高分子材料废物处理-02循环原理共94页

高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究-化工高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究摘要：随着社会的不断进步，高分子材料在我国的使用量也在逐年的上升，但是也正是因为如此，高分子所产生的废物也在逐年的增多。

同时经济的不断发展，能源的不断使用，使我国的资源走向匮乏，所以对于高分子材料的循环利用就显得更加的重要。

本文就是对高分子材料的循环利用进行详细的阐述。

关键词：高分子材料；循环利用；解决策略所谓高分子材料就是指以高分子为基础形成的材料，在现在的生活中，以高分子材料构成的材料较多，橡胶、塑料、纤维、涂料和高分子基复合材料等等。

高分子材料在生活的大量出现，使高分子材料废旧物也大量出现，所以对于高分子材料的循环利用也显得格外重要。

现在对高分子材料循环一般都是采用生物降解的方式，生物降解的方式大概分为三种：生物细胞的不断增长对物质产生机制性的破坏；微生物的对聚合物进行作用，在聚合物内产生新的物质；通过酶的作用使高聚物内的化学键产生断裂，从而实现降解。

高分子材料的生物降解主要经过两个过程：首先是微生物的水解酶与高分子材料中的化学键结合，将化学键断裂，这样化学键就从原来高分子转变为多个小分子化合物。

之后，被分解掉得化合物就会被微生物吞噬，最终转化为二氧化碳与水。

但是现在对生物降解技术的机理所了解的还不是特别清楚，生物降解技术不仅与材料的本身有关，还与材料所在的环境有关。

一、高分子分解材料可循環使用的类型（一）微生物生产型所谓微生物生产型就是各种微生物合成的一种高分子类型，这样的高分子材料的主要构成形式是生物聚酯、微生物多糖。

这样的类型材料更易于分解，而且分解后所产生的物质还不易对环境造成污染，所以微生物分解型材料更适用于制造可降解塑料袋。

（二）合成的高分子合成的高分子材料以脂肪族聚酯、芳香族聚酯以及聚酰胺为代表，这类聚酯更易于进行生物的降解。

但是，脂肪族聚酯在使用的过程中存在着一些问题，例如熔点低、强度与耐热性都不够。

废旧聚合物材料的化学循环利用摘要：本文在介绍高分子废料循环方法之后，着重综述各种聚合物材料化学循环的状态及其发展，并描述了化学循环的工艺及其设备，最后对化学循环的发展趋势和前景进行讨论。

关键词：聚合物废料再循环化学再循环回收与利用化学循环是聚合物材料循环的重要方法之一，它指的是在热和化学试剂的作用下高分子发生降解反应，形成低分子量的产物，产物可进一步利用，如单体可再聚合，油品可进行深度加工。

目前化学循环的主要方法是化学降解化学降解可分为解聚、热裂解、加氢和气化。

一、聚合物材料化学循环发展的现状1.逐步聚合型高分子材料逐步聚合型高分子材料主要包括聚酯、聚氨酯，聚酯以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表。

主要用于薄膜、纤维及织物、饮料瓶等。

废料在催化剂存在下能与多元醇发生反应，其产物与不饱和多元酸缩合可以制成不饱和聚酷树脂。

用不同醇来醇解可获得不同的酯，或用作单体或用作增塑剂。

PET可在酸性或碱性条件下水解，在强酸（如硫酸、硝酸）介质中可常压水解，水解速度很快，但是酸性水解的耗酸量大，还会腐蚀设备，在实际使用中受到限制；若在碱性（如NaOH）水溶液中水解，需在210～2500C、1.4～2.0MPa条件下反应3～sh，反应结束立即用强酸中和，可沉淀出TPA。

