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论聚氯乙烯及其危害


论聚氯乙烯及其危害
姓名:张健 学号:201101034215 专业班级:化工 B11-2

摘要:聚氯乙烯塑料作为一件现代工业的产物?的确给我们的生活带来了极大的方便,
但是不正确的使用方法正危害着我们脆弱的生命。 由于聚氯乙烯本身性质所造成的天然缺陷 导致广泛应用的聚氯乙烯塑料制品中不得不添加大量的添加剂。 其添加剂种类之多、 数量之

大、性质之复杂、对人体危害严重远远超出我们的想象。然而?这又没有引起国人的足够重 视。因此在生活中误用现象十分严重,造成的危害和污染也是极其严重的!我们必须学会如 何正确的使用聚氯乙烯。已经废旧聚氯乙烯的处理。

关键字:聚氯乙烯 物质简介 污染危害 正文:
一. 聚氯乙烯简介

预防和治理

聚氯乙烯简称 PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。 氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC 为无定形结构的白色粉末,支化度 较小。工业生产的 PVC 分子量一般在 5 万~12 万范围内,具有较大的多分散性,分子量随 聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃ 开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度 60MPa 左右,冲击强度 5~10kJ/m2; 有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差,在 100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解 而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用 中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC 很坚硬,溶解性也很差,只能溶于环己 酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中,对有机和无机酸、碱、盐均稳定,化学稳定性随使 用温度的升高而降低。PVC 溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中,用于干法纺丝或 湿法纺丝而成纤维,称氯纶。具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹 性! 聚氯乙烯的主要用途主要用于以下几个方面: 1.聚氯乙烯异型材 型材、异型材是我国 PVC 消费量最大的领域,约占 PVC 总消费量 的 25%左右,主要用于制作门窗和节能材料,目前其应用量在全国范围内仍有较大幅度增 长。在发达国家,塑料门窗的市场占有率也是高居首位,如德国为 50%,法国为 56%,美 国为 45%。 2.聚氯乙烯管材 在众多的聚氯乙烯制品中,聚氯乙烯管道是其第二大消费领域,约占 其消费量的 20%。在我国,聚氯乙烯管较 PE 管和 PP 管开发早,品种多,性能优良,使用 范围广,在市场上占有重要位置。 3.聚氯乙烯膜 PVC 膜领域对 PVC 的消费位居第三,约占 10%左右。PVC 与添加剂混 合、 塑化后, 利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜, 用这种方法加工薄膜, 成为压延薄膜。也可以通过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅 的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可 用于收缩包装。

4.PVC 硬材和板材 PVC 中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出各 种口径的硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的 薄片重叠热压,可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状,然后利用 PVC 焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。 5.PVC 一般软质品 利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合各 种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。 6.聚氯乙烯包装材料 聚氯乙烯制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC 容器 主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶,也有用于精制油的包装。PVC 膜可用于与其它聚合物 一起共挤出生产成本低的层压制品, 以及具有良好阻隔性的透明制品。 聚氯乙烯膜也可用于 拉伸或热收缩包装,用于包装床垫、布匹、玩具和工业商品。 7.聚氯乙烯护墙板和地板 聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板砖 中除一部分聚氯乙烯树脂外,其余组分是回收料、粘合剂、填料及其它组分,主要应用在机 场候机楼地面和其它场所的坚硬地面。 8.聚氯乙烯日用消费品 行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品,聚氯乙烯被用来 制作各种仿皮革,用于行李包,运动制品,如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和 专用保护设备的皮带。 服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性织物(不需涂布), 如雨披、 婴儿裤、 仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于许多体育娱乐品,如玩具、唱片和体育运动用品,目前 聚氯乙烯玩具增长幅度大, 由于聚氯乙烯玩具和体育用品生产成本低, 易于成型而占有优势。

