等實現(xiàn)化學(xué)工藝的清潔生產(chǎn) , 通過加工 、 使用新的綠色化學(xué)品使其對人體健康 、 社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境 無 害化 。 綠色化學(xué)的主要研究領(lǐng)域 :原子經(jīng)濟性反應(yīng) 、 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 。為了保護人類生存的環(huán)境 , 高分子工業(yè)需要綠色化。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(xué)反應(yīng)制備各種單體 , 合成高分子。 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。 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(shù)。 5) 超長壽命高分子材料設(shè)計。 3) 熱熔加工性好的增強 高分子材料設(shè)計 。 制備生態(tài)高分子材料的基本點