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現在的生態環境遭到什麽破壞?

壹.塑料的分類、成分及特性與制造過程

塑料是壹種用途廣泛的合成高分子材料,在我們的日常生活中塑料制品比比皆是。從我們起床後使用的洗漱用品、早餐時用的餐具,到工作學習時用的文具、休息時用的座墊、床墊,以及電視機、洗衣機、計算機的外殼,還有夜晚給我們帶來光明的各種造型的燈具……塑料以它優異的性能逐步地代替了許多已經使用了幾十年、幾百年的材料和器皿,成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性,橡膠的彈性和韌性於壹身,因此除了日常用品外,塑料更廣泛地應用於航空航天、醫療器械、石油化工、機械制造、國防、建築等各行各業。

壹、塑料的分類

塑料種類很多,到目前為止世界上投入生產的塑料大約有三百多種。塑料的分類方法較多,常用的有兩種:

1、根據塑料受熱後的性質不同分為熱塑性塑料和熱固性塑料

熱塑性塑料分子結構都是線型結構,在受熱時發生軟化或熔化,可塑制成壹定的形狀,冷卻後又變硬。在受熱到壹定程度又重新軟化,冷卻後又變硬,這種過程能夠反復進行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。熱塑性塑料成型過程比較簡單,能夠連續化生產,並且具有相當高的機械強度,因此發展很快。

熱固性塑料的分子結構是體型結構,在受熱時也發生軟化,可以塑制成壹定的形狀,但受熱到壹定的程度或加入少量固化劑後,就硬化定型,再加熱也不會變軟和改變形狀了。熱固性塑料加工成型後,受熱不再軟化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、環氧樹脂等都屬於此類塑料。熱固性塑料成型工藝過程比較復雜,所以連續化生產有壹定的困難,但其耐熱性好、不容易變形,而且價格比較低廉。

2、根據塑料的用途不同分為通用塑料和工程塑料

通用塑料是指產量大、價格低、應用範圍廣的塑料,主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們日常生活中使用的許多制品都是由這些通用塑料制成。

工程塑料是可作為工程結構材料和代替金屬制造機器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚碸、聚酰亞胺等。工程塑料具有密度小、化學穩定性高、機械性能良好、電絕緣性優越、加工成型容易等特點,廣泛應用於汽車、電器、化工、機械、儀器、儀表等工業,也應用於宇宙航行、火箭、導彈等方面。

二、塑料的成分

我們通常所用的塑料並不是壹種純物質,它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分,此外,為了改進塑料的性能,還要在聚合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤滑劑、穩定劑、著色劑等,才能成為性能良好的塑料。

1、合成樹脂

合成樹脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量壹般在40%~100%。由於含量大,而且樹脂的性質常常決定了塑料的性質,所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為壹談。其實樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹脂是壹種未加工的原始聚合物,它不僅用於制造塑料,而且還是塗料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少壹部分含100%的樹脂外,絕大多數的塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質。

2、填料

填料又叫填充劑,它可以提高塑料的強度和耐熱性能,並降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉後可大大降低成本,使酚醛塑料成為最廉價的塑料之壹,同時還能顯著提高機械強度。填料可分為有機填料和無機填料兩類,前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等,後者如玻璃纖維、矽藻土、石棉、炭黑等。

3、增塑劑

增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑料易於加工成型。增塑劑壹般是能與樹脂混溶,無毒、無臭,對光、熱穩定的高沸點有機化合物,最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產聚氯乙烯塑料時,若加入較多的增塑劑便可得到軟質聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑劑(用量<10%),則得硬質聚氯乙烯塑料。

4、穩定劑

為了防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞,延長使用壽命,要在塑料中加入穩定劑。常用的有硬脂酸鹽、環氧樹脂等。

5、著色劑

著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機染料和無機顏料作為著色劑。

6、潤滑劑

潤滑劑的作用是防止塑料在成型時不粘在金屬模具上,同時可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。