弱碱（如氢氧化钱）也可以用来水解PET废料，获取原料单体。

常压下的皂化反应已应用于回收PET胶片中的银和TPA。

聚氨酯是缩聚型高分子材料，可以水解成多元醇和多元胺，利用特制的挤出机水解，产物经纯化可得到二元酸和二元胺，二元胺再与光气反应，制备二异氰酸酯，用于泡沫塑料生产。

但此工艺路线的费用大，回收效益不高。

PU醇解是目前用得比较多的途径，醇解PU废料可获得多元醇混合物，这种混合物目前还不能有效地分离开来，但这种产物可用作泡沫塑料和弹性体制造中的组分。

2.加聚型聚合物材料聚苯乙烯（PS）除用作涂料、粘结剂等外，还用来裂解制苯乙烯。

PS在热的作用下可以裂解成苯乙烯，其产率在65%，以上。

废弃高分子材料回收利用新方法电磁快速加热法瑞典A.Schwartz等人采用电磁快速加热方法回收金属—聚合物组件。

利用在交变磁场中,金属部件产生的热使升温速度高达15℃/s,使金属与聚合物间的粘合剂失去作用,达到回收利用的目的。

超临界流体法日本T.Sako等人利用超临界流体分解回收废旧聚酯(PET,玻纤增强塑料(FRP和聚酰胺/聚乙烯复合膜。

PET是典型的缩聚物,易于通过醇解或碱性水解分解为单体,实现化学回收。

他们采用超临界甲醇(临界温度T c=512. 6K,临界压力p c=8.09MPa 回收PET的优点是PET分解速度快,不需要催化剂,可以实现几乎100%的单体回收。

玻纤增强塑料是广泛应用的材料,由于玻纤的存在,其回收处理十分困难,他们采用超临界水(T c=647.3K,p c=22.12MPa,成功地将玻纤增强聚苯乙烯和玻纤增强不饱和聚酯分解成油状低分子物和玻纤,仅处理5min,玻纤即可几乎完全从有机组分中分离出来。

此外,他们还用亚临界水回收处理PA6/PE复合膜,在572~673K,水蒸汽压,1h的反应条件下,使PA6水解成单体ε-己内酰胺,收率达70%~80%,而PE 不分解,ε-己内酰胺溶于水,易与PE分离。

固相剪切挤出法日本N.Shinada等人采用固相剪切挤出技术回收废弃硫化橡胶和交联聚乙烯。

这两种高分子材料由于含交联结构,不熔,不溶,难以用一般回收技术回收。

他们先将硫化橡胶或交联PE 的碎片与20%~30%LDPE树脂在双螺杆挤出机中于高于LDPE 的熔点下共混,然后在单螺杆挤出机中借助强大的压力和剪切应力下进行固相挤出,再压塑成型而得到回收利用。

其形态分析表明,经上述处理后,交联PE或硫化橡胶成纤状分散在LDPE中,而LDPE则起粘合剂的作用,所得材料具有相当好的力学性能。

反应性共混法由于汽车用塑料保险杠尺寸大且所用材料组分(一般为PP比较简单,废弃保险杠的回收利用在汽车用高分子材料回收中占有较大的比例。

（1）废弃塑料的逐渐积累造成垃圾堆放点增多，填埋所用耕 地面积加大，费用增加，同时耕地的减少，又会引发粮食问 题。. （2）焚烧废弃塑料虽然可以获得能量，由此而产生的二氧化 碳、氯化氢、二噁英等有害物质对环境造成二次污染。 （3）大块泡沫塑料、农用地膜等进入土壤，残留时间长，特 别是聚苯乙烯泡沫塑料，在土壤中可数百年不分解，影响了土 地的渗透性，使土质变坏，长期影响农作物生长。 （4）江河、湖泊及海洋漂浮物中多半以上是废弃塑料，水生 物误食或缠结后，大量死亡。1984年，意大利居民在亚德利亚 海打捞上一头死鲸鱼，经解剖发现，它吞下了50多个塑料袋， 有几个塑料袋卡在喉咙窒息而死。图1-2显示了被白色垃圾严重 污染的楠溪江景区。
目前己经对环境造成严重污染，通常所说白色垃圾， 主要是指这部分废弃塑料。它们基本是聚苯乙烯、聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯等。
高分子废弃物的特点



