《绿色材料》PPT课件

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1、绿色化学第四讲绿色材料主讲：任皞7/31/20211Contents概述4.1玻璃4.2橡胶4.3塑料、纤维、复合材料4.4展望4.57/31/20212概述1-3'新材料－人类文明发展的物质基础2-4'新材料－人类文明发展的物质基础7/31/20213材料金属材料非金属材料复合材料无机非金属材料有机非金属材料传统材料新型材料天然材料合成材料材料的分类：5-1‘荷兰新型材料打造绿色飞机6-1'荷兰新型材料打造“绿色飞机”-荷兰新型材料7/31/20214人类使用玻璃的历史非常久远。在有5000多年历史的遗迹里，人们已

2、经发现了玻璃的器具。这种用石英砂、石灰石等混合提炼而成的透明物体，可以制成门窗、灯泡、器皿、镜子等日常物品。玻璃7/31/20215玻璃具有较高的化学稳定性，耐大气、水酸、碱的侵蚀，且无毒性，同时可回收利用，一般对环境污染比较小。在20世纪，自非洲某国王子长期使用铅釉的陶瓷杯产生铅中毒后，进而又发现搪瓷色釉中溶出对人类有害的铅、镉物质的情况，而陶瓷釉和搪瓷色釉的基础成分均为低熔玻璃，于是引起公众对玻璃中有毒物质溶出的关注，发达国家纷纷制定了限制陶瓷釉中铅溶出量的规定，4.1玻璃概述7/31/20216有些国家参照此规定来检

3、测玻璃餐具中铅的溶出量。1972年2月日本报纸上刊载了用铅晶质玻璃瓶装威士忌酒，保存5年后，从酒中检测了0.05～1.2×10-6的铅，于是玻璃中溶出有害物质便在日本作为问题提出。近年来，我国用含铅的晶质玻璃装名酒出口时，国外也在酒中测定出铅。因此玻璃中有害物质的溶出量的研究已由安瓿瓶、保温瓶的脱片，扩大到食具、酒具、水具等玻璃制品方面。7/31/202174.1.2玻璃的污染玻璃的污染分为：玻璃本身的污染和玻璃生产过程对环境的污染。4.1.2.1玻璃本身的有害物质基础玻璃成分无毒，但可溶出有害物质，当用这类玻璃容器盛装食

4、品时，溶出的铅、砷等有害元素将随食品进入人体。环境中的废玻璃溶出的有害元素，则会污染水源和土壤，使食物链受污染。7/31/20218基础玻璃成分基础玻璃成分无毒，但含有放射性物质的添加剂，如发光的稀土元素同位素。基础玻璃成分有毒，如硫、硒、碲玻璃，砷酸盐玻璃，铊玻璃，铍玻璃等。7/31/202194.1.2.2玻璃工业的污染色彩斑烂的玻璃制品给人以赏心悦目的感觉，为我们生活增添了不少的情趣。可是，在这个五彩缤纷的玻璃世界中，却包含着有害的甚至剧毒的元素，如铅、铬、镉、镍、铜、锰等重金属，以及砷、氟、氯、硫等非金属。在工业生

5、产过程中，这些元素会释放、气化，污染大气、水源，以致对人类造成伤害。7/31/2021104.1.2.3大气污染构成普通玻璃各种鲜艳颜色的重金属氧化物、硫化物或硫酸盐、铬酸盐，特种玻璃使用的硫化砷、硒化砷、氧化铊、氧化铍在高温熔化时，产生的有毒气体SO2、NO2、CO、HF等，少量气化进而污染大气。7/31/202111燃料产生的废气CO2、CO、硫氧化物等的污染。据统计我国1995年SO2排放量为1396万吨，2000年约为3800万吨。SO2不仅对人体有害，而且可产生酸雨。由于SO2的污染，我国每年经济损失高达1100

6、亿元。7/31/202112原料粉尘及玻璃加工粉尘的污染，是造成工人硅沉着病（硅肺）的罪魁祸首。我国硅沉着病发病率很高。据2000年1月份统计，我国硅沉着病病人累计达55万人，占全世界的1/2，并以每年1.5～2.0万的速度增长，其中已死亡的为13万人。7/31/2021134.1.2.4水源污染含磨料与抛光剂的废水含洗涤剂的废水含HF、H2SO4、HCl、酚的废水含重金属的废水7/31/2021144.1.2.5噪声污染玻璃工业的噪声除各种动力设备及机械噪声外，还有摔碎玻璃产生的特有噪声，它比车间内的其他噪声高15～20

7、分贝。7/31/2021154.1.3玻璃工业的清洁生产4.1.3.1采用毒性小、挥发性低的原料*铅玻璃以硅酸铅代替红丹（Pb3O4）和黄丹（PbO），可把铅的挥发量从20%降至5%。*磷酸盐玻璃在P2O5量不高且含有CaO时，以磷矿石或磷酸钙代替磷酸二氢铵和磷酸氢二铵，以减少磷的挥发。*以冰晶石代替硅氟酸钠，F挥发量从30%～40%降至10%～20%。7/31/2021164.1.4玻璃制品的绿色化4.1.4.1优化玻璃的化学成分为了避免或减少玻璃容器中有害物质的溶出，首先必须优化玻璃的化学成分。在铅玻璃中加入一定数量的

8、Al2O3并用Na2O代替K2O可减少铅的溶出量，或者用BaO、ZnO、TiO2代替PbO制晶质玻璃。7/31/202117氧化砷在玻璃的制造中用作澄清剂，但其毒性较大。用砷酸钠代替氧化砷。目前国内的复合澄清剂为锑、砷、铈的氧化物配合而成，毒性较小。7/31/2021184.1.4.3生态环境玻璃(1)