天然环境材料要领.ppt

LCA实例：胶合板（日本） Ⅰ评价目标确定： 中型胶合板生产工厂 产品规格：6～12mm胶合板 Ⅱ范围确定： 从原木砍伐到胶木板制造的整个过程 Ⅲ功能单元定义： 生产的1m3胶合板为功能单元 Ⅳ系统内部流程确定： Ⅴ编目数据的收集与整理 包括能耗、资源消耗、气、液、固等三废排放物 所有废材全部焚烧，回收热能用于胶合板生产 资源消耗 基本数据： 制材过程废材率18.9％ 胶合板制造过程废材率10.1％ 由此计算得到生产1m3胶合板需要原木1.524m3，相应需要制成材1.442m3 能源消耗：制成材制造能源消耗和CO2排放表表（原木密度：0.5t/m3） 加工过程 能耗(kcal/kg) CO2排放量(g碳/kg) 砍伐、运输 143.340 6.0 剥皮 57.336 3.2 制成材 157.674 6.6 防腐处理 71.670 22.9 人工干燥 305.792 84.5 合计 735.812 123.2 制成材阶段直接使用能源 动力、燃料 使用能源 相应单位 kcal/t 电力（kWh） 39.0 87750.0 汽油（L） 3.2 26880.0 轻柴油（L） 5.5 50986.0 重柴油（L） 0.4 4312.0 其它油类（L） 0.4 4212.0 总计 174152.0 胶合板单耗表（废热利用率62.6％） 三废排放物 固体废弃物——废料 液体废弃物——很少，不考虑 气体废弃物——SO2、CO2、NOx等，甲醛由于数据不够，没有考虑 Ⅵ环境影响评价 胶合板制造过程 原木 砍伐 原木 输送 制成 材 胶合板 制造 产品 输送 废材 焚烧 制造过程总计 运输 总计 胶合板总计 能耗比例 19.49 5.67 6.56 67.47 1.55 0.00 92.77 7.23 100.0 CO2排放比例 2.72 1.12 1.68 58.79 0.31 34.38 98.56 1.44 100.0 SO2排放比例 1.93 1.49 2.24 86.79 0.61 6.93 97.80 1.02 100.0 NOx排放比例 1.71 0.79 1.11 46.76 0.23 49.39 98.88 1.02 100.0 固体废弃物排放比例 1.07 0.67 0.89 85.46 0.18 11.72 99.14 0.86 100.0 Ⅶ环境结果解释 能源消耗 污染物排放 建议 6、其它天然资源 石材 竹材 等等 二、 天然高分子 “新高分子化学”体系 ——环境材料研究热点之一 纤维素（cellulose） 淀粉（farina） 1、纤维素 1.1、纤维素的分子结构和反应活性 1.2、纤维素的改性：P255 衍生化改性 研究热点： 取代分布控制 区域选择衍生物 接枝改性 利用光敏剂引发接枝聚合 氧化还原系统引发接枝聚合 引发剂：过氧化氢＋亚铁离子 引发剂：过硫酸盐 4.其它天然高分子 蛋白质 天然漆 杜仲胶 下一讲（仿生材料）讨论题： 1.仿生材料既然已具备与生物的相容性，为什么还要考虑其环境性能 2.大多数天然生物矿石材料的成分都很简单，但其结构性能又很优异。人工材料成分往往复杂的多，其性能则比天然材料要差的多。试讨论为什么人工材料在目前还不能达到天然材料的这些性能？ 3、羟基磷灰石是目前研究最多的生物陶瓷材料，试比较羟基磷灰石的各种制备工艺的优缺点。讨论如何才能获得具有完全生物特性的人造羟基磷灰石？ 第四讲 天然环境材料 第二节 木材 一、 木材 1、森林在陆地系统中的作用 森林是陆地生态系统的主体 森林是陆地上最复杂的生态系统 森林是陆地上储存生物量最高的生态系统 森林是陆地上保持生态平衡最有效的因素 自然界碳、氮循环的主要途径 表：各种森林带每公顷年碳固定量单位：吨/每公顷每年 森林种类 碳固定量 森林种类 碳固定量 热带雨林 9.90 温带落叶林 5.40 热带季节林 7.20 温带亚寒带林 3.60 温带常绿林 5.85 2、木材在材料中的地位 森林每年为人类提供了约23亿立方米的木材 现在，全球木材年耗达34-35亿立方米，人均0.67立方米/年。 而且需求量日增 3、木材及其制品的开发与利用 2.1木材的结构和成分（见下表） 结构 成分 管胞 约90％ 木质素（大分子苯基丙烷） 约30％ 软组织 约5％ 纤维素（直链多糖） 约50％ 辐射状组织 约3％ 半纤维素（单糖） 约17％ 树脂管道 约2％ 其它（灰分，萃取成分） 约3％ 2.2