由于具有良好的理化性质，高分子材料被广泛应用于电子电器、 汽车等产品中。随着这些产品的报废，大量的热固性塑料被废弃。废 弃热固塑料主要具备以下特性： （1）高增长性 目前我国电视机的社会保有量达3.5亿台、冰箱社会保有量达1.3 亿台、洗衣机社会保有量达1.7亿台。这些电器多是20世纪80年代中后 期进入家庭的，按10年至15年的使用寿命计算，从2003年起，我国每 年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机要报废。电视 机外壳、冰箱内胆、冷冻盒、冷藏盒、洗衣机桶、面板等都是高分子 废弃物的主要贡献因子。另外，每年拆解的报废汽车约为100万辆， 废弃高分子材料约2万吨。据汽车行业专家预测，随着我国汽车行业 的迅猛发展，随后的20年我国将进入汽车报废的高峰期，高分子废弃 物的产生量也会大大增长。 （2）难处理性 高分子材料具有独特的三维网状交联结构，具有不溶不熔的性质。 这种性质充分体现了热固性塑料作为基础材料的优越性，但是，高分 子材料遭到废弃后，其不溶不熔的性质便成为再生利用的最大技术障 碍。 （3）价值再生性 高分子材料又是不可多得的再生资源。废弃高分子材料通过资源 化技术再生，可用作生产活性炭、物流托盘等产品的原材料。

高分子材料复合与废弃物资源化利用随着现代化的进展，高分子材料已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。

从塑料袋、塑料瓶、手机、电视、电脑等电子设备到汽车、飞机、火车等交通工具，高分子材料的应用范围非常广泛。

同时，伴随着高分子材料的广泛使用，废弃物的产生也不断增加。

因此，高分子材料复合和废弃物资源化利用已成为了一个非常重要的问题。

高分子材料复合高分子材料复合是利用两种或多种不同的高分子材料，通过加工的方式将它们复合在一起，使得新复合材料具有各自单一材料所不能体现的一些性能。

例如，将聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）进行共混，可以得到一种具有更高韧性、更好耐用性和更好抗撕裂性的材料。

将聚氨酯（PU）和聚丙烯酸酯（PMMA）进行复合，可以得到一种既有PU的弹性又具有PMMA的透明度的材料。

高分子材料的复合可以使得新材料的性能得到显著提升，因此在各个领域都得到了广泛应用。

例如，在建筑材料领域，复合材料可以具有更好的隔热性能、防火性能和耐久性；在汽车领域，复合材料可以具有更好的轻量化、抗风化性能和机械强度等性能。

此外，复合材料还可以具有自修复性能、防水性能、耐腐蚀性能等。

废弃物资源化利用随着高分子材料的广泛使用，大量废弃物也会随之产生。

目前，对于高分子材料的废弃物处理主要有焚烧和填埋两种方式，但这两种方式都有其缺点。

焚烧会产生大量的二氧化碳等有害气体，影响环境；填埋会占用大量的土地资源，并且由于高分子材料的分解需要很长时间，废弃物也会长时间占用土地。

因此，废弃物资源化利用成为了一种有效的处理方式。

废弃物资源化利用的方法可以包括物理方法、化学方法和生物方法。

其中，物理方法主要是对废弃物进行分离、分类和加工；化学方法主要是对废弃物进行化学反应和转化；生物方法主要是通过微生物等生物体将废弃物转化为有用的物质。

高分子废弃物资源化利用的方法包括再生和回收利用两种。

废弃高分子材料可以通过再生的方式得到新的高分子材料，或者通过回收利用的方式得到新的其他的有用物质。

2、物质转换再循环
利用固体废弃物制备各种新形态的物质，是消除 固体废弃物污染、使大量固体废弃物资源化的主要方 法之一。其中，生产建筑材料和农肥最为常见
2.1 废塑料生产建材
废塑料是城市垃圾的重要组成部分之一，目前已 开发出许多基于废塑料的新型建材产品，如塑料油膏； 改性耐低温油毡；防水、防腐涂料；胶粘剂、各种板 材、塑料砖、色漆等
END
思考题：
1) 什么是绿色产品？ 2) 绿色技术的理论体系是什么？ 3) 工业生态学的定义是什么？ 4) 建立循环型工业生态系统的条件有哪些？ 5) 什么是清洁生产? 6) 清洁生产包括的内容有哪些？ 7) 实施清洁生产的途径和步骤。 8) 生命周期分析的定义? 9) 生命周期分析的基本结构。 10) 生命周期分析在环境管理中有何应用? 11) 资源再生利用的现实意义? 12) 固体废弃物资源化利用途径有哪些，请举例说明。
3.1 好氧分解有机物产热
有机物在好氧条件下，通过好氧微生物的作用，可以彻 底分解，最终形成CO2和水，同时，释放大量的能量。 国内外已开始研究利用这些能量的方法
澳大利亚尝试用灌木制成堆肥，并用水回收热量。50吨 堆肥可联产60℃热水（进水10℃）4L/min，并能维持6个 月之久
浙江农业大学试验利用玉米秆、番薯藤外加少量牛粪为 原料，进行堆肥发酵，用水回收热量，历时63天，水温 高达42.5℃，1kg有机质（干基）实际获得1013.4kJ热量
日本已有25个废弃物处理场装备了固体废弃物发电设 备，我国已在深圳市垃圾发电厂取得了固体废弃物发 电的经验，并将在珠海、广州、东莞、顺德等城市大 力推广
垃圾焚烧的废热有多种利用方式，大的焚烧炉可以用 来发电，小的焚烧炉可以用来供热
垃圾焚烧可能会产生有害气体，为防止二次污染、焚 烧炉应安装排气净化装置

