绿色材料选择——第三章讲解

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1、1 绿色制造（Green Manufacturing ） 贺占蜀 2 目录 第4章 绿绿色产产品设计设计 第3章 绿绿色材料选择选择 第6章 绿绿色包装技术术 第5章 绿绿色生产产工艺艺 第2章 绿绿色产产品类类型 第1章 绿绿色制造概述 第7章 绿绿色回收与再制造 3 绿绿色材料的概念 绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者 再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小 和有利于人类健康的材料。 4 循环环材料 循环材料多是可再生材料，包括再生纸、再生塑料 、再生金属等。 再生纸再生金属再生塑料 5 循环材料的特点 6 净化材料是能分离、分解或能吸收废气、 废液的材料。 净净化材料 空

2、气污染物的类型 颗粒态污染物 气体状态污染物 粉尘 烟 飞尘 黑烟 雾 铅 硫氧化物 氮氧化物 碳氧化物 挥发性有机物 硫酸烟雾 光化学烟雾 温室气体 持久性有机物 7 活性炭纤维纤维 材料 与颗粒活性炭相比，活性炭纤维 吸附容量大10倍以上，吸附速度 快100倍。 活性炭纤维成型好，不易粉化、 再生容易、再生速度快、易于加 工成毡、布、丝、纸等优点。 8 活性炭纤维纤维 材料的应应用 适用于二氧化硫、硫酸雾 、含汞、铬、铅等檄尘废 气 的吸附 适用于氯气、氯化氢、含 氟废气 的吸附 适用于硫化氢废气的吸附 9 膨胀胀石墨吸附材料 膨胀石墨：又称柔性石墨，是 一种疏松多孔的蠕虫状物质。 膨胀石

3、墨对空气中的SO2的吸 附作用十分明显。 10 离子交换树换树 脂型材料 离子交换树脂：主要处理含硫 烟气，常温下每10g产品可吸 附34g二氧化硫气体。 11 沸石吸附材料 沸石及其合成制品独特 的吸附性和催化性, 可以 对废气进行吸附过滤以 防止被分离污染物的再 附着, 可以用于某些特殊 的脱硫或抗菌用途 12 粉煤灰吸附材料 粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中 收捕下来的细灰，粉煤灰是燃 煤电厂排出的主要固体废物。 粉煤灰吸附材料还可用于处理 含氟废水、电镀废水与含重金 属例子废水和含油废水. 13 净净化空气的植物 吊兰、黛粉叶等，对装修后室内残存的甲醛、氯、苯 类化合物具较强吸收能力； 常青

4、藤可吸收苯； 14 仙人掌防辐辐射？ 15 绿色能源材料是指能够利用洁净的能源和废热能源的材料 。 绿绿色能源材料 16 太阳能电电池材料 1、硅系太阳能电池 2、多元化合物薄膜太阳能电池 3、聚合物多层修饰电极型电池 4、纳米晶化学太阳能电池 据所用材料分 砷化镓III-V化合物 硫化镉 铜铟硒 单晶硅太阳能电池 多晶硅薄膜太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池 17 光电转换效率高 材料本身无污染 材料性能稳定 易于工业化生产 硅是地球上蕴含量第二丰富的元素；无毒性，且氧化物稳定 。 硅太阳能电池是最有发展前景。 太阳能电电池材料 18 生物质质能源材料 生物质(biomass)主要是指可再生或

5、循环的有机物质。 19 燃料乙醇以玉米、小麦、薯类、糖蜜或植物等为 原料，经发酵、蒸馏而制成。它不单是一种优良燃料，而 且是一种优良的燃油品质改善剂。 可以增加汽油的含氧量，使汽油燃烧更充分。 环保可再生。 可解决陈化粮问题，增加农民收入。 发展燃料乙醇的拦路虎 与人争粮、与人争地 技术、成本问题亟待解决 生物质质能源材料 20 生物柴油是指植物油与甲醇进行酯交换制造的脂 肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料。 减轻对石油的依赖； 低温启动性能好； 较好的润滑性能； 环境友好，尾气污染小； 生物质质能源材料 21 热电材料是：是一种实现热能和电能直接相互转换的 功能材料。 热电材料 热电热电 材料

6、传统热电材料：Bi2Te3基合金、PbTe基合金、 SiGe合金 新型热电材料：方钴矿材料 、低维热电材料 、氧化物热电材料 、准晶材料 22 体积小 无需传动装置 无需介质 可靠性高 寿命长 无噪音 热电材料可用于热电发电、半导体制冷 、测 量温度 。 热电热电 材料 23 常用的绿绿色材料 24 木材 防火木材人造板 胶压木材 25 竹材 竹材复合板 26 陶瓷是采用粘土类及其它天然矿物原料经过粉碎加工 、成型、烧结等过程而得到的。 陶瓷材料 陶瓷材料 27 瓷质无铅，无镉，绿色环保杯。 无任何重金属对人体造成的危害是绝 对绿色环保的产品。 陶瓷中大半是烧结陶瓷，因为它 难以像金属和塑料那

7、样使熔化的熔液 流入模型，靠本身的塑性变形性质而 用热压铸成形法制成制品，所以采用 粉体成形，然后进行烧结的方法来生 产。 陶瓷保温杯 陶瓷材料 28 纳米材料就是在微观尺寸上为纳米级的材料。 纳纳米材料 在原始材料中加入纳米材料，可以大大拓展性能 。 纳米塑料纳米金属纳米布料 29 绿绿色材料选择选择 原则则 降低能耗 环境负荷 最小 30 减少材料使用量 一架波音747客机机身外壳大部分油漆都刮掉并磨成银光色，只保 留飞机头部和尾部航空公司的LOGO，可以让飞机减轻约200公斤， 每年大概能节省燃油费用在150万元左右。 31 减少材料使用量 登机前如厕：每年节省4700万元。 南航为节省

