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本科课程论文

题 目 塑料的利弊及可持续发展对策研究

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成 绩 _______________________

2012年 11 月 05 日
目 录
1. 前言 1
2. 塑料的利弊 1
2.1 塑料的优点及运用 2
2.1.1常用塑料的优点 2
2.1.2 塑料的运用 2
2.2 塑料的缺点 4
2.2.1塑料在力学性能上的缺陷 4
2.2.2塑料在物理化学性能上的缺陷 4
3. 塑料的现状及发展趋势 4
4. 结论 5

塑料的利弊及可持续发展对策研究

谢卢鑫
邱 兵
西南大学工程技术学院
2010级农业机械化及其自动化

摘 要：本文通过对塑料的组成、性能、类别及利弊的分析，阐述了塑料作为常用的有机高分子材料对人类生产和生活的影响，并结合目前世界各国对塑料的研究，探讨未来塑料的发展方向以求可持续发展。
关键词：塑料 环保 降解 可持续发展
1. 前言
随着人类社会的发展，塑料制品不断推陈出新，各种新型塑料也在机械、电子、航空航天、日用五金等领域崭露头角，比重不断上升。因此，我们作为机械专业的大学生，对塑料各方面的知识更应该有充分的认识，了解塑料对人类生产生活产生的革命性影响，同时看到由于塑料自身的性质及工艺水平的限制导致目前塑料给环境带来的严重危害，加深我们的危机意识，树立长远理想，争取不断改善塑料的生产工艺，降低甚至消除其对环境的危害，减轻对石油等不可再生能源的依赖，实现人类生产生活的可持续发展。
塑料是一种以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定条件下，可塑制成型且在常温下能保持其形状不变的材料。它是目前世界上产量最多、应用最广的高分子材料。
2. 塑料的利弊
塑料之所以能够广泛运用到人们生产生活的各个领域，归结于其具有极其优良的使用性能。当然，塑料也有许多不足之处，生产生活中，我们应该充分利用塑料的优势来为我们服务，避开或者改善其缺陷，避免造成不必要的损失。
2.1 塑料的优点及运用
2.1.1常用塑料的优点 塑料的弹性模量一般只有金属的1/10，但由于其密度小，是钢铁材料的1/8~1/4，所以比强度和比模量都很高，高于金属材料，因而广泛用于制造要求减轻自重的结构件；塑料的摩擦系数比较低，因而它的耐摩擦磨损性能优于金属；塑料的绝缘性能好；成本低且加工性能好。根据树脂在加热和冷却时的性质不同，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料，他们除了具有以上共同的优点外，还具有各自明显的特点。
1.热塑性塑料 热塑性塑料是在特定温度范围内具有可以反复地通过提高温度使之软化，通过降温使之硬化特性的塑料品种，这类塑料的分子具有线性结构，柔顺性好，加热时软化并溶解成为可流动的粘稠液体，冷却后即可成型，这种塑料可以反复多次使用，其性能不会发生显著变化。日常生产生活中常用的热塑性塑料品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等，这类塑料加工成型简便，机械性能高。
2.热固性塑料 热固性塑料是在特定的温度下，具有加热或通过固化剂可发生交联反应，变成既不熔融也不溶解特性的塑料品种，这类塑料的分子呈体型结构，通常以缩聚形式组合而成。固化前树脂分子呈线性结构，可塑造成型。若成型后继续加热，树脂转变为不溶不熔的体型结构，不再软化，不能再成型。当温度过高时，分子链断裂，塑料制品分解。生产生活中常用的热固性塑料主要有酚醛塑料、环氧树脂、氨基塑料、有机硅塑料等，这类塑料的耐热性高，受压不易变形，价格也低廉。
2.1.2 塑料的运用 由于塑料具有良好的使用性能，因而其制品广泛应用于生产生活的各个方面，并且占据越来越重要的地位。
1.农业：在农业方面常用的材料有薄膜、管道、板片等,多数都是用聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)经吹塑、挤压等法制造而成。塑料温室、护根复盖、人工控制小气候、土壤中水份的分布、病虫菌害的消灭、水的积储、农作物、肥料药物等包装、储运、保管等都大量使用塑料；农田水利工程、供水、灌溉与排水等对水的处置，以及乳制品、酒类等的加工也大量使用塑料；农舍建筑、畜收保护、农业机械及器具常采用塑料板片或泡沫塑料作复盖、绝缘或结构材料。