腔各个部分的性能称为橡胶的流动性。 2．流变性 胶料的粘度随剪切速率的降低而降低的特性。 3．硫化性能 为改善橡胶的性能必须进行硫化。 4．热物理性能 热物理性能的影响因素是热导率、热扩散
率和体积热容。
三、橡胶加工的工艺和设备
橡胶制品生产的基本过程包括：生胶的塑炼、胶料的 混炼、橡胶成形和制品的硫化，如图8-24所示。
1．塑炼 天然橡胶和多数合成橡胶塑性太低，与橡 胶配合剂不易混合均匀，也难以加工成型，所以生胶需 要塑炼。
常用的塑炼设备主要有开放式炼胶机和密闭式炼胶机 。图8-25所示为开炼机。 密炼机的构造如图8-26所示 。
2．混炼 将塑炼胶和各种配合剂，用机械方法使之完 全均匀分散的过程称为混炼。常用的混炼设备是开炼机 和密炼机，密炼机混炼的工艺过程如图8-27所示。
如图8-14所示为防止采用侧抽芯或瓣合分型模具的设计。 2.壁厚 塑件的壁厚应适当和均匀。图8－15所示为壁厚设计 的示意图。
3.脱模斜度 塑件与脱模方向平行的内、外表面应具有合理的 脱模斜度，如图8-16所示。
4.加强筋 主要作用是加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形 翘曲，如图8-17所示。筋的方向尽可能与料流方向一致，布局 应合理，以减小变形和开裂（图8-18）。
1.塑料成形方法 2. (1)注射成形 又称注塑成形，其原理是将颗粒状 态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经 过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺 杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型 腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所 赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。这样就完 成了一次注射工作循环，如图8-6所示。注射成形是 在专门的注射机上进行，图8-7所示为螺杆式注射机 结构示意图。
3.增塑剂 增塑剂是增加树脂塑性和柔韧性的添加剂 ，也可以降低塑料的软化温度，使其便于加工成型。

❖ （3）能量回收：是指以高分子材料作燃 料获取热或产生蒸汽，进而进行发电， 或用高分子材料作助燃料等过程。
❖ 能量回收是高分子材料循环利用中比较 重要的循环方法，但要注意二次污染间 题。
❖ 按照聚合物再生循环次数还可以分成一、 二、三、四级循环。
❖ 如果产品或材料在完成使用目的后仍具有 良好物理性能和化学性能的材料，能再使 用或再制成与原来相同的产品被称为一级 循环。
6.1 高分子材料与环境保护
❖ 此外，减少或替代高分子材料中的有毒物质，如减少 使用含铅和镉等重金属添加剂。
❖ 但总体而言，高分子材料为人们生活和经济以发展代 来的良好的前景，人们不会放弃高分子材料的使用。
❖ 所以，高分子材料使用来源的减少是非常有限的，而 且若新的高分子材料比再生料便宜，减少使用原料就 更为困难。
❖ 钓鱼杆、鱼网等高分子材料制成的捕鱼工具和人 们丢弃的养殖工具、矿水瓶、塑料袋残骸成为水 上漂浮物，会影响水生物的生存。这些丢弃物的 聚集还给水上运输行带来安全隐患等等。
6.1 高分子材料与环境保护
❖ 在一定条件下，这些固体聚合物受到光、热、生 物作用，发生分解，在分解时聚合物会改变原来 的稳定性转变成中小分子，某些高分子材料加工 过程中含有较多的添加剂，如填充剂、稳定剂、 塑化剂、增强剂、染色剂等，其中一些添加剂中 含有重金属，也容易造成污染，会直接影响周围 的环境。
❖ 对不同的高分子材料采用标准化、专门化和标记 化，使材料易于回收；建立和完善回收网络，并 对材料进行分类回收；促进生产部门形成回收意 识，对回收再利用承担责任。
❖ 其次，加强引导，提高文明意识，增加人们对环 境保护方面的宣传，使每个人都能自觉协助回收 部门做好回收工作，使高聚物产生的环境污染得 到有效的控制。加强科技投入，有必要设立专门 的研究机构。

