非金属材料论文

本科课程论文

题 目 塑料的利弊及可持续发展对策研究

学 院 工程技术学院

专 业 机械设计制造及其自动化

年 级 ********级

学 号 *********************************

姓 名 ***** 指 导 教 师 *****

成 绩

20**年** 月 **日

目录

摘 要： ................................................................................................................................ - 2 -

1. 引言 .................................................................................................................................. - 2 -

2. 塑料的利弊 ...................................................................................................................... - 2 -

2.1 塑料的优点 ............................................................................................................ - 3 -

2.1.1 塑料的加工性能好 ....................................................................................... - 3 -

2.1.2 塑料的质轻 ................................................................................................... - 3 -

2.1.3 塑料有良好的机械性能 ............................................................................... - 3 -

2.1.4 塑料的导热系数小 ....................................................................................... - 3 -

2.1.5 塑料的化学稳定性好 ................................................................................... - 3 -

2.1.6 塑料的物理性能好 ....................................................................................... - 3 -

2.1.7 塑料的性能设计性好 ................................................................................... - 3 -

2.1.8 塑料来源丰富、价格低廉、制造加工成本低 ........................................... - 3 -

2.2 塑料的缺点 ............................................................................................................ - 4 -

2.2.1 塑料的机械强度、硬度较低 ....................................................................... - 4 -

2.2.2 塑料易老化 ................................................................................................... - 4 -

2.2.3 塑料的热性能差 ........................................................................................... - 4 -

2.2.4 塑料难降解，污染严重 ............................................................................... - 4 -

3. 塑料的现状及发展趋势 .................................................................................................. - 4 -

3.1 塑料的现状 ............................................................................................................ - 4 -

3.2 塑料的发展趋势 .................................................................................................... - 5 -

3.2.1 节能环保是主旋律 ....................................................................................... - 5 -

3.2.2 废塑料再生将成新型产业 ........................................................................... - 5 -

4. 结论 .................................................................................................................................. - 6 - 参考文献： ............................................................................................................................ - 6 -

塑料的利弊及可持续发展对策研究

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****大学工程技术学院

****级机械设计制造及其自动化**班

摘 要：塑料对人类的发展有着深刻的影响，在可预见的未来里其对人类仍然是不可替代的。充分了解塑料的利弊才能发挥其最大限度的功用，本文通过对塑料利弊和塑料现状的分析，阐述了塑料未来发展的趋势，及怎样才能可持续的为人类创造财富。

关键词：塑料 利弊 现状 可持续性发展

1. 引言

作为四大基础材料之一，塑料被认为是推动社会生产力发展的新型材料，在很多领域已经成功取代金属、玻璃和木材。我们生活的点点滴滴都和塑料息息相关：在农渔业方面，地膜、管道、塑料网等；在机械制造业，绝缘件、传动件、摩擦磨损件、齿轮等；在高科技领域，精密仪器零部件、导线等；在日常生活中，脸盆、座椅，水杯，装饰物等。此外，在纺织服装、医药卫生、食品加工等行业中塑料也得到了广泛的应用。

所以，塑料对现代科技发展具有举足轻重的地位，极大地影响了人类生活水平，成为人类生活、社会进步不可或缺的材料，本文就常用塑料的优缺点进行归纳总结，并详细阐述塑料在可持续发展条件下的未来，对塑料的应用和开发。

2 塑料的利弊

塑料是一类具有可塑性的合成高分子材料。它与合成橡胶、合成纤维形成了当今日常生活不可缺少的三大合成材料。具体地说，塑料是以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状，在常温下保持形状不变的材料。 塑料的优点很多，缺点也不少，充分了解塑料的性能，才能更好地利用塑料，满足人类需求的同时，减少对能源的浪费和对环境的污染。

2.1.1 塑料的加工性能好 塑料具有极佳的可塑性和可调性，可以用简单的成型工艺加工出大量形状复杂的制品，可以在加工过程中改变工艺和配方来调节各类塑料的性能，常用的成型方法有压制、注射、挤压、模压、吹塑等，而且可以在较低温度下成型。塑料具有较好的加工性能，可进行车削、铣削、刨削、磨削、抛光等各种机械加工。

2.1.2 塑料的质轻 塑料的密度在0.8—2.2g/cm3之间，一般只有钢的1/3—1/4，铝的1/2，混凝土的1/3，与木材相近。用于装饰装修工程，可以减轻施工强度和降低建筑物的自重。

2.1.3 塑料有良好的机械性能 一般来说，塑料的力学性能不如金属，但在工作条件下，能承受各种不同的载荷（拉、压、弯、扭、冲击、疲劳等）的作用。其密度小，所以比强度、比模量都很高，高于金属材料，是一种轻质高强的材料，有利于制造要求减轻负重的结构件。

