合成塑料的历史,现状及发展

合成塑料的历史，现状及发展展望摘要：介绍了合成塑料的历史及现状，探讨了白色污染的产生原因与防治方法。并简单介绍了可降解塑料的原理，对其未来进行了展望。关键词：合成塑料；环保；可降解塑料；白色污染引言：塑料作为三大合成材料之首，在几代科学家的努力下，塑料已经成为一个种类繁多，应用广泛的材料。大至航天飞机，小至水壶茶杯，都有塑料的身影。关于塑料，有许多的争议，它既极大地改善了我们的生活，却也带来白色污染等环境问题。本文将探讨合成塑料的历史，现状及未来发展，寻求一个环境友好的发展道路，使塑料能更好地为人们服务。正文：1，塑料的化学特性塑料又称合成树脂，是单体通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，因为可以改变成分及形体样式，具有可塑性而得名。主要成分有合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂。基本分子结构有两种，线性结构及体型结构，前者加热熔融，具有热塑性，后者硬度高，延展性差。化学特性上，塑料抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。防水、质轻。容易被塑制成不同形状。是良好的绝缘体。不易降解，燃烧时释放甲苯等有毒气体。2，塑料的发展历史塑料是在19世纪末现代工业蓬勃发展的背景下应运而生的。彼时，有机化学方兴未艾，新的理论不断被提出，数以万计的新产品在实验室中被研制，走向市场。且煤炭工业和石油工业的发展极大促进了相关化学领域的研究。18世纪50年代，最早的塑料“帕克辛”和最早的一批塑料制品问世，但限于技术，未能大规模投入使用。1868年，海亚特抱着寻找象牙台球替代品的目的，改进了“帕克辛”的制造工序，创造出了“赛璐珞”，这种塑料得到了一定的应用，但由于易着火等缺陷，使用范围有限。20世纪初，一种能耐高温的合成塑料—酚醛塑料横空出世，凭借着绝缘性好，耐高温，《化学与人类文明》课程小论文硬度大等优良特性，其在电器行业得到广泛应用。贝克兰德也被称为“塑料之父”。此后，脲醛塑料，苯胺－甲醛塑料，三聚氰胺－甲醛树脂相继诞生，上述三种都是氨基塑料，坚硬、耐刮痕、半透明，俗称“电玉”。“电木”“电玉”有一个共同的特点，热固性，即一次成型，不能反复塑造。虽然价格便宜，但其不能循环使用，对环境造成了一定负面作用。两次世界大战时期，得益于战争推动，煤炭工业与石油工业飞速发展，对塑料等材料需求急剧上升。塑料工业迎来了发展高峰期，现今最常用的60余种塑料中有将近20个品种在那期间工业化[1]，就在此期间，热塑性塑料大放异彩。凭借其柔软质轻的特点，这种塑料是包装材料，降落伞，帐篷等的绝佳材料。其中杜邦化工的“尼龙66”最为著名。经过科学家百余年的努力，塑料如今早已渗透到我们生活中的方方面面，衣食住行可以说样样离不开塑料。早在1979年，塑料产量便超过了工业时代的代表—钢。但是，随着塑料的大量使用，其带来的问题也逐渐显现，如何在环保前提下合理利用塑料，成为一个严峻的课题。3，塑料化工的现状2011年世界塑料总产量达到了2.8亿吨，其中中国塑料产量达到0.64亿吨。关于2012年中国塑料具体产量及构成可见表1。表1：2012年中国塑料制品产量[2]制品名产量/kt增长率/%构成比/%薄膜970315.016.8(其中农用薄膜)162710.8-发泡制品172121.93.0人造革/合成革314330.85.4日用品46180.78.0其他3863411.266.8合计578795.6100.0从中可以分析得出，薄膜类产量最高，占比也最大达到六分之一之多，此类塑料基本为聚乙烯及聚氯乙烯，广泛用于农用大棚，包装材料等。日用品，皮革等也占据了比较大的比例。而常为人们所诟病的一次性发泡餐具，其所属的发泡制品仅占总产量的3%，所以要解决目前的白色污染，不仅仅应该从餐具上做起。从产业上进行分析，在农业上，我国农用塑料应用技术主要包括地膜覆盖栽培、设施园艺、容器育苗、节水灌溉、饲草包膜青贮氨化、畜禽暖圈、设施水产养殖、网具捕捞和养殖、农产品包装贮藏保鲜等。而且作用非常明显。采用地膜覆盖栽培，一般可使农作物增产30%～50%，采用园艺设施生产蔬菜瓜果，667平方米平均增产1.8吨，增收600多元，最高可达2万多元。北方半棚式塑料暖圈用于养蛋鸡，产蛋率可提高10%左右；用于养肉猪、肉牛，冬季日增质量可达250～500克；用于养羔羊，越冬成活率可达90%以《化学与人类文明》课程小论文上。[3]且随着我国农业产业化不断推进，大批蔬菜瓜果需要包装运输，塑料制品仍有着广阔发展潜力。