将液晶聚合物(LCP)和工程塑料复合，做成轻质和机 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／无机复合材料的新材料而被普遍关注．
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形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构。导致 液晶形成的刚性结构部分称为致晶单元。分子的长 度和宽度的比例R>>l，呈棒状或近似棒状的构象。
同时，还须具有在液态下维持分子的某种 有序排列所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是与结 构中的强极性基团、高度可极化基团、氢键等相联 系的。
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塑料合金
一种解决的办法是将两种以上的聚合物复合，做成具 有新功能的材料，即所谓的塑料合金。塑料合金是利用 物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、 专用化的一类新材料。
液晶聚合物经加热变成兼有固体和液体二者特征的液 晶状态，其分子排列虽然不像固体晶态那样三维有序，但 也不是液体那样无序，而是具有一定（一维或二维）的有 序性。它是一种流动性很好的热塑性材料。 由于温度一 下降即发生纤维化，因而是一种轻质高强的材料．
实际制品用单一成分生产的比较少，多数制品为求商 品化外观，表面要涂层．为了获得高性能又要制成叠层材 料，又有涂层又有叠层的组合情况则更为普遍。 作为再生 材料利用时，由于涂料和黏合剂起异物(杂质)的作用，所 以性能比新合成材料的要低，这常常就是限制再次用于同 一用途的原因．
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化学再生循环 将回收材料通过水解或解聚等化学反 应，分解成原始材料的单体及低聚物或者它们的母体， 然后回收并重新合成原始的初级塑料，或者还原到石 油状态以便再生利用。
具体讲，结构材料主要追求高强度、高耐腐蚀性等方面 的“先进性”，而外部装饰材料则追求其高功能性和设计图 案的美观性等方面的“舒适性”
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可再生循环建筑复合结构材料及其构件的设计：

把废橡胶制备成胶粉是其再生利用的主导方向。胶粉的制 备方法有冷冻粉碎、常温粉碎和湿法粉碎三种。
轮胎翻新因耗能少、成本低而受到重视。翻新所耗原料为 新胎的15~30%，价格仅为新胎的20~50%。
再生和脱硫能够使硫化橡胶转化成能够再次混合、加工和 硫化的新橡胶共混物，能够转化成类似生胶一样的高质量 聚合物。有机高分子材料的循环利用 Nhomakorabea目录
1 有机高分子材料的发展状况 2 存在的问题 3 主要高分子材料的循环利用 4 其他典型聚合物的回收利用
1 有机高分子材料的发展状况
有机高分子材料主要包括塑料、橡胶和合成纤维三大类。 我国1998年生胶产量1080kt，位于世界第三位。 合成高分子树脂种类繁多，性质差异较大，就品种而言， 有聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）和 聚苯乙烯（PS）。
3 主要高分子材料的循环利用
在高分子合成材料中，塑料用量最大，发展速度最快，其 中，PE、PP、PVC、PS的产量占总产量的70%，这四种 材料的再生利用也最为成熟。
3.1 PE废塑料的再生利用
1）简单利用——将回收的PE经过清洗、破碎、造粒后直 接加工成型。 2）改性再生利用——将再生料通过物理或化学改性后， 加工成型。 3）产气技术——在600~800高温下，废PE可裂解成乙烯、 甲烷和苯。 4）产油技术——废PE在450裂解时的产物为碳原子数为 7~12的重油，但常温粘度较大，不宜作为燃料使用。 5）产蜡技术——由产油技术产生的油可制得聚乙烯蜡， 因这种蜡无毒无腐蚀，硬度大等优点，近年来得到了广泛 的应用
3.4 PS废塑料的再生循环
1）直接热熔PS再生利用 2）填充改性其他材料 3）制作涂料、粘合剂、防水材料、改性沥青和阻燃剂 4）裂解PS制作单体及燃料油——PS能在苯乙烯溶剂中进 行溶液裂解，生成苯乙烯单体 5）溶剂法再生PS——将废PS塑料融于脂肪烃、芳烃中， 可制备PS再生料 6）非溶剂型热介质消泡再生PS——将PS废料放入消泡罐 中，加入热介质消除泡孔，将物料与介质分离即可得到 PS再生料

