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當前捧存，作為制約人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的水資源受到更大程度的保護粪躬，水污染治理也得到了高度的重視。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)昔穴，對環(huán)境和人體有很大危害镰官，因此要開發(fā)綜合利用，采取科學的凈化措施才可排放吗货，化害為利泳唠。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)。研究表明宙搬，造成水污染的污染物中笨腥，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位拓哺，一些重金屬對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅。尤其是化工廢水中有些含有如氰脖母、酚士鸥、砷、汞谆级、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)烤礁，以及無機酸、堿類等刺激性肥照、腐蝕性的物質(zhì)脚仔，在一定的濃度下對生物和微生物產(chǎn)生毒性影響。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進入人體中建峭，會引起頭痛玻侥、呼吸困難、引起血管內(nèi)溶血亿蒸、損傷神經(jīng)系統(tǒng)凑兰，對人體健康造成嚴重的威脅。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害边锁，發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標用材姑食。在工業(yè)污水處理工程中，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物茅坛，其具有良好的水溶性音半、黏附性、機械性能和穩(wěn)定性贡蓖，廣泛應(yīng)用于紡織曹鸠、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來斥铺，聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中彻桃。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中，多以聚乙烯醇為原料晾蜘，配以甲醛邻眷、淀粉、半纖維素剔交、竹炭肆饶、聚丙烯酸、生物炭岖常、海泡石驯镊、水滑石、坡縷石水等聚合物，再經(jīng)發(fā)泡處理制備阿宅。不僅具有強吸水性候衍，而且能夠通過吸附污漬實現(xiàn)凈化除污∪鞣牛可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性）蛉鹿，為社會倡導(dǎo)的高效、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案往湿。針對污水處理的實際需求妖异，本文僅限于對幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹，如淀粉基领追、碳納米管改性的水凝膠他膳、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖绒窑、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料棕孙。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成些膨。利用半纖維素增強蟀俊、增韌的作用，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學性能订雾，將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中肢预，再經(jīng)發(fā)泡處理而成。具有比表面積大洼哎，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固烫映，過濾分離和吸附效率好，同時具有優(yōu)異的親水性能和力學性能噩峦，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬锭沟，并有脫除異味和脫色的效果，適用于污水處理技術(shù)识补。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對工業(yè)污水中的重金屬進行吸附冈钦。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積，其高吸附能力和很高的表面活性李请，使它成為獨特的多功能吸附劑。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料厉熟，是利用腐殖酸和海泡石的增強作用导盅，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中揍瑟，形成對重金屬離子吸附效率好白翻、吸附量大，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、力學性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料滤馍。試驗表明岛琼，凈化去污能力好，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水巢株，同時還可以處理工業(yè)廢水槐瑞，如電鍍、紡織阁苞、印染困檩、化工、制藥等工業(yè)排放的廢水那槽，特別是不易生物處理的廢水悼沿，并且可以回收廢水中的貴金屬、稀有金屬等骚灸。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體糟趾，適用于需要殺菌的場合。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解甚牲，容易對周圍環(huán)境造成污染义郑。天然高分子材料對生物無毒，傳質(zhì)性能好鳖藕，但強度低魔慷，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短著恩。合成高分子材料強度高院尔，化學穩(wěn)定性好，但傳質(zhì)性能差喉誊。因此邀摆，將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）發(fā)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能。又能擁有強度高伍茄、化學穩(wěn)定性好的優(yōu)點栋盹。該實驗中采用機械打泡法和化學發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性，對廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力敷矫，穩(wěn)定后COD去除效果可達90%以上例获，氨氮去除效果可達96%以上。因此也可作為污水處理的潛在方案曹仗。圖源：河北科技大學 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案榨汤。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)，較好的力學強度和耐磨性怎茫，以及生物相容性收壕。被用作清潔材料、過濾材料、吸收劑和功能性的吸附材料蜜宪。殼聚糖是含多種整合機的天然生物聚合物虫埂，能通過整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)。通過這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基圃验，且孔徑較大掉伏，接觸面積較大，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對重金屬離子吸附速率較慢的缺點损谦。實驗表明岖免，聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附，經(jīng)過5次循環(huán)之后照捡，對 Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對良好的吸附能力颅湘。可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑栗精。該方法操作方便闯参，吸附后處理簡單，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法悲立。 