二. 聚氯乙烯危害
随着聚氯乙烯制品消费量的增长, 其废弃物的数量也在日益增多, 再加上塑料制品自 然降解时间长的特点, 使其能在环境中长期存在, 形成白色污染. 据报道 1994 年美国废旧聚 氯乙烯为 43.5×104t,日本为 21.4×104t,而我国仅聚氯乙烯包装材料和农膜的废弃量就达 168.6×104t 。聚氯乙烯废弃物对人类赖以生存的环境已构成严重威胁。 PVC 产品中含有大量的稳定剂、增塑剂、润滑剂、成型剂、着色剂、抗冲击剂及其它 添加剂等,其中不少是对环境有害的,影响人类的健康。 PVC 的热稳定剂通常是铅[4]、镉盐类(如硫化铅和氟化铅等)、金属皂类(如硬脂酸钙、 铅、钡、锌、镉等)、有机锡类(月桂酸二丁基锡、硫醇甲基锡等)、稀土类、复合稳定剂等。 作为 PVC 稳定剂的铅、镉盐等会发生化学反应并逐年缓慢地向外迁移。在塑料表面形成含 铅粉尘,对环境形成危害,析出的重金属会直接造成饮用水污染。使用铅盐稳定剂的 PVC 管材埋人地下. 管子周围的土壤会出现重金属超标现象, 用于空中的电线电缆中铅盐随雨水 的冲刷也会被带入土壤。有些镉化合物属于高度有害,甚至是致癌物。 同时报废的 PVC 制品目前或被焚烧或被埋人地下或被抛人海里自然降解, 这些过程都 将对空气、海洋及地下水产生重金属污染,且数量巨大,按年产 100 kt PVC 制品,铅含量 按 PVC 的 l%计算, 每年将有 10 kt 铅化合物随着报废的 PVC 制品一起遗留在我们生存的 环境中国,并对大气和周边环境造成严重污染,极大地危害人体健康。 再说 PVC 中的增塑剂,一般百分含量在 15%~60%之间,主要是邻苯二甲酸盐[5]、 己二酸、有机磷盐等,在 PVC 产品使用和其废物填埋处理过程中邻苯二甲酸盐就会缓慢释 放到环境中, 具有潜在的生物积累性, 这些邻苯二甲酸盐以及它们的代谢物和降解产品会对 人体健康产生负面效应,影响肝和肾等,使内分泌失调。此外 PVC 含氯量较高(氯占纯 PVC 聚合树脂的 57%),超过 50℃左右就会慢慢地分解出氯化氢气体,当然对于环境这也是潜在 危害因素之一。另外,聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。 增塑剂邻苯二甲酸二异辛酯 DEHP ?是一种可疑的致癌物质。邻苯二甲酸酯柔顺剂是全

球性的污染物?并且超过 90 ?是用于 PVC 塑料。而且这些有毒的添加剂随着塑料的老化会 缓慢挥发。 近来?许多政府禁止了含有柔顺剂的塑料玩具和出牙嚼器。 原因是当婴儿吸和咀 嚼时会有柔顺剂漏入嘴中的危险。 邻苯二甲酸盐是聚氯乙烯塑料中最常用的增塑剂。 邻苯 二甲酸盐能够干扰母鼠怀孕期间睾丸酮?一种雄性激素的分泌?产生“邻苯二甲酸盐综合 征” 。实验得出尿液中邻苯二甲酸盐浓度越高的准妈妈?她们所生的婴儿就越有可能出现阴 茎短小、隐睾症、尿道下裂等生殖发育异常现象。大白鼠实验表明?邻苯二甲酸盐可引起鼠 胎畸形?与肝脏癌细胞增殖。其中邻苯二甲酸二丁酯可引起人的中毒性肾炎神经炎等。 在 2007 年美国研究人员就发现聚氯乙烯塑料中的另一种成分双酚 A(BPA)即 22—双对羟 苯基丙烷超过安全标准会对婴儿的安全造成威胁。 动物试验发现过高浓度的双酚 A 会导致动 物睾丸激素分泌水平发生显著变化。 最近的一项研究表明老鼠如果在出生时接触的塑料中含 有化学物质双酚 A 到青春期会出现输乳管畸形。该研究负责人、细胞生物学家安娜?索托说 “当这种情况发生在人体时就会导致乳腺癌。 ”世界各国的婴儿奶瓶中含有这种有毒物质。 现在又发现配方奶中也含有过高的这种物质。 原因是塑料包装材料中含有的双酚 A 渗入到奶 中。 据健康专家介绍一次性塑料袋含有各种病毒、 细菌和致癌物?其中滑石粉吃多了会形成 钙沉积造成人体器官结石再生塑料袋还含有严重超标的大量肉眼所无法看到的病菌和致癌 物。 健康专家表示一次性塑料制品含有多种对人体有害毒素,高温下可产生多达 16 种有毒物 质,能渗入到食物中, 不仅会损害人的肝脏和肾脏,还有可能干扰人的内分泌,造成生育能力 下降以及男性雌化现象等。 现用塑料食品袋和一次性餐盒蒸发残渣均不符合健康标准。 据健 康专家介绍蒸发残渣指标能反映出塑料食品袋和一次性餐盒在使用过程中遇醋、 酒、 油等液 体时析出残渣、 重金属的多少而残渣和重金属的存在会对人体健康产生不良影响?特别是对 处于成长期的儿童和青少年的健康影响会更大。再有残渣还会对食品的色、香、味造成直接 影响。 另外一次性塑料袋还会释放有毒气体污染食品长期食用一次性塑料袋包装的食物易引 发中毒。