高分子材料的循环利用研究作者：杨康来源：《科技风》2017年第06期摘要：随着社会的不断进步，高分子材料在我国的使用量也在逐年的上升，但是也正是因为如此，高分子所产生的废物也在逐年的增多。

同时经济的不断发展，能源的不断使用，使我国的资源走向匮乏，所以对于高分子材料的循环利用就显得更加的重要。

本文就是对高分子材料的循环利用进行详细的阐述。

关键词：高分子材料；循环利用；解决策略所谓高分子材料就是指以高分子为基础形成的材料，在现在的生活中，以高分子材料构成的材料较多，橡胶、塑料、纤维、涂料和高分子基复合材料等等。

高分子材料在生活的大量出现，使高分子材料废旧物也大量出现，所以对于高分子材料的循环利用也显得格外重要。

现在对高分子材料循环一般都是采用生物降解的方式，生物降解的方式大概分为三种：生物细胞的不断增长对物质产生机制性的破坏；微生物的对聚合物进行作用，在聚合物内产生新的物质；通过酶的作用使高聚物内的化学键产生断裂，从而实现降解。

高分子材料的生物降解主要经过两个过程：首先是微生物的水解酶与高分子材料中的化学键结合，将化学键断裂，这样化学键就从原来高分子转变为多个小分子化合物。

之后，被分解掉得化合物就会被微生物吞噬，最终转化为二氧化碳与水。

但是现在对生物降解技术的机理所了解的还不是特别清楚，生物降解技术不仅与材料的本身有关，还与材料所在的环境有关。

一、高分子分解材料可循环使用的类型（一）微生物生产型所谓微生物生产型就是各种微生物合成的一种高分子类型，这样的高分子材料的主要构成形式是生物聚酯、微生物多糖。

这样的类型材料更易于分解，而且分解后所产生的物质还不易对环境造成污染，所以微生物分解型材料更适用于制造可降解塑料袋。

（二）合成的高分子合成的高分子材料以脂肪族聚酯、芳香族聚酯以及聚酰胺为代表，这类聚酯更易于进行生物的降解。

但是，脂肪族聚酯在使用的过程中存在着一些问题，例如熔点低、强度与耐热性都不够。

但是芳香族聚酯和聚酰胺在一定程度上却弥补了这些缺点，使熔点和强度都有所提高，是一种使用性很强的高分子材料。

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4．商业上的应用 商业上应用最多的是包装材料，包装材料有薄膜、泡
沫(防震)、编织袋、箱子等，目前市场可到处看到琳琅满 目的包装产品，食品包装五颜六色，应有尽有，美不胜收。 其次是食物的盛装器具、瓶子、容器，如快餐盒、盘、匙 等，它们往往是一次性使用塑料。用作包装材料的聚合物 有PP、PE(LDPE、HDPE、LLDPE)、PS、PC、PET等， 并常用乙烯－乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、 尼龙等作阻隔氧和湿气等的材料。
在化学工业上广泛用高分子材料作防腐材料，如电解槽、 车间地坪、管道、阀门、泵、贮罐、贮槽、风管、压 力容器、烟囱、风机、风机叶片、污水处理设备、吸收塔、 冷却塔等，用泡沫材料作保温隔热材料。所用高分于材料 有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、PVC、片状模 塑料(BMC)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)、PS等。