我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標準不高鹿寨，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)，進入水體后會造成水體富營養(yǎng)化薪夕，對環(huán)境造成一定的影響脚草。填料的性能直接決定污染物去除率，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小原献、掛膜困難馏慨、生物量比較少且生物膜易脫落，處理效率不高等問題姑隅。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料写隶，可以作為污水處理填料應(yīng)用，比表面積大讲仰，掛膜快慕趴，具有良好的親水性親生物性，表面生物量大且種類豐富鄙陡，污泥量少不堵塞冕房，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢，在污水處理廠提標改造及改擴建領(lǐng)域具有重大意義趁矾。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源：浙江工業(yè)大學相較于傳統(tǒng)的技術(shù)毒费，如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑愈魏，研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向。國內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用培漏，對解決工業(yè)污水處理溪厘、建設(shè)環(huán)保型社會做了應(yīng)有之義。目前牌柄，針對聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用畸悬，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究，制作材料技術(shù)珊佣、裝備和價格也具有普惠性和實用性蹋宦，但仍需要在今后的實際工業(yè)污水處理中對材料的性能進行規(guī)模化驗證和優(yōu)化咒锻。

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由于光降解材料的局限冷冗，以及廣泛的生物來源，目前的研究熱點更多地放在生物降解材料上惑艇，相對于光降解材料蒿辙，生物降解材料的原料來源更加綠色，降解的產(chǎn)物對環(huán)境的污染性也更加小滨巴。生物可降解材料是一類在酶或微生物的作用下思灌，使維持自身結(jié)構(gòu)的分子鏈逐漸斷裂，形成對環(huán)境無害的小分子化合物的材料恭取。 生物降解的方式有生物的物理泰偿、化學作用和酶的直接作用。根據(jù)來源的不同可以分為微生物降解型的生物材料蜈垮、合成高分子型的生物降解材料耗跛、天然高分子型的生物降解材料。微生物降解材料是以有機物為碳源窃款，微生物進行發(fā)酵轉(zhuǎn)化為高分子聚酯课兄，利用這種高分子聚酯制作為塑料的材料。合成高分子型的生物降解材料是利用化學方法合成在自然界中與原本存在的利于降解的高分子化合物晨继。天然高分子型的生物降解材料是在合成時以淀粉烟阐、纖維素、木質(zhì)素等多糖化合物為原料紊扬，在必要的條件下加入生物降解添加劑或經(jīng)氧化蜒茄、改性而加工制成的塑料。其中餐屎，淀粉基構(gòu)成的可降解材料和PLA構(gòu)成的可降解材料是當今研究的熱點檀葛，PHB作為可降解材料也有較為廣泛的應(yīng)用。 淀粉通過植物光合作用而形成的腹缩，易得屿聋，降解后仍以二氧化碳和水的形式回歸到生態(tài)環(huán)境中空扎，是完全無污染的非常優(yōu)良的生物降解材料。針對淀粉作為原料來源的淀粉基塑料是目前可降解材料領(lǐng)域研究的—大熱點润讥。 PLA(聚乳酸）是多糖經(jīng)過降解發(fā)酵制得转锈、純化、聚合而成的環(huán)境友好型樹脂楚殿。PLA是由乳酸分子在一定條件下脫水縮合而成撮慨。PLA在土壤掩埋條件下，在溫度脆粥、氧氣砌溺、弱堿性的共同作用下，6~12個月降解為乳酸,最終經(jīng)微生物代謝变隔，形成二氧化碳和水规伐。PLA因其優(yōu)良的生物相容性和機械強度，被廣泛應(yīng)用于新興功能型醫(yī)用高分子材料如醫(yī)用手術(shù)縫合線弟胀、骨科用固定材料等楷力。 PHB(聚β-羥基丁酸酯）是細菌體內(nèi)碳源和能源的以顆粒狀儲存的酯類積累物。PHB對氣體有阻擋性孵户，能用于未添加抗氧化劑的食品的包裝袋;PHB有良好的生物相容性萧朝，可用于手術(shù)縫合線、骨折固定材料;因PHB能夠降解夏哭，可用于與農(nóng)藥或貴重藥品的包埋處理检柬。因為PHB用細菌發(fā)酵法進行生產(chǎn)，所以PHB的生產(chǎn)重點放在基因工程等技術(shù)竖配。針對其易結(jié)晶何址、較脆、降解速度較慢的缺點进胯，如何通過物理或化學的方法改善PHB的性能成為研究的重點對象用爪。

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新材料研習社報道，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展胁镐，輕量偎血、舒適、綠色盯漂、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向颇玷。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量、降低油耗就缆，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一帖渠。目前，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重竭宰、昂貴的金屬構(gòu)件空郊，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案份招，汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要標志。在當前的車用塑料中渣淳，聚丙烯是用量脾还、使用頻次、增長速度的品種入愧。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小、體積輕嗤谚、設(shè)計空間廣棺蛛，綠色環(huán)保、性能優(yōu)異及其制造成本低巩步。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點是以塑代鋼旁赊，減輕汽車自重。聚丙烯是一種由丙烯聚合（均聚PP）或丙烯和乙烯共同聚合（共聚PP）而成的無臭椅野、無毒终畅、半透明的聚合物。聚丙烯按甲基（-CH3）空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯（Isotactic polypropylene）竟闪、無規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種离福。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性、耐化學腐蝕性炼蛤、耐熱性妖爷、介電性能，以及高強度的機械性能和高頻絕緣性理朋，且不受濕度的影響絮识，聚丙烯的種類及性能。目前嗽上，為了進一步改善聚丙烯的性能次舌，通常采用化學改性（共聚改性、交聯(lián)改性兽愤、接枝改性彼念、添加成核劑等）或物理改性（添加有機或無機助劑等）改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)、晶體構(gòu)型或填充烹看、共混国拇、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化。改性聚丙烯根據(jù)特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料惯殊、免噴涂聚丙烯材料酱吝、聚丙烯微發(fā)泡材料、高溶體強度聚丙烯土思、環(huán)保阻燃聚丙烯材料务热、抗菌聚丙烯忆嗜、耐刮擦聚丙烯材料，及低氣味崎岂、低VOC聚丙烯材料等捆毫。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度、剛度冲甘、硬度绩卤、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯；能夠在100℃的溫度下正常使用江醇，具有良好的尺寸穩(wěn)定性濒憋、熱穩(wěn)定性、較好的力學性能陶夜、較高的耐沖擊性凛驮、機械性質(zhì)強韌，化學穩(wěn)定性良好且不受濕度影響条辟。聚丙烯外觀透明而輕黔夭，密度為0.89~0.91 g/cm3，是目前塑料中輕的品種之一羽嫡。因此本姥，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低。另外厂僧，由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢扣草。