除了上述助劑外,塑料中還可加入阻燃劑、發泡劑、抗靜電劑等,以滿足不同的使用要求。

三、塑料的特性

1、塑料具有可塑性

顧名思義,塑料就是可以塑造的材料。所謂塑料的可塑性就是可以通過加熱的方法使固體的塑料變軟,然後再把變軟了的塑料放在模具中,讓它冷卻後又重新凝固成壹定形狀的固體。塑料的這種性質也有壹定的缺陷,即遇熱時容易軟化變形,有的塑料甚至用溫度較高的水燙壹下就會變形,所以塑料制品壹般不宜接觸開水。

2、塑料具有彈性

有些塑料也像合成纖維壹樣,具有壹定的彈性。當它受到外力拉伸時,卷曲的分子就由柔韌性而被拉直,但壹旦拉力取消後,它又會恢復原來的卷曲狀態,這樣就使得塑料具有彈性,例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。但是有些塑料是沒有彈性的。

3、塑料具有較高的強度

塑料雖然沒有金屬那樣堅硬,但與玻璃、陶瓷、木材等相比,還是具有比較高的強度及耐磨性。塑料可以制成機器上堅固的齒輪和軸承。

4、塑料具有耐腐蝕性

塑料既不像金屬那樣在潮濕的空氣中會生銹,也不像木材那樣在潮濕的環境中會腐爛或被微生物侵蝕,另外塑料耐酸堿的腐蝕。因此塑料常常被用作化工廠的輸水和輸液管道,建築物的門窗等。

5、塑料具有絕緣性

塑料的分子鏈是原子以***價鍵結合起來的,分子既不能電離,也不能在結構中傳遞電子,所以塑料具有絕緣性。塑料可用來制造電線的包皮、電插座、電器的外殼等。

6..塑料的制造過程

絕大多數塑料制造的第壹步是合成樹脂的生產(由單體聚合而得),然後根據需要,將樹脂(有時加入壹定量的添加劑)進壹步加工成塑料制品。有少數品種(如有機玻璃)其樹脂的合成和塑料的成型是同時進行的。

二.白色汙染造成土地板結原因

隨著經濟的發展,科學技術的進步,人們物質、文化生活水平的不斷提高,塑料制品的用量與日俱增。塑料制品的廣泛使用,確實給人們帶來不少方便,但也帶來了諸多的社會問題。人們把它形象化地稱為“白色汙染”。

白色垃圾自然降解速度太慢,長期滯留在土壤中不能分解,使土壤透氣性變差,水分不易下滲,減少微生物的生長,影響了熱量的傳遞,致使土壤堿化,壹系列的理化性質的變化,使土壤膠體破壞,造成土壤板結。由於塑料薄膜不易透氣,且不易分解,因此被翻入土中,會影響土壤的透氣度,從而影響作物根系生長。

三.塑料對人類發展的功績

塑料是人類在20世紀的重大發明之壹,曾經在電子產品的外殼制造中立下汗馬功勞。近年來,塑料已逐漸進入電子產品的內部,開始成為制造某些電子元器件產品的重要原料。環氧模塑料是集成電路用高難度的結構材料之壹,用塑料封裝方法生產大規模集成電路、超大規模集成電路、特大規模集成電路等在國內外已廣泛采用並已成為主流。我國環氧模塑料業雖起步較晚,1992年才開始真正大規模生產,但目前我國環氧模塑料的年生產規模已達1萬噸左右,95%以上的集成電路產品都采用了塑料封裝形式。同金屬封裝或陶瓷封裝相比較,塑料封裝仍是當前最主要的壹種封裝形式。目前,塑料封裝產品的產量約占全球總封裝產量的90%以上。為順應半導體集成電路設計和工藝技術快速發展的需求,塑封模具類型也在不斷地推陳出新。我國是集成電路的消費大國(占國際市場的15%),然而卻是集成電路的生產小國(占世界產量的0.8%),我國集成電路80%左右依賴進口。自1997以來,我國環氧模塑料需求壹直呈持續高速增長態勢,產品供不應求。特別是最近,國務院鼓勵軟件和集成電路產業發展的若幹政策出臺,大大帶動了塑料封裝產業的發展