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第2讲 废旧高分子材料的来源
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▪ 2.1 高分子合成和制造产生的废料 ▪ 2.2 高分子材料加工产生的废料 ▪ 2.3 高分子材料应用产生的废料
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从废物到资源---生活垃圾资源化
处理垃圾的代价是高昂的，处理1t 垃圾的费用相当于1g黄金的售价。我国年 产黄金180t，每年却需要在垃圾处理上消 耗相当于190t黄金价格的费用。因此，如 果我们减少垃圾的产生，便可为国家节省 开支；如果能充分利用垃圾中的资源，则 又为国家创造了财富。
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在交通运输上，汽车、火车、轮船的装饰装修、席椅 及卧具等均用到高分子材料，包括油漆、板材、模压品等 等，还有轮胎、交通指示牌、路标等，在汽车上塑料的应 用可占到质量的10％，主要用高分于材料作保险杠、座 垫、装璜、车身、密封条、车箱连接布、涂料等。汽车中 有50－60种类型的热塑性和热固性塑料，主要有PU、 PVC、PE、聚内烯(PP)、SMC、PC、ABS、聚苯醚 (PPO)、PBT、聚四氟乙烯(PTFE)、纤维增强塑料(如聚 酯树脂、尼龙)等。随技术的进步，在汽车上所用的塑料 量还会增加，目前塑料用量已达到平均l23kg/辆。

关于高分子材料的循环利用探讨摘要：近年来，科学技术的不断发展，使得高分子材料得到了广泛的应用。

本文首先介绍了高分子材料的分类，并基于我国建设资源节约型社会的背景，探讨了实现高分子材料循环利用的方法，希望能够对相关的工作有所帮助。

关键词：高分子材料；循环；化学反应引言虽然我国高分子材料的生产和制作水平居于世界领先地位，但是也产生了大量的废弃物，在浪费资源的同时造成了不小的环境污染，所以探讨高分子材料的循环利用是一件十分重要的事情。

1.高分子材料的分类通常情况下，生产和生活中常见的高分子材料主要有三类：第一类：微生物聚合型。

指的是微生物通过聚合的方式形成高分子材料，常见的有微生物多糖和微生物聚酯，因为在自然环境下很容易分解，所以这种高分子材料更多地用于制造生活中的塑料袋。

第二类，高分子合成型。

典型的代表是芳香族聚氨酯以及苯酚酰胺，它们具有熔点高和韧性好的特点，在工程材料中应用广泛，但是可降解性较低，需要进一步合成。

第三类，天然高分子型。

自然界中广泛存在的纤维素以及木质素等，都是降解性很好的天然高分子，可以制成农村土地常用的薄膜，但是需要注意的是，纤维素自身耐水性较差，需要进行混合加工。

2.高分子材料循环利用的方法传统的废弃物处理方法主要是填埋或者是焚烧，不仅污染了水源，占用了土地，还产生二氧化硫、氮氧化物等有毒气体，更浪费了大量的资源，所以对废旧的高分子材料采取循环利用的方法，既能够节约资源，同时还能保护环境。