三. 危害预防和治理
1.聚氯乙烯的再生利用 废旧材料再生利用之前要经过收集与分离, 良好的收集与分离方法不仅能提高再生产产 品质量、而且降低回收成本。不同性质的废旧高分子材料其再利用方式不同。 在悉尼市一 个垃圾分拣场旁边, 矗立着一块耐人寻味的标语牌:Profit from the change! 翻译过来就是: 利润来自于变化, 意思即只要使用方式改变、思维方式改变, 就可以获得利润。 2.直接再生 废塑料的直接再生是指不需进行各类改性,将废旧塑料经过清洗、破碎、塑化直接加工 成型或通过造粒后加工成型制品。直接再生的废旧聚氯乙烯制品主要有以下两个来源: a 从塑料成型加工中产生的边角料、废品、废料等,这类废弃物比较干净,成分均一,可 用简单回收的方式重新造粒,按一定比例加到新料中,替代部分新料,再次进行成型加工。

工艺流程如(图 1)所示。

回收工艺流程图(图 1)

b 对于日常生活和工农业应用中报废的 PVC 制品,一般先分拣去除混杂的非 PVC 制品, 然后按 PVC 制品硬质与软质分类,最后采用直接回收法,添加适量的添加剂,通过造粒生 产再生制品。香港理工大学的 S.C. Kou[12]等则用再生 PVC 管颗粒和膨胀粘土制作了非承 重的轻质混凝土,该轻质混凝土具有低密度、更好的延展性、低干缩和较高的抗氯离子渗透 性等特点。 3.改性再生 废旧塑料的改性再生是指将再生料通过物理和化学方法改性后再加工成型。PVC 的增韧 改性可分为化学改性和物理改性。化学改性就是通过接枝、共交联等反应方法对 PVC 进行 改性;而物理改性是将改性剂与 PVC 共混,使其均匀地分散到 PVC 中,从而起到增韧改性 的作用。填充、纤维复合、共混增韧是 PVC 物理改性的主要手段。 4.聚氯乙烯的热裂解 聚氯乙烯是稳定性最差的碳链化合物之一,在热、光、电和机械能的作用下均会发生降 解反应。 热裂解则是一种合理利用资源和有利环境的处理废弃塑料的新工艺, 它所产生的有 毒气体比单纯焚烧法低得多,且回收的产物包括回收阻燃塑料所生成的 HBr 及 HCl 可重新 作为原材料和燃料。 目前 PVC 在高温下于真空中的热裂解过程一般分两个阶段。进行第一阶段(低于 360℃)是 PVC 脱 HCl 并形成多烯链,此时放出大量 HCl 和少量烃特别是未取代的芳香烃如苯萘蒽 等;第二阶段(高于 360℃) PVC 的骨架发生降解形成甲苯及少量其他烷基芳烃,并余下残 炭。PVC 热裂解时可生成卤代烃如:氯甲烷氯乙烯氯乙烷和氯苯,但量都极少但;PVC 在 高至 500℃热裂解时生成的有机含卤物的总量可达液态产物的 2%。 5.聚氯乙烯的焚烧利用 单纯焚烧废 PVC 塑料会生成二恶英及释放出 HCl,释放到大气中会造成大气污染,形 成酸雨,损坏庄稼,污染空气和食品,对人体造成危害,其中的 HCl 会腐蚀焚烧的锅炉。 所以,对含 PVC 的废塑料,一般利用其发热量大的特点,使其与各种可燃垃圾(如废纸、 木屑、果壳和下水污泥等)混配,制作成热量达 21MJ/kg,粒度均匀的固体燃料(RDF) , 这样,既便于储存和运输,也可以代替烧煤锅炉和工业窑炉的燃料,又能使氯得到稀释,提 高热效率。

参考文献:

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