Влияние полимеров на окружающую среду (на примере поливинилхлорида и полиэтилена)

Благодаря уникальным физико-химическим, конструкционным и технологическим свойствам полимерные материалы (ПМ) на основе различных пластмасс и эластомеров находят широкое применение в

Влияние полимеров на окружающую среду (на примере поливинилхлорида и полиэтилена)

Дипломная работа

Экология

Другие дипломы по предмету

Экология

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние полимеров на окружающую среду (на примере поливинилхлорида и полиэтилена)

 

Содержание

 

Введение

. Общие сведения о полимерах

. Поливинилхлорид

.1 Применение

.2 Химизм

.3 Технологи производства ПВХ суспензионным методом

.4 Безопасность и экологичность при работе с ПВХ

. Полиэтилен

.1 Технологии производства полиэтилена

.2 Безопасность и экологичность при работе с полиэтиленом низкого и высокого давления

. Проблемы утилизации и переработки полимеров

.1 Запрет полиэтиленовых пакетов

4.2 Биоразлагаемые полимеры

Заключение

Список использованных источников

 

 

Введение

 

Тема моего курсового проекта «Влияние полимеров на окружающую среду». Проблема утилизации и переработки полимеров в наше время очень актуальна.

За один только год в России образуется почти 750 тыс. т. полимерных отходов. Около 10 % перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления. В чем причины, и каковы пути разрешения этой проблемы?

В Советском Союзе проблем утилизацией пластиковых бутылок не было по причине их отсутствия. Однако сегодня в Росиии появились одноразовые пластиковые пакеты, одноразовая посуда и пластиковые бутылки.

Утилизация полимерных отходов оказалось не менее сложным и дорогостоящим делом, чем производство изделий из полимеров. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от литья пластмасс загрязняют окружающую среду из-за устаревшего очистного оборудования или по причине его неисправности.

 

 

1. Общие сведения о полимерах

 

Среди изобилия самых разнообразных по строению и свойствам органических соединений есть особый класс - полимеры (от греческого «поли» - «много» и «мерос» - «часть»). Для этих веществ, прежде всего, характерна огромная молекулярная масса - от десятков тысяч до миллионов атомных единиц массы, поэтому часто их ещё называют высокомолекулярными соединениями.

К молекулярным гигантам относятся, например, важнейшие природные полимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), синтетические материалы (полиэтилен, поливинилхлорид, каучук и т.д.). Поэтому высокомолекулярные соединения играют важную роль как в биологических процессах, так в практической деятельности человека.

Органические полимеры построены из элементарных звеньев - многократно повторяющихся и связанных между собой остатков молекул низкомолекулярных веществ (мономеров). Длину макромолекул выражают средним числом звеньев мономера, которое называют степенью полимеризации. Полимеры могут иметь линейное, разветвлённое и сетчатое строение. [1]

По своему происхождению все полимеры делятся на природные - биополимеры (например, крахмал и целлюлоза) и синтетические (полиэтилен, полистирол и др.). Природные полимеры синтезируются клетками растительных и животных организмов, а синтетические человек научился получать из проектов переработки природного газа, каменного угля.

Полимеры могут быть кристаллическими или аморфными. Для кристаллизации высокомолекулярных веществ необходимо упорядоченное строение достаточно длинных участков молекулярной цепи.

Высокомолекулярные соединения не имеют четкой температуры плавления. При нагревании многие полимеры не плавятся, а лишь размягчаются, что позволяет формовать из них изделия методами пластической деформации - прессованием, выдавливанием, литьём. Такие полимеры называют пластическими массами (пластмассами, пластиками). У пластмасс низкая плотность, они легче самых лёгких металлов (магния, алюминия) и потому считаются ценными конструкционными материалами. По прочности некоторые пластики превосходят чугун и алюминий, а по химической стойкости - почти все металлы. Они могут быть устойчивы к действию воды и кислорода, кислот и щелочей.