大致而言，高分子材料循环利用的方法主要有以下三种：2.1物理方法物理方法分为两种，第一种，简单利用。

比如对高分子材料进行回收和分类，再统一清洗和破碎，之后直接加工，常见的一些建筑板材或者是管壁，可以加工成电线护管[1]。

这种循环利用的方法十分简单，并不需要添加额外的材料，但是制成的产品性能较差，只能充当次级品。

第二种，改性利用。

目前这种技术应用较广，并且通过机械混合以及加工的方法，对材料的性质进行改造和升级，可以显著提高材料的性能，但是工艺较为复杂，常常涉及到特殊的装置和设备。

? 太阳光中短波的强度与一年中的时间、所处的纬度、 一天中的时间、高度、当地气候条件等有关，聚合物 的辐射降解或损坏程度与上述条件有关。
? 温度对聚合物在外界条件下的降解有重要的影响，主 要会影响化学反应一方面加速UV光的破坏作用。另一 方面温度升到一定程度，聚合物会发生热氧化降解反 应。
水也是影响高分子材料老化的一个重要因素。
? 工业空气污染，包括NO2,SO2和臭氧影响聚合物的老 化性能，聚合物在NO2,SO2下各种性能的变化，粘度 和交联度发生变化。
? 紫外光和氧的存在有时更进一步加重高分子的损坏。 臭氧对饱和聚合物(如聚烯烃)是不反应的，但能提高 氧化速度。
(2)、高分子材料的耐气候性
? 高分子材料的耐气候性与聚合物类型、稳定剂、紫外 光掩蔽添加剂、地点、时间等有关。适当选择树脂用 于特殊场合，可以延长使用寿命，并可以循环利用， 减少塑料废物等。
? 热稳定剂:铅盐、有机锡类等； ? 光稳定剂:光稳定剂按化学结构分类，可分为：水杨酸酯
类、二苯甲酮类、苯并三唑类、有机镍络合物、取代丙 烯腈类、三嗪类等。 ? 相容剂。
4.2.4、高分子材料的溶解循环利用
? 溶剂对聚合物的影响是聚合物性能的重要方面。 从聚合物混合物中提取分离出纯的聚合物，因为 分离涉及化学试剂等，所以人们把它归属化学循 环，但过程是物理溶解。
? 聚烯烃没有良好的耐候性，LDPE 在暴露在热气候下 数月，其拉伸强度仅保留其初始值34%。HDPE也有 类似的情况。若在聚烯烃中加入1%炭黑和0.1%抗氧剂， 其性能可以大大改变。
? 聚苯乙烯不是非常耐候的，在室外PS变黄严重，失去韧 性，出现银纹，拉伸强度也大大降低。橡胶改性的PS,其 性能改变更快，可能是橡胶氧化的缘故。ABS耐候性较 好，有可能是材料不透明，屏蔽UV射线。

04
高分子材料在环境保护领域的应用
高分子材料在废水处理中的应用
聚合氯化铝
用于废水混凝处理，可去除悬 浮物、有机物和重金属离子。
聚丙烯酰胺
用作絮凝剂，提高废水处理效率 。
高分子膜材料
用于废水过滤和分离过程，如微滤 、超滤和纳滤。
高分子材料在废气治理中的应用
聚碳酸酯
用于废气净化装置，可高效去 除颗粒物和有害气体。
2023
高分子材料资源的综合利 用与环境保护课件
目录
• 高分子材料资源概述 • 高分子材料资源的综合利用 • 高分子材料生产过程中的环境保护 • 高分子材料在环境保护领域的应用 • 高分子材料资源综合利用与环境保护的未来发展
趋势
01
高分子材料资源概述
高分子材料的定义与分类
高分子材料定义
高分子材料是指由大量重复的单元组成的材料，通常由共价 键连接，其分子量通常在104~106道尔顿之间。
建立高分子材料与环境协调发展的政策与法规体系
完善政策法规体系
制定和完善高分子材料与环境协调发展的政策法规体系，明确政 府、企业和个人的责任和义务。
加强监管力度
加大对高分子材料生产和使用的监管力度，确保其符合环保标准 和规定。
建立信息共享平台
建立高分子材料与环境协调发展的信息共享平台，加强政府、企业 和社会之间的信息交流与合作。
高分子材料在环保监测中的应用
高分子传感器
用于检测空气、水质和土 壤中的污染物，具有快速 、灵敏和准确的特点。
高分子基质材料
用于制备环保试剂盒和试 纸，方便现场快速检测。
高分子涂层材料
用于环保设备的防护和监 测，如管道防腐和土壤修 复。
05

吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
高分子材料废物处理-02循环原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。

可降解高分子材料循环利用探讨【摘要】虽然，我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前茅，但是随之而来的是每年产生几百万吨高聚物废旧物。

我们迫切需要对其进行生物可降解，从而减少对人类及环境的污染。

本文着重探讨一下高分子材料的循环利用途径。

【关键词】高分子材料可降解循环利用1 生物可降解高分子材料的含义及降解机理生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下三种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。

一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。

首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。

到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。

除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。

生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2 生物可降解高分子材料的类型按材料来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。

按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。

按合成方法可分为如下几种类型。

2.1 微生物生产型通过微生物合成的高分子物质。

这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。

2.2 合成高分子型脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。

但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。

芳香族聚酯（PET）和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。