有資料顯示,目前塑封料市場總需求量約為7000~8000噸,預計2005年市場總需求量約為1.5萬~2萬噸,其中超大、特大規模集成電路用環氧塑封料預計年需求量為4000噸左右。塑料成為新壹代電子芯片的主角是在2000年導電塑料的崛起之後。多年以來,矽晶體壹直在電子材料領域居於龍頭老大的霸主地位,但實際上,采用矽晶體制造芯片工藝十分復雜,制造成本也非常昂貴,因此半導體芯片的售價多年來壹直居高不下。為此,科學家們千方百計尋找矽晶體的替代物來制造電子芯片,而塑料芯片的出現令電子業界為之壹振。眾所周知,塑料不是導體而是絕緣體。但科學家們發現,經特殊處理的有機聚合物也具有傳輸電流的功能,進而開發出新型塑料半導體。與矽芯片相比,塑料芯片價格非常低廉,僅為矽芯片價格的1%~10%,極具市場競爭力。據預測,到2004年,全球塑料芯片行業的平均銷售額將達到100億美元,塑料芯片將成為未來極有發展潛力的新壹代芯片。目前,已有多家IT業巨頭宣布成立塑料芯片的專門研究機構,他們已經研制出集成了幾百只電子元器件的塑料芯片樣品,探索出能夠批量生產的集成度較低的塑料芯片。更引人關註的是,采用裝有塑料芯片的微電腦控制的機器人,比采用矽芯片的機器人更靈活,更容易操縱。專家預計,隨著集成度越來越高的塑料芯片的出現,塑料芯片在不久的將來能夠與矽芯片平分秋色。屬於高科技領域的現代電子通訊產業也缺少不了輕質、透明、堅韌又絕緣的塑料。塑料光纖的研制成功,給光通信事業的快速發展與普及帶來了新的希望。光纖是定向傳輸光的壹種通道,也是電子通信傳輸系統中重要的器件。在塑料光纖未問世之前都是無機光纖,但隨著電子通信業的發展,塑料光纖很快占據了壹席之地。現在用作塑料光纖的材料有聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、氟塑料、矽樹脂等。這些材料決定了塑料光纖具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊強度高、價格便宜、抗輻照、易加工、形成光纖的能力強等優點,因而備受青睞。作為短距離通信網絡的理想傳輸介質,塑料光纖在未來家庭智能化、辦公自動化、工控網絡化、車載機載通信網、軍事通信網以及多媒體設備中的數據傳輸中具有重要的地位。通過塑料光纖,我們可實現智能家電(家用PC、HDTV、電話、數字成像設備、家庭安全設備、空調、冰箱、音響等)的聯網,達到家庭自動化和遠程控制管理,提高生活質量;通過塑料光纖,我們還可以實現辦公設備的聯網,通過數據的高速傳輸大大提高工作效率,實現遠程辦公等;在感光探測器和指示器中用塑料光纖可使感光頭易於達到測量點,塑料光纖的圖像傳輸儀可傳送明亮的彩色圖像。以上種種使我們有理由相信,隨著科技的發展,塑料的應用領域越來越廣,其市場的發展會越來越廣闊。行業鏈接工程塑料特別是專用工程塑料以其密度小、強度高、耐腐蝕、絕緣性好、抗震、耐磨、易加工、生產效率高和節能等優點,越來越引起人們的關註。在過去20年間,消費型電子產品的發展推動了整個工程塑料工業的發展。其中最主要和產量最大的是尼龍和聚酯(PET和PBT),主要應用領域集中在電子電器行業,如各種連接件、開關、線圈盒、電力通訊器材等等。據統計數字表明,1998年亞太地區總的尼龍和聚酯消耗量為43.7萬噸,而在2002年這壹數字達到58.5萬噸,其增長速度遠遠超過該地區平均GDP的增長速度。我國 十五 規劃中明確了塑料領域的發展重點是為電子、通訊等行業配套使用的塑料材料或制品,規劃中特別強調應重視塑料改性技術,使用塑料合金及其他改性塑料和具有獨特性能的通用工程塑料與特種工程塑料。今後,隨著工程塑料的研制、開發和專用化的進展,其應用領域將不斷擴大,市場前景十分廣闊。