2.1.4 塑料的导热系数小 塑料的导热系数很小，约为金属的1/500—1/600。泡沫塑料的导热系数只有0.02—0.046W/mk，约为金属的1/1500，水泥混凝土的1/40，普通粘土砖的1/20，是理想的绝热材料。

2.1.5 塑料的化学稳定性好 一般来说，大多塑料对酸、碱、盐等介质具有良好的抗腐蚀能力，广泛用作防腐蚀工程材料，在实际应用当中，塑料的抗腐蚀能力会随着材料本身的性质、介质的性质、温度、浓度等的变化而变化。所以，塑料特别适合做化工厂的门窗、地面、墙体等。

2.1.6 塑料的物理性能好 塑料的物化性能包括电性能、优良密度和比强度。绝大多数塑料都具有良好的绝缘性能，其电性能有体积电阻系数、介电损耗、击穿强度等。如聚乙烯、聚苯乙烯等电绝缘性可以和陶瓷和橡胶媲美。塑料的质量轻是其最大特点，比强度较高，这决定了它在各行各业的广泛应用

2.1.7 塑料的性能设计性好 可以通过改变配方，加工工艺等，将塑料制成各种具有特殊性能的工程材料。如高强度的碳纤维复合材料，隔音、保温复合板材，密封材料，防水材料等。

2.1.8 塑料来源丰富、价格低廉、制造加工成本低 现代塑料的生产是依靠大量的石油、化工产品作为原料，因此，常用塑料价格便宜，因其良好的各种性能，制造加工成本低，塑料的发展十分迅速，在很多行业很多领域取代了传统材料。

2.2.1 塑料的机械强度、硬度较低 常用塑料的强度比金属底，一般热固性塑料的抗拉强度为50MPa-100MPa，热固性塑料为30MPa-60MPa，增强塑料可达200MPa。塑料的弹性模量一般只有金属的1/10，塑料的硬度较低，易磨损。这些缺点限制了塑料的应用和发展。

2.2.2 塑料易老化 塑料制品的老化是指在阳光、空气、热及环境介质中如酸、碱、盐等作用下，分子结构产生递变，增塑剂等组分挥发，化合键产生断裂，从而带来机械性能变坏，甚至发生硬脆、破坏等现象。塑料老化是复杂的物理化学变化过程，是影响塑料使用寿命的主要原因。

2.2.3 塑料的热性能差 塑料的热性能包括耐热性、导热性、热膨胀性、燃烧性等，与金属相比，一般的塑料耐热性、导热性差，热膨胀系数大，易燃烧，如聚乙烯等，除了少数塑料具有不燃或者自熄的性质，如聚氯乙烯、有氟塑料等，不过其防火性能仍比无机材料差，在建筑物某些容易蔓延火焰的部位其使用受到限制。

2.2.4 塑料难降解，污染严重 塑料的污染问题日益严重，首先造成人类感官上的污染，其次是对土壤的污染，进而影响到人类的身心健康。塑料的回收利用比较复杂，现阶段主要采用填埋法、焚烧法，但都不能从根本上解决日益增加的塑料垃圾，处理不当还会造成二次污染。

3. 塑料的现状及发展趋势

3.1 塑料的现状

当今，塑料合成树脂与合成橡胶、合成纤维三大类合成高分子材料已与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料，是支撑现代高科技发展的重要新型材料之一，是信息、能源、工业、农业、交通运输乃至航空航天和海洋开发等国民经济各重要领域都不可缺少的生产资料，成为人类生存和发展离不开的消费资料。我国的塑料工业是以塑料加工为核心的塑料合成树脂、助剂及添加剂和塑料加工机械与模具为一整体的“朝阳工业”。产业规模在不断扩大，产品产量逐年增加，主要经济技术指标大幅度递增，全行业不断发展壮大，正沿着为实现塑料工业由大国到强国的可持续发展之路迈进

目前我国塑料加工机械位居世界第一位，由设计制造大国发展成为先进的自主研发强国，

塑料合成树脂生产、塑料制品加工均位居世界第二位。由大量依靠进口树脂逐步转为立足国内多品种生产满足市场需求，由加工数千万吨制品到拥有更多自主知识产权的中国品牌产业。近十年来，中国塑料制品每年高于国家GDP增速增长，产业规模持续扩大。如：2009年塑料制品规模以上汇总企业19278家，工业总产值10992.8亿元，增长13.48%，占轻工行业工业总产值107614.5亿元的10.22%，保持快速增长态势。1一9月份前三季度，塑料树脂及共聚物产量3184万吨，比2008年同期增长20.16%，塑料加工专用设备25万2干台，比2008年同期增长45.6%，塑料制品4022万吨，比2008年同期增长20.8%，经济运行状况良好，发展势头看好。从合成树脂、塑料机械和塑料制品生产来看，都显示了塑料工业强劲的发展势头。塑料在农业、包装、建材、机械等领域中得到了最广泛的应用。