在工业上，塑料质轻坚固，耐酸耐碱，不易腐蚀，绝缘性好而且造价低廉，被广泛用于各类工业制品的零部件中，如汽车中的保险杠，燃油箱。电器行业中被用于印刷电路板，电线包裹等。其中七大工程塑料使用较为广泛。在生活中，塑料更是无处不在。包装材料，衣物，家中管道系统都使用了塑料材料。4，白色污染的产生及应对塑料具有耐腐蚀，使用年限长等优点。但当塑料制品被废弃时，它的这些特点阻碍了塑料重新进入生物圈参与物质循环，由此产生了“白色污染”。白色污染的主要来源有食品包装、泡沫塑料填充包装、快餐盒、农用地膜。造成的危害主要分为“视觉污染”和“潜在危害”。[4]视觉污染上，塑料制品被随意扔弃影响市容市貌。潜在危害上，由于其难以降解，无论在土壤中还是在水体中，都对环境在成一定危害，如被动物误食造成死亡，影响植物养分吸收等。且在处理塑料制品上，焚烧造成空气污染，填埋造成土地浪费，解决白色污染成为一个严峻的课题。据国家环境保护部统计，2011年，我国仅一次性塑料饭盒及各种泡沫包装就高达9500万t，报废家电、汽车废旧塑料6500万t，再加上其他废弃塑料，总量已近2亿t，而回收总量仅为1500万t，回收率不及10%。[5]这说明我国如今废旧塑料污染的严重，也说明其利用的广阔潜力。面对白色污染，中国人民摸索出了不少有用的经验。在上世纪60年代中国便开始有计划地进行回收制成再生塑料制品，大家最为熟悉的塑料鞋底,特别是布鞋就分红底、黑底和白底,其中白底是全新料做的,而红、黑底是回收料做的。改革开放后，许多省市自发形成了规模可观的废旧塑料集散市场,新的回收、再生利用技术与设备也不断涌现,而且更贴近国情、贴近市场、贴近下游用户,更具有生命力。[6]经过多年发展，许多种类的塑料已经形成一个良好的循环回收产业链。如农用塑料大棚模，塑料编织袋、饮料瓶等。这类产品主要面临问题是设备技术落后，回收产物品质较差。相比于已经步入良性循环的上述产品，某些塑料制品由于经济原因暂时无法进行回收，比如电视机，电脑外壳，此类塑料经共混改性,或由不同材料复合,常规的清洗，粉碎，造粒并不能将其回收再生。即使技术上能够实现，经济成本也将十分巨大。总的来说，解决白色污染有多种途径。从制造层面来说，可以使用可降解材料或者使用金属或纸质材料替代。从使用层面上说，可以鼓励民众重复节约使用塑料制品，减少塑料垃圾的产生。从后期处理上说，发展分类回收及循环利用技术。其中，研制开发可降解塑料被认为是解决白色污染的最佳对策。《化学与人类文明》课程小论文5，可降解塑料的研究为了解决白色污染问题，科学家在可降解塑料上进行了深入的研究，并取得了一定的成效。按降解机理，可降解塑料主要分为光降解塑料、生物降解塑料、光/生物双降解塑料三大类。光降解塑料通过加入光敏剂等物质，使塑料在太阳光照射下，分子链能有序分解老化达到降解目的。该技术在上世纪末已经成熟，但由于需要充足日照，应用地区狭窄。且部分光敏剂本身含重金属，不利于环保。生物降解塑料又分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。前者与普通塑料不同，它以有机酸，纤维素等为主要原料加工而成。其中PLA（聚乳酸）由于良好特性，已被用于医疗领域。生物破坏性塑料主要是由天然高分子原料与通用型合成树脂通过共混或共聚方法制成。它保留了一些塑料的性质。光/生物双降解塑料则类似于以上两种塑料的综合，既加入了光敏剂又加入了某些生物降解物质。虽然已经取得了一定成果，但可降解塑料的缺点还是显而易见的。成本高，适用范围受限且难以控制降解周期。就长远发展趋势看，可控降解、完全生物降解和是今后的发展方向，随着人们环保意识不断加强，可降解塑料前景广阔。[7]结论：塑料经过百余年的发展，在我们生活中各个领域都有着相当广泛的应用。但塑料的大规模利用产生了“白色污染”问题，解决白色污染问题方式有许多。随着政府不断支持和人们环保意识提升，可降解塑料的研究具有广阔前景。参考文献:[1]杨艳《塑料_20世纪人类的大杰作》《发明与创新》2008年第2期48-49页[2]刘朝艳朱永茂殷荣忠等《2012_2013年世界塑料工业进展》2014年3月1-2页[3]张真和《我国农用塑料应用技术的发展与展望》《蔬菜》2012年11月1-5页[4]百度百科“白色污染”词条[5]刘英俊《废旧塑料的利用及改性》《塑料》2002年第4期8-9页[6]汤桂兰《废旧塑料回收利用现状及问题》《再生资源与循环经济》2013年第6卷第1期9页[7]苑静《生物降解塑料的研究现状及发展前景》《塑料科技》2009年第31期77-79页