广泛用于制造 轮胎、胶管、 胶带、电缆及其他各种橡胶 制品
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第8章 高分子环境材料
纤维(Fiber)
聚合物经一定的机械加工 (牵引、拉伸、定型等) 后形成细而 柔软的细丝，形成纤维 纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点，有很 高的结晶能力，分子量小，一般为几万 分类：天然纤维、人造纤维和合成纤维. 用途： 衣物 无机非金属和金属子环境材料
2014 年全球轮胎产量区域结构
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第8章 高分子环境材料
具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温富有弹 性，在很小力能产生大形变，除去外力能恢复原状。 分子量往往很大，大于几十万
橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用 发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的 物理力学性能和化学稳定性
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第8章 高分子环境材料
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第8章 高分子环境材料
第8章 高分子环境材料
一 高分子材料简介
高分子材料素有“第四代材料”之称，给我们的生 活带来了便利和品质的提高
是上世纪人类社会发展的一件大事情
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提供了自然界 没有的东西 种类繁多 价格低廉
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性能优异
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聚乙烯 Polyethylene 简称 PE 最结构简单的高分子，应用最广泛的高分子材料 聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2）的加成，由重复的 –CH2–单元连接而成 CH2=CH2+CH2=CH2+· · · —CH2—CH2—CH2—CH2· · ·
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改善人民的生活质量, 加速了社会经济的发展 衣服、尼龙袜子、塑料脸盆、尼龙绳
同时也带来了可怕的环境问题
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高分子材料分类
天然高分子材料
蚕丝、棉、毛、木材、麻 高分子是生命存在的形式
有机高分子材料: 以 C、H 元素为主的 有机化合物组成的材料
按来源分
半合成（改性天然）高分子材料
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☆ 带子：压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、 电线电缆等 常见制品：手提袋、水管、油桶、饮料瓶（钙奶瓶）、 日常用品等 2013年 产量 1093.61万吨 2014年全球聚乙烯产能将达 1.017亿吨
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聚丙烯 Polypropylene 简称 PP 由丙烯 C3H6 聚合，热塑性树脂，通常为半透明无色固 体，无臭无毒 高度结晶化，熔点高达167℃, 密度0.90g/cm3, 耐热，是 最轻的通用塑料。耐腐蚀, 抗张强度30MPa
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The fibers are coated to protect them from damage during winding or weaving. The coated fibers are wound onto cylinders called bobbins
天然橡胶与硫磺 (1839) 赛璐珞塑料(1869)
硝化纤维、樟脑和乙醇
合成高分子材料
酚醛树脂(1909)
…….
4 苯酚与甲醛
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按物化性能和应用分类
塑料
热塑性塑料:聚乙烯 聚碳酸脂
聚苯乙烯 环氧树脂
聚酰胺(尼龙)
热固性塑料: 酚醛树脂
橡胶
丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 硅橡胶 氟橡胶
举例1：采用界面缩聚方法生产聚碳酸酯（PC）
名称来源于其内部的CO3基团，透明，导热性好
2004年我国聚碳酸酯消费结构
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聚碳酸酯合成反应
原材料之一： 光气， 又称碳酰氯
分子式：COCl2，剧毒，让人窒息 在第一次世界大战中，光气曾被用作化学武器
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Plastics are drown into long strands or fibers and then heated to a very high temperature without allowing it to come in contact with oxygen. Without oxygen, the fiber cannot burn. Instead, the high temperature causes the atoms in the fiber to vibrate violently until most of the non-carbon atoms are expelled.
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二 高分子材料的环境问题
高分子材料应用领域普及覆盖面、无处、无时不在
废弃物品种繁多，废弃量巨大，大量高分子材料废弃 物的长期积存对人类的生存环境造成了危害
1 生产过程中的环境问题
高分子材料 石油工业 石油
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(a) 有毒有害原料
强度、刚性和透明性都比聚乙烯好 缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性 和添加抗氧剂予以克服 常见制品：盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车 保险杠等
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聚丙烯单丝纤维
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橡胶（Rubber） 近年来重要产胶国天然橡胶产量分地区结构情况 （单位：万吨）
丁腈橡胶
纤维
涤纶（聚酯纤维） 锦纶（聚酰胺纤维）
腈纶（聚丙烯腈纤维） 维纶（聚乙烯醇纤维）
油漆、胶水
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涂料、胶粘剂
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塑料 2013年全球塑料产量2.99亿吨 中国占比最大，为24.8%，欧洲排名第2，为20% 2015年中国塑料 产量 7560.82万吨
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聚乙烯性能： 无臭，无毒，手感似蜡，耐低温性能（最低使用温度 可达-70～-100℃），化学稳定性好，能耐大多数酸 碱的侵蚀 ，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝 缘性能优良 用途： ☆ 薄膜：产量的一半，经吹塑制成薄膜，良好的透明 性，一定的抗拉强度 食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及 农用薄膜 ☆ 容器：可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器