Обычно пластмассы - диэлектрики (не проводят электрический ток), и отдельные их сорта известны как лучшие изоляционные материалы из всех используемых в современной технике. [1]

Благодаря уникальным физико-химическим, конструкционным и технологическим свойствам полимерные материалы (ПМ) на основе различных пластмасс и эластомеров находят широкое применение в различных областях народного хозяйства и медицине. Полимерные материалы, как правило, являются многокомпонентными системами, так как для их создания используют кроме полимера различные компоненты (ингредиенты). Получение полимерных материалов, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям применительно любой отрасли - является задачей технологии производства ПМ. Многокомпонентность ПМ часто приводит к тому, что производство ПМ, а также их практическое использование в ряде случаев осложняется нежелательным процессом выделения из материала вредных низкомолекулярных веществ. В зависимости от условий эксплуатации их количество может составлять до нескольких массовых процентов. В контактирующих с ПМ средах можно обнаружить десятки соединений различной химической природы. Создание и применение ПМ непосредственно или опосредованно связано с воздействием на организм человека, на окружающую производственную среду и среду обитания человека, а также на окружающую среду в целом. Последнее особенно важно после использования ПМ и изделий из них, когда отработанные материалы подвергаются захоронению в почве, а вредные вещества, высвобождающиеся при разложении полимерного материала, загрязняют почву, сточные воды, ухудшая тем самым состояние окружающей среды. В этой связи необходимо обеспечить контроль экологической безопасности процесса создания полимеров и полимерных материалов, их эксплуатации и уничтожения отходов ПМ после их использования человеком.

Рассмотрим подробнее производство и применение наиболее проблемных полимеров на примере поливинилхлорида и полиэтилена. [2]

 

 

2. Поливинилхлорид

 

.1 Применение

полимер поливинилхлорид полиэтилен экологичность утилизация

Существую четыре международных марки поливинилхлорида: С-7059 М (РVC-S-7059М), С-6358 М (РVC-S-6358М), С-6768 М (РVC-S-6768М), С-5868 ПЖ (РVC-S-5868PG) и каждая марка применяется для изготовления определенных изделий:

С-7059 М - Ответственные пластифицированные изделия (светотермостойкий кабельный пластик, высокопрочные трубы, спецлинолеум, пластифицированные пленки, искусственная кожа).

С-6358 М - Пластифицированные и полужесткие изделия общего назначения (линолеум, искусственная кожа, пластифицированные пленки) и листы специального назначения.

С-6768 М - Трубы, профильно-погонажные изделия и прочие пластифицированные материалы (основной ПВХ для производства оконных конструкций).

С-5868 ПЖ - Пленки и объемная полимерная тара для упаковки пищевых продуктов и товаров народного потребления. [2]

 

.2 Химизм

 

Смола поливинилхлоридная (ПВХ) - универсальный термопластичный полимер, получаемый из продукта нефтехимии (этилена) и хлорида натрия (поваренной соли) путем полимеризации винилхлорида. Производство поливинилхлорида самое сложное и наукоемкое, требующее новейших технологии и качественного оборудования.

Как было сказано, поливинилхлоридная смола получается в результате полимеризации - процесса, при котором молекулы мономера (низкомолекулярного соединения - хлористого винила или винилхлорида) объединяются, образуя, таким образом, высокомолекулярное соединение - полимер. [4]

Химическая формула поливинилхлорида: [-CH2-CHCl-]n. Международное обозначение - PVC. Структурная формула представлена на рис.1.

 

H H

 

C C

 

H Cln

Рис.1 - структурная формула ПВХ

 

 

.3 Технология производства ПВХ суспензионным методом

 

Существует 3 промышленных способа производства поливинилхлорида (ПВХ):

Полимеризация в массе - блочный метод;

Эмульсионная полимеризация;

Суспензионная полимеризация.

Полимеризация в массе - способ, происходящий по периодической схеме в 2 ступени.

Данная технология развивается единственной фирмой Peshine Sant Gobain (Франция). В последнее время интерес к этому способу упал, так как полученная таким образом смола поливинилхлоридная имеет достаточно узкое применение и сложно освобождается от остаточного винилхлорида.

Данный метод имеет следующие недостатки:

в процессе реакции необходимо выдерживать определенную температуру, но из-за конструктивных особенностей отвод тепла реакции, в данном случае, затруднен;

образование корки на стенках аппаратуры влияет на однородность получаемого поливинилхлорида;

получаемая смола имеет сравнительно низкие характеристики термостойкости и однородности;

Эмульсионная полимеризация - способ, происходящий по непрерывной или периодической схемам.

Непрерывная схема - самая высокопроизводительная, но получаемые частицы эмульсионной смолы имеют слишком разнородный состав, поэтому чаще используется периодическая схема. При периодической технологии ПВХ эмульсионная смола получается необходимого гранулометрического состава, что важно при ее переработке.

Производство эмульсионной смолы имеет весомый недостаток - это добавки (различные вспомогательные вещества), которые с одной стороны ускоряют и увеличивают образование ПВХ эмульсионной смолы, а с другой - ее загрязняют. Из-за этого эмульсионная смола ПВХ в конечном итоге используется только для производства пла

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>