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2塑料的利弊…………………………………………………………………………………………………………1
2.1塑料的优点……………………………………………………………………………………………………1
2.1.1耐磨性…………………………………………………………………………………………………1
2.1.2密度与比强度………………………………………………………………………………………1
2.1.3热性能…………………………………………………………………………………………………2
2.1.4电性能…………………………………………………………………………………………………2
2.1.5耐腐蚀性能…………………………………………………………………………………………2
2.1.6塑料的加工…………………………………………………………………………………………2
2.2塑料的缺点……………………………………………………………………………………………………3
2.2.1强度……………………………………………………………………………………………………3
2.2.2热性能…………………………………………………………………………………………………3
2.2.3耐气候性能…………………………………………………………………………………………3
2.2.4废旧塑料的处理……………………………………………………………………………………3
3塑料的可持续发展………………………………………………………………………………………………4
3.1废旧塑料回收现状…………………………………………………………………………………………4
3.1.1填埋处理………………………………………………………………………………………………4
3.1.2焚烧处理………………………………………………………………………………………………4
3.1.3再生颗粒技术………………………………………………………………………………………4
3.2废旧塑料回收新型技术…………………………………………………………………………………5
3.2.1简单再生技术………………………………………………………………………………………5
3.2.2改性再生技术………………………………………………………………………………………5
3.2.3燃料热能利用技术………………………………………………………………………………5
3.2.4裂解单体化技术……………………………………………………………………………………5
3.3我国废旧塑料回收利用领域的现状………………………………………………………………6
4结束语…………………………………………………………………………………………………………………6
摘要:
本文将对塑料的利弊进行分析,阐述塑料作为有机高分子材料对人类生产和生活的影响,在如今追求环保的时代大趋势下,向读者分析说明塑料走可持续发展路线的可行性和优越性。
关键词:
塑料环保可持续发展
1.前言
作为常用的材料品种,塑料的应用越来越广泛。
生活中如纽扣,雨衣雨靴,头盔;
食品包装袋,餐具;
灯具,桌椅;
自行车零部件,汽车零部件等等……除了贯穿人们的衣食住行,在生产制造方面塑料也有着极为重要的作用,在农业中作地膜,管道、喷头等;
在机械制造业中作结构件、传动件、摩擦磨损件、耐蚀件、绝缘件、软饰件等;
在化学工业中作各种管道、容器、泵、阀门等;
在电子、电气工业上作电机、变压器、绝缘包线、电线、电缆等原件;
甚至在国防和航空航天工业中也成为了不可缺少的材料。
随着时代的发展,生产力的增强,塑料的种类和生产工艺也越来约丰富多样。
然而在满足人们生活生产的需求之际,塑料的某些弊端亦逐渐开始暴露。
其中最主要的就是废弃塑料的处理问题最为严重。
生产方便,应用广泛的塑料同时也带来了十分严重的污染问题。
人类为了追求社会、文化的发展已经令我们的地球家园千疮百孔,如今环保、可持续才是我们时代的主题、科技文明的发展方向。
因此对塑料可持续发展的对策进行研究的任务迫在眉睫,也是我们文章接下来要探究的主要内容。
2.塑料的利弊
2.1塑料的优点
2.1.1耐磨性
塑料的硬度比金属低,但它的耐摩擦磨损性能却远优于金属,这是因为塑料的摩擦系数比较低。
同时,有许多塑料,如聚四氟乙烯、尼龙等,本身就具有自润滑性能,因此它是制造轴承、保持架、活塞环等一类摩擦磨损零件的好材料。
用塑料制成的零件,可以在各种液体摩擦、边界摩擦甚至干摩擦的条件下有效地工作。
2.1.2密度与比强度
塑料是最轻的一类材料,比金属和陶瓷都轻。
一般塑料的相对密度在0.8~2.2之间,这样塑料的比强度就较高。
最轻的塑料聚丙烯的相对密度为0.91,比纸还轻。
泡沫塑料的相对密度可达0.01.质量轻是塑料的最大特点,某些塑料的比强度可达甚至超过钢的水平,这对于要求减轻自重、增加承载能力和速度的飞机、船舶、车辆等有着十分重要的意义。
如用碳纤维或硼纤维增强塑料代替飞机上的铝合金、钛合金,可减轻重量15%~30%。
2.1.3热性能
某些特殊耐高温塑料,瞬时耐高温性能特别优异,有时甚至可瞬时耐1000℃以上的高温,火箭、导弹、宇宙飞船等耐烧蚀部件可用这些材料制成。
塑料的导热系数一般约为金属的1/500~1/600,是理想的绝热材料。
对于某些零件,如机床上的操作手柄、汽车和拖拉机方向盘等,因对导热性无要求,冷天工人操作是手感温暖亦是个优点。
2.1.4电性能