四.回收

為了適應保護地球環境的需要,世界塑料加工業研究出許多環保新技術。在節省資源方面,主要是提高產品耐老性能、延長壽命、多功能化、產品適量設計;在資源再利用方面,主要是研究塑料廢棄物的高效分選,分離技術、高效熔融再生利用技術、化學回收利用技術、完全生物降解材料、水溶性材料、可食薄膜;在減量化技術方面,主要是研究廢棄塑料壓縮減容技術、薄膜袋裝容器技術,在確保應用性能的前提下,盡量將制品薄型化技術;在CFC代用品的開發方面,主要是研究二氧化碳發泡技術;在替代物的研究方面,主要是開發PVC和PVDC代用品。

在城市塑料固體廢棄物處理方面,目前主要采用填埋、焚燒和回收再利用三種方法。因國情不同,各國有異,美國以填埋為主,歐洲、日本以焚燒為主。采用填埋處理,因塑料制品質大體輕,且不易腐爛,會導致填埋地成為軟質地基,今後很難利用。采用焚燒處理,因塑料發熱量大,易損傷爐子,加上焚燒後產生的氣體會促使地球暖化,有些塑料在焚燒時還會釋放出有害氣體而汙染大氣。采用回收再用的方法,由於耗費人工,回收成本高,且缺乏相應的回收渠道,目前世界回收再用僅占全部塑料消費量的15%左右。但因世界石油資源有限,從節約地球資源的角度考慮,塑料的回收再用具有重大的意義。為此,目前世界各國都投入大量人力、物力,開發各種廢舊塑料回收利用的關鍵技術,致力於降低塑料回收再用的成本的開發其合適的應用領域。

壹、回收熱能法

大部分塑料以石油為原料,主要成分是碳氫化合物,可以燃燒,如聚苯乙烯燃燒的熱量比染料油還高。有些專家認為,把塑料垃圾送入焚化爐燃燒,可以提供采暖或發電的熱量,因為石油染料86%都直接燒掉了,其中只有4%制成了塑料制品,塑料用完以後再送去當熱能燒掉是很正常的,熱能使用是塑料回收的最後方法之壹,不容輕視。但是許多環保團體反對焚燒塑料,他們認為,焚燒法把亂七八糟的化學品全部集中燃燒,會產生有毒氣體。如PVC成分中壹半是氯,燃燒時放出的氯氣有強烈的侵蝕破壞力,而且是引起惡英的元兇。

目前,德國每年有20萬噸的PVC垃圾,其中30%在焚化爐裏燃燒,燒得人心惶惶,法律不得不對此擬定對策。德國聯邦環境局已規定所有的焚化爐都必須符合每立方米廢氣值低於0.1ng(納克)的限量。德國的焚化爐空氣汙染標準雖然已經屬於世界公認的高標準,但仍然沒有敢說燃燒方法不會因機械故障放出有害物質,所以可以預見,各國環保團體仍將大力反對焚化法回收熱能。

二、分類回收法

作為塑料回收,最重要的是進行分類。常見的塑料有聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚氨酯等,這些塑料的差別壹般人很難分辨。現在的塑料分類工作大都由人工完成。最近機器分類有了新的研究進展,德國壹家化學科技協會發明以紅外線來辨認類別,既迅速又準確,只是分揀成本較高。

三、化學還原法

研究人員開始設法提煉出塑料內化學成分以便再利用。所采用的工藝方法是將聚合物的長鏈切斷,恢復其原有的性質,裂解出的原料可用來制作新的塑料。有些方法是通過加入化學元素促使相結合的碳原子化學裂解,或是加入能源促成其熱裂解。

德國拜爾公司開發出壹種水解式化學還原法來裂解PUC海綿墊。試驗證明,化學還原法在技術上是可行的,但它只能用來處理清潔的塑料,例如生產制造過程中產生的邊角粉末和其他塑料廢料。而家庭裏使用過的沾染上其他汙物的塑料,就很難用化學分解法處理。這種還原法的應用,要到21世紀才會大量利用水解法處理廢料。壹些新的化學分解法還在研究過程中,美國福特汽車公司目前正在將酯解法運用於處理汽車廢塑料件。