2.包装：塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已获得广泛应用，如各种中空容器、注塑容器、包装膜、编织袋、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等。
3.交通运输：塑料及其复合材料在交通运输方面，主要应用于路基、高等级公路的护栏，各种交通标识、标牌；高速铁路的钢轨扣件(包括绝缘板、垫和挡板座等)，轨道的填充材料、弹性枕木等部件。而在交通运输工具方面，应用塑料材料最多的是汽车工业，而在机车上，塑料则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等，在其他类型的交通运输工具上，塑料及其复合材料的应用也越来越广泛。
4.电气工业：电线、电缆、绝缘体、家用电器、计算机及各种通讯设备等。
5.化学工业：由于塑料具有良好的耐腐蚀性，使其在化工设备方面得到广泛应用，如制作塔器、贮槽、贮罐、反应器、电镀电解槽、热交换器、烟囱、管道、阀门、泵、衬里等。
6.建筑工业：给水管系统、排水管系统、雨水管、槽系统、电气护套管系统、热收缩管系统、塑料门窗系统、板材、壁纸、地板卷材、地板毡、披叠板系统、平托盘、发泡与实芯硬PVC多种异型材、防水材料、堵水材料、装饰装修材料、建筑涂料、外加剂、粘接剂、卫生洁具以及家具等都能够找到塑料材料的影子。
7.航空工业：飞机用各种增强塑料作结构和覆面材料，常规武器中各种零部件也由塑料制成。
8.国防和尖端工业：各种烧蚀材料、耐腐材料、增强材料等。
9.体育用具：在体育用品中，用得最广泛的是碳纤维增强复合材料，它凭借其耐高温、耐腐蚀、质量轻、机械强度高等突出的优点，在新型材料中崭露头角，在赛艇或帆船、自行车、羽毛球、滑雪、高尔夫、雪橇以及射箭等运动中，到处都有这种黑色纤维的身影。
10.日用品：在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，如塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等。目前在各种家用电器如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。
11.医疗：包括医用高分子人工脏器、修复人体缺陷的假肢和医疗器械。如人工血管、心脏瓣膜、食道、气管、人工耳朵、人工皮肤、人工关节等；输液器、输血袋、注射器、插管、检验用品、病人用具、手术室用品等。
2.2 塑料的缺点
2.2.1塑料在力学性能上的缺陷 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（45钢的抗拉强度为610MPa）；热固性塑料的抗拉强度则只有30MPa~60MPa；即使是增强塑料，其抗拉强度也只有200MPa，相当于铸铁的强度；塑料的硬度低于金属。
2.2.2塑料在物理化学性能上的缺陷 塑料的耐热性较差，温度升高后强度很快下降。易燃且燃烧后产生有毒气体，危害人体健康，污染环境；导热性差，导热系数只有金属的1/500~1/600，不适于制作工程上有散热要求的零件；塑料的膨胀系数大于金属，因而塑料零件的尺寸精度随环境温度的变化较大；塑料易老化，降低使用性能甚至失效；目前大多数塑料的自然降解周期长达数十年甚至上百年，极易造成“白色污染”。
3. 塑料的现状及发展趋势
随着经济的高速发展，塑料制品以迅雷不及掩耳之势不断深入到人们生产生活的各个方面，近年来我国的塑料产业优势不断凸显，塑料制品的性能大幅上升，产业规模不断壮大。与此同时，塑料对人体健康的影响及带给环境的极大污染越来越受到社会的关注，其制品的回收利用成为人们关注的焦点，追求可降解的绿色环保塑料制品成为人们的共同愿望。目前，世界各国也在不断改善塑料的使用性能，开发出了一大批价格低廉、用途广泛、绿色环保的新型塑料，如日本和美国的科学家已着手于用废木材、秸秆等制造生物塑料。
未来塑料的发展趋势可概括为两方面。一是提高性能，即以各种方法对现有品种进行改进，使其综合性能得到提高；二是发展功能，即发展具有光、电、磁等物理功能的高分子材料。目前世界塑料行业的发展重点在于对塑料改性、塑料制品的涂布技术、废塑的快速生物降解，以及塑料的回收再利用综合技术。
4. 结论
塑料与人体健康、环境问题的关系及塑料再生利用已成为全社会关注的热点，在当今构建和谐社会、环保节约型社会、资源再生的政策环境下，大力发展绿色可降解塑料大势所趋，我们也只有逐步摆脱对石油及其衍生物的依赖才能够真正走上可持续发展的道路。

参考文献
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