一般来说,塑料的大分子中既无自由电子,又无足够的自由运动例子,因而是不良导体或绝缘体。
换句话说,绝大多数塑料都具有良好的绝缘性能。
当然,塑料中可能含有微量的导电性。
各种塑料的组成和结构不同,其电性能也存在一定差异,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯的电绝缘性可以与陶瓷和橡胶媲美。
2.1.5耐腐蚀性能
一般来说,大多数塑料对酸、碱、盐等介质具有良好的抗腐蚀能力,所以广泛用作防腐蚀工程材料。
塑料与金属的腐蚀机理有很大区别。
金属材料既存在氧化(化学)腐蚀,往往又存在电化学腐蚀。
而塑料除了与环境中的氧、臭氧和氧化性介质起不同程度的氧化破坏外,不会发生电化学腐蚀。
因为塑料的分子链细长且相互纠缠成团,许多基团被包裹在里面,腐蚀剂仅能与其表面基团作用而不能渗入内部。
而且分子链上能发生反应的官能团较少,链内主链都是牢固的共价键,缺乏与介质形成电化学作用的自由电子或运动的离子,这就是许多塑料可作耐腐蚀工程材料的理论依据。
2.1.6塑料的加工
塑料的原材料来源丰富,成本低。
20世纪40年代以来,高分子合成材料不再只是农副产品作原料,它可以大量使用石油化工产品作为其原料,因而发展更加迅速。
而由于塑料成型工艺性好,其成型加工容易,生产率高。
如一台普通的塑料注射机,一年可生产15万只塑料齿轮,相当于一个拥有20台滚齿机和5台车床的齿轮车间的年产量,尚不算其毛坯生产耗费的设备、能源和工时。
2.2塑料的缺点
2.2.1强度
塑料的强度比金属低,一般热塑性塑料的抗拉强度为50MPa~100MPa,约为45钢的1/12~1/6;
热固性塑料的抗拉强度则只有30Mpa~60MPa;
即使是增强型塑料,其抗拉强度也只有200MPa,略超过铝合金,相当于铸铁的强度。
且塑料易受剪切应力破坏,冲击强度、抗弯强度和硬度也不如金属。
同时塑料的抗蠕变性较差,其在室温下受载荷作用后就会发生显著的蠕变现象。
当载荷大时,将发生蠕变断裂。
塑料的这种现象又成为冷流。
综上所述,塑料不适合用于高速重载的零件制造。
2.2.2热性能
塑料的耐热性较差,温度升高后强度很快下降。
热塑性塑料的使用温度一般为60℃~80℃,而热固性塑料的耐热性比热塑性塑料高。
因此塑料不适合制作在高温环境下使用的产品。
塑料的导热系数一般为金属的1/500~1/600。
由于导热性能差,故不宜制作工程上有散热要求的零件,如轴衬套等摩擦零件以及一些高速旋转的零件。
塑料的线膨胀系数比金属大3倍~10倍,而热塑性塑料又比热固性塑料大。
因此塑料零件的尺寸精度随环境温度的变化较大,而且在制造带有金属嵌件或于金属紧密结合的塑料制品时,常会因膨胀系数相差过大而造成开裂,造成金属的脱落或松动等。
同时塑料易于燃烧,其燃烧会产生多环芳香烃化合物、一氧化碳等有害物质。
2.2.3耐气候性能
塑料在长期使用过程中,由于受到氧气、热、紫外线、水蒸气、机械力和微生物等因素的作用,会逐渐失去弹性,变脆变硬,出线光泽消失、眼色变化、表面龟裂、斑点、气泡、、分层、长霉、软化发粘和尺寸变化等现象,称为塑料的气候老化。
塑料抵抗气候老化的能力就是耐气候性。
塑料的老化是一个比较复杂的化学变化过程。
通常认为,大分子链的交联或裂解是阴气老化的主要原因。
交联是大分子链由线型转变为体型的过程;
裂解是大分子链发生断链,使分子量下降的过程。
因交联产生的老化通常使塑料失去弹性、变脆、出现龟裂;
因裂解引起的老化则会使塑料失去刚性、产生蠕变、变软发粘。
一般情况下,这两种现象大多同时发生。
2.2.4废旧塑料的处理
随着我国塑料产品的大量使用,废旧塑料也急剧增加,“白色污染”已成为环境保护突出的问题。
废旧塑料垃圾被填埋,使生态环境受到严重影响,而且浪费资源,1万吨的废旧塑料侵占土地约667㎡。
废旧塑料不易降解,自然界没有能消化塑料的细菌和酶。
不可降解塑料制品进入土壤,会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长,改变土壤特质,污染地下水源。
塑料废弃物的焚烧,如聚氯乙烯燃烧产生氯化氢(HCl),ABS、丙烯腈燃烧产生氰化氢(HCN),聚氨酯燃烧产生氰化物,聚碳酸酯燃烧产生光气等有害气体,对生态环境的破坏极大。
3.塑料的可持续发展
3.1废旧塑料回收现状
3.1.1填埋处理
人们常利用丘陵凹地或自然凹陷坑池建设填埋场,对废旧塑料进行卫生填埋。
卫生填埋法具有建设投资少、运行费用低等特点,长期以来都是世界各国大量采用的废旧塑料的处理方法。
但填埋处理存在着严重的缺点:
(1)塑料废弃物由于密度小、体积大,因此占用空间面积较大,增加了土地资源压力;
(2)塑料废弃物难以降解,填埋后将成为永久垃圾,严重妨碍水的渗透和地下水流通;
(3)塑料中的添加剂如增塑剂或色料溶出还会造成二次污染。
同时该法填埋了大量可利用的废旧塑料,这与可持续利用背道而驰。
3.1.2焚烧处理
焚烧回收热能是废旧塑料处理的另一主要方法。
将废旧塑料进行焚烧的处理方法具有处理数量大、成本低、效率高等优点。
与直接填埋相比,焚烧处理对废旧塑料进行了有效的利用。
但焚烧处理同样存在诸多缺点:
(1)随着塑料品种、焚烧条件的变化,废旧塑料在焚烧过程中会产生多环芳香烃化合物、一氧化碳等有害物质,例如PVC会产生HCl,聚丙烯腈会产生HCN,聚氨酯会产生氰化物等,这些物质对环境造成了污染;
(2)在废旧
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