8、飞行成本，倡 导乘客在登机前如厕。 32 减少材料使用量 减少零件数量-零件合并示例 小型化 減量 補強設計 包裝材減量設計 33 www.themegall 用空心黏土砖逐步替代实心黏土砖。 减少材料使用量 34 采用轻轻量化的材料 材料轻量化是指在满足机械性能要求的前提 下，将材料重量减轻。一般通过采用轻量化的金 属和非金属材料实现。 35 36 汽车轻车轻 量化 世界铝业协会的报告指出：汽车自重每减 少10，燃油消耗可降低68。 37 采用轻型材料(如镁、铝、塑料和复合材料等) 替换车身骨架及内、外壁板原有的钢材是汽车轻 量化的发展趋势。 汽车轻车轻 量化 38 轻质轻质 材料发动发动

9、机 采用铝合金或者镁合金降低发动机质量。 2008年2月22日，我国 第一款自主研发的全铝制轻 量化V12发动机在中国第一 汽车集团公司成功点火。 39 轻质轻质 材料变变速器壳体 镁铝变速器壳体 40 奥迪A8 铝合金框架支撑着全铝合金车身 ，车身结构由挤压的铝部件及压铸件组成。 全铝车铝车 身设计设计 41 碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚 度，可使汽车车身、底盘减轻重量4060。 塑料在汽车车上的应应用 42 法国跑车布加迪：整个车身采用了碳纤维材质打 造，而底盘则由蜂窝式结构的铝合金制成，底盘量 仅为70kg，车重仅有1330kg。 塑料在汽车车上的应应用 43 碳纤维还因为

10、其环保、耐磨的特点而应用在刹 车片上，具有非常优秀的制动稳定性和热稳定性。 44 根据相容性选择选择 复合材料 PE PVCPSPCPPPA POM SANABS PE PVC PS PCO PPo PAO POM 注：表示相容性好， O表示相容性一般， 表示相容性差。 45 卡扣连接示意图 46 这款可口可乐罐，取消了可乐罐表面的有 害涂漆，而是把其标志设计成冲压凸起， 视觉效果同样震撼。 选选用无毒、无污污染材料 47 索尼公司所销售的光存储产品，在整个的生产制造过程中 ，全程采用无铅焊接材料，限制使用普通电子产品中含有 的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯及多溴联苯醚等六项有 害物质。 48

11、LED 49 一支普通的水银式玻璃体温计含有汞约1 克。由于所用容器的材质多为玻璃，若发生 破碎就容易导致汞泄露。 50 红外线式体温计，不含汞，可以非接触测量 耳温和额温。 51 含水银的用品打 破了该怎么办？ 52 1972年日本报纸上刊载了用铅晶质玻璃瓶装威士 忌酒,保存5年后,从酒中检测了0.051.210-6的铅 。 基础玻璃成分无毒，但可溶出有害物质，当用这 类玻璃容器盛装食品时，溶出的铅、砷等有害元素将 随食品进入人体。 53 为了避免或减少玻璃容器中有害物质的溶出，首 先必须优化玻璃的化学成分。 * 在铅玻璃中加入一定数量的Al2O3并用Na2O代替K2O可减 少铅的溶出量,或

12、者用BaO、ZnO、TiO2代替PbO制晶质玻璃。 * 氧化砷在玻璃的制造中用作澄清剂，但其毒性较大。用 砷酸钠代替氧化砷,可使毒性减至1/60。 * 以无毒的二氧化铈和焦锑酸钠代替氧化砷。目前国内的 复合澄清剂为锑、砷、铈的氧化物配合而成，毒性较小。 54 无氟空调调/冰箱 何为“无氟”？ 55 “无氟”实际实际 上是不含“氯氯”元素 氟利昂（氟氯烃）中所含的氯元素破坏臭氧层，而不是 氟元素。如市场上普遍采用的R22制冷剂。 “R410a”制冷剂不含“氯”元素，不会破坏大气臭氧层， 被称为无氟新冷媒，里面也有氟元素。 56 无氟空调贵两三成； 充氟价格贵四倍； R410A温室效应指数较高；

13、“无氟”推广障碍 57 选选用易降解材料 韩国的环保牙签以番薯、绿豆粉和玉米粉等可食 用的原料制成。 节约了大量木材，用后还可吃掉，不浪费粮食。 58 日本Panasonic用竹纤维来作HiFi扬声器的震动板，它 同样可以保证提供高质量的音效。 竹纤维扬声器 59 竹子是地球上最坚韧的绿色环保材料，比 钢铁还不易扯断。不少产品也开始用竹子 代替钢材和塑料来制造。 60 聚乳酸 聚乳酸包装袋 60 聚乳酸是由生物发酵产生的乳酸经人工化学合成而得到 的聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性。 61 索爱手机 62 聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法。可用于加工从 工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺 布、工业及民用布。 63 聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液 用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包 装剂等。 64 采用废弃原材料 粉煤灰是燃煤发电场的废弃物，可制成粉煤灰砖和粉煤 灰陶粒。 粉煤灰空心砌块 粉煤多孔砖 粉煤灰陶粒 65 采用废弃原材料 66 用经过加工的废弃轮胎搭建座椅。将轮 胎串起来，用柔软的织物填充坐垫，便 成了一款室内外皆宜的座椅 轮胎座椅 67 卡车轮胎内胎制成的皮包。 68 绿色设计绿色设计 69 电线缠绕着一个废弃的酒瓶制成台灯。