3.2 塑料的发展趋势

3.2.1 节能环保是主旋律 随着经济全球化的深入发展，国际产业升级的加快，石油资源日趋紧张，油价高企不下，而造成塑料原材料价格全面上扬，同时，由于塑料制品消费量不断增长，废弃塑料对环境污染逐年加剧，节能、环保仍是各国关注的焦点。开发节能、环保型产品，降低生产成本，保护生态环境，实现世界经济科学、持续、稳定、协调增长，是摆在包括塑料工业在内的各行各业面前的一个重要课题。模具网CEO罗百辉认为，一些中低档能耗高的塑机产品将会逐步淘汰，而变频节能、电液混合、伺服控制、智能型等科技含量高节能型的塑机产品，会加快投放市场。在塑料成型理论方面，一些新的成型理论如电磁动态成型、超声波溶合成型、红外加热成型将会有新突破；在新材料方面，由于纳米技术的推广，将会导致一大批塑料新材料的问世，极大拓宽塑料的应用领域；导电、导磁、导热、塑料光导纤维将会进入实际应用，填充、共混、改性塑料、塑料合金、特种工程塑料、医用塑料、建筑材料、特殊包装材料、人造革、 合成革制品将进一步改进、完善，以满足各行业的需求。

3.2.2 废塑料再生将成新型产业 随着我国国民经济的高速发展，现今，我国规模以上企业塑料制品产量位居世界第一，已成为世界塑料生产大国、消费大国、进出口大国。但与世界先进国家相比，我国废旧塑料的处理和综合利用水平相当低。现在，我国每年废旧塑料的处理方法中，掩埋率占93%，焚烧率占2%，回收率仅为5%。随着我国国民经济的高速发展，我国资源短缺、环境污染问题日益突出，废旧塑料的回收利用形势严峻。为保护环境，实现国民经济可持续发展，我国政府制订了《国家中长期科学技术发展纲要》，其中再生资源领域里废塑料部分规划的战略目标是：到2020年，再生利用废塑料率达到50%，因此可以预期：

废旧塑料的处理和综合利用将成为我国的一个新兴产业，将会有巨大的商机和市场前景。

4. 结论

塑料材料来源丰富，原材料价格低廉，成型工艺和化学稳定性好，电绝缘性强，且具有耐磨、吸震和自润滑等特点，能有效弥补金属材料地不足，在机械工程和日常生活中得到广泛的应用。但值得注意的是塑料本身的一些缺点也限制了其应用范围，因此，应充分了解其利弊，扬长避短，才能带来最大的便利。塑料的另一个不能忽视的问题就是污染，在使用过程中应尽量减少对环境的破坏，研发新型可降解塑料，并有效回收利用，最大限度的减少对环境的污染，这样塑料才能可持续行的为人类提供便利，并创造财富。

参考文献：

[1]、黄根龙， 塑料发展环境无害化对策， 《中国环保产业》2000年04期.

[2]、张雯，熊秋明，无机非金属材料的发展阶段及特征， 《陶瓷工程》1999年06期

[3]、汪大方 塑料的应用与回收， 北京科学技术出版社，2002

[4]、刘景芬 中国及全球塑料业现状及趋势， 《塑料制造》2011年第Z1期

[5]、李建军 可持续发展要求我们必须加倍努力， 《国外塑料》：2008年12期

[6]、PU Yongping WANG Jinfei YANG Wenhu YANG Gongan （School of Materials Science and Engineering; Shaanxi University of Science and Technology; Xi an 710021），Research Progress in Lead-free Inorganic Nonmetallic Materials， 《材料导报》2007年12期

[7]、LIU Zuwu ，LI Qunlin ， ZHANG Ping ，HUANG Ge ；Synthesis of Inorganic Polymer Material Silica Aerogels Using Tartaric Acid as Catalyst；Natural Science Journal of Xiangtan University, 2001年 02期

[8]、Ayrilmis Nadir; Benthien Jan T，Thoemen Heiko Properties of Flat-Pressed Wood plastic Composites Containing Fire Retardants, JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 卷: 122 期: 5 页: 3201-3210 DOI: 10.1002/app.34346

[9]、千福熹 非金属材料的发展， 《硅酸盐通报》1995年04期

[10]、李培俊 非金属材料， 《化学教育》1986年03期

[11]、廖正品 中国塑料工业发展现状与未来， 2002年7月，北京100740

[12]、唐赛珍，陶欣 可降解塑料在减轻资源、环境压力及实施可持续发展中的作用， 《新材料产业》：2011年06期

[13]、邱志隆 塑料包装材料可持续发展与展望， 中国包装工业 2009年04期

[14]、杨少明，陈秀琴， 高分子材料及其应用，化学世界，1997年06期

[15]、钱伯章， 世界塑料发展综述， 《化工文摘》2002年12期