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒、無味颜屠、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物辰妙，屬于環(huán)保材質(zhì)。聚丙烯不僅可回收再利用甫窟，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子密浑，在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)，使聚丙烯具有降解特性粗井，大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題尔破。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣，主要有油浇衬、煤懒构、甲醇、丙烯等耘擂。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式胆剧。由于我國煤炭資源豐富，且煤炭的價格較為穩(wěn)定，煤制備聚丙烯成本浮動小秩霍。同時篙悯，聚丙烯容易加工成型，生產(chǎn)工藝簡單铃绒，其生產(chǎn)成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料鸽照。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材，但由于聚丙烯的性能缺陷颠悬，包括收縮率大矮燎、容易產(chǎn)生翹曲變形、低溫易脆斷等赔癌，決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求漏峰。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求，優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成届榄，采用化學或物理方法來進行改性。長玻纖增強聚丙烯長玻纖增強聚丙烯是采用長度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料倔喂，與普通聚丙烯材料相比铝条，通過玻璃纖維增強的聚丙烯的機械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高，能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美席噩。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能班缰，且成本遠低于ABS塑料；另外悼枢，長玻纖增強聚丙烯的高溫耐疲勞強度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出10%埠忘，同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比馒索。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體莹妒，通過物理或者化學的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限绰上，可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期旨怠；同時使制品具有內(nèi)應(yīng)力、翹曲小的特性蜈块，在注塑成型中更平整鉴腻、筆直和穩(wěn)定；另一方面百揭，由于微孔的支撐作用爽哎，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異，在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀器一。低氣味课锌、低VOC聚丙烯低氣味、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向盹舞，尤其針對處于相對封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料产镐，對聚丙烯提出了綠色隘庄、環(huán)保的要求。低氣味癣亚、低 VOC 聚丙烯是通過在填料丑掺、加工助劑的選擇、成型及后處理工藝等各個環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生述雾，從而控制氣味的產(chǎn)生街州。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%玻孟。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%唆缴，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機支架黍翎、座位板面徽、空調(diào)風罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾匣掸。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上趟紊。讓汽車用上更多的塑料部件，還有很多功課可以開展碰酝。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請霎匈，前三位為：美國、日本送爸、德國铛嘱。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)袭厂，該技術(shù)來源于麻省理工學院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利墨吓。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell嵌器。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑肛真，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)爽航。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域蚓让，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年讥珍，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題历极。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面衷佃，北京化工大學在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位趟卸，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機的結(jié)構(gòu)改進，在專利申請方向上側(cè)重于改進螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系锄列。近期图云，華東理工大學化工學院趙玲教授領(lǐng)銜的“高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強化”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎。北京化工大學教授邻邮、教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民竣况，華東理工大學化工學院院長、聯(lián)合化學反應(yīng)工程研究所所長筒严、教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授趙玲丹泉，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)鸭蛙。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著摹恨，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡娶视、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下晒哄，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠肪获、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局揩晴。汽車輕量化要求更高，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進一步放大贪磺！在這個領(lǐng)域有哪些新的進展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)诅愚？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講寒锚。