绿色化学第三部分-610章.ppt

第三部分 绿色浪潮中的绿色生活绿色化学的外延拓展与应用之一,主要内容：第六章 绿色食品与生态农业第七章 绿色农药生态农药第八章 绿色纤维与绿色纺织第九章 绿色居家第十章 绿色交通,1,第六章 绿色食品与生态农业,一、农业的绿色革命1、石油农业与第一次绿色革命按动力与肥料划分，农业发展可分为三个阶段：原始农业刀耕火种；传统农业畜力、农家肥；近代农行大量化肥来自于石油，杀虫剂等农药大部分依赖于石油化工原料生产，农业机械化的能源也离不开石油，因此也称为石油农业。,2,第六章 绿色食品与生态农业,一、农业的绿色革命1、石油农业与第一次绿色革命第一次绿色革命：20世纪60年代，世界各国开展了一项粮食单产增长的革命，并将高产谷物品种(如“墨西哥小麦”和“菲律宾水稻”等)推广到亚洲、非洲和南美洲的部分地区，促使其粮食增产，这场技术改革被称为绿色革命。好处：粮食增产，有助于解决世界人口饥饿问题。坏处：环境受到极大的危害；增产的粮食营养物质含量不高削弱了人们抵御传染病和从事体力劳动的能力，最终使一个国家的劳动生产率降低，经济的持续发展受阻。,3,第六章 绿色食品与生态农业,一、农业的绿色革命2、生态农业与第二次绿色革命第二次绿色革命以生态农业为发展目标，主要内容有：在保持较高作物产量、改良品种的同时，大幅度降低农药、化肥和水资源的使用量，优化与平衡土地资源，保持经济、社会和环境的可持续发展，促进人与自然的和谐共处；充分利用现代生物技术增加农作物的抗病虫性、耐旱性、抗逆性和营养高效利用等生物性状，在技术层面上解决品种的质量问题，保持种质资源的稳定。,4,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品1、绿色食品的定义 绿色食品特指无污染、安全、优质、营养类食品。在美国、日本，被称为“有机食品”，在欧洲，被称为“生态食品”。绿色食品应该是遵循可持续发展的原则，按照特定生产方式生产，经专门机构(如国内为中国绿色食品发展中心)认定，包装及广告许可使用绿色食品标志的食品统称。“绿色食品”并非是绿颜色的食品，“绿色”指与其旺盛的生命活力和良好的资源环境相关。,5,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(1)中国的绿色食品管理机构及标志 中国的绿色食品由农业部中国绿色食品 发展中心负责认证与管理。绿色食品标志图形由三部分构成：上方的太阳、下方的叶片和蓓蕾，象征自然生态；颜色为绿色，象征着生命，农业、环保；标志图形为正圆形，意为保护、安全。,6,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(1)中国的绿色食品管理机构及标志 不同等级绿色食品标志的颜色有所区别：AA级绿色食品标志与字体为绿色，底色为白色;A级绿色食品标志与字体为白色，底色为绿色。绿色食品标志商标属证明商标，对符合绿色食品标准的产品给予绿色食品标志商标的使用权，实现质量认证和商标管理的结合。,7,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(2)绿色食品的标准与分类 绿色食品具有极明显的特征，即出自良好的生态环境、实行从“土地到餐桌”全程质量控制、其标志受到法律保护。绿色食品的要求：产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准；农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品生产操作规程；产品必须符合绿色食品质量和卫生标准；产品外包装必须符合国家食品标签通用标准，符合绿色食品特定的包装、装潢和标签规定；,8,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(2)绿色食品的标准与分类 我国绿色食品的标准分为两个技术等级：A级绿色食品，系指在生态环境质量符合规定标准的产地、生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质，按特定的生产操作规程生产、加工、产品质量及包装经检 测、检查符合特定标准，并经专门机构认定，许可使用A级绿色食品标志的产品。,9,第六章 绿色食品与生态农业,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(2)绿色食品的标准与分类 我国绿色食品的标准分为两个技术等级：AA级绿色食品(等同“有机食品”、“生态食品”)，系指在生态环境质量符合规定标准的产地，生 产过程中不使用任何有害化学合成物质，按特定的生产操作规程生产、加工、产品质量及包装经检测、检查符合特定标准，并经专门机构认定，许可使用AA级绿色 食品标志的产品。,10,二、绿色食品2、绿色食品的标志、标准和分类(3)绿色食品标志的有效期通过绿色食品认证的产品可以使用统一格式的绿色食品标志，有效期为3年，时间从通过认证获得证书当日算起，期满后，生产企业必须重新提出认证申请，获得通过才可以继续使用该标志，同时更改标志上的编号。(4)中国绿色食品产业的发展,第六章 绿色食品与生态农业,11,作业题,一、判断题1、绿色食品就是“绿颜色”的食品。2、绿色食品就是天然食品，不含任何化学成分或化学元素，因此安全、环保。3、农业上的第一次革命带来了高产，第二次革命将带来农业与环境的可持续发展。4、严格地来说，绿色食品也称为“有机食品”、“生态食品”。二、选择题1、现代农业也称为（）。A、绿色农业 B、生态农业 C、有机农业 D、石油农业,12,作业题,二、选择题2、下列关于农业革命、绿色食品等方面的说法不正确的是（）。A、中国目前的绿色食品分为A级、AA级两个级别B、提高粮食产量和加强粮食保障，是能够与保护生态同时进行的C、农业专家对第一次绿色革命的评价是功过参半D、绿色食品标志在我国是统一的，也是唯一的，它由国家环保总局进行质量认证3、绿色食品必须具备的条件有（）等符合绿色标准。A、产品产地 B、产品加工 C、产品质量 D、产品包装,13,作业题,三、问答题1、绿色食品一般价格昂贵，你购买过吗？结合你的消费经验淡淡你对绿色食品生态性与经济性的个人体会。2、查找资料，了解国内绿色食品、“无公害食品”与国外“有机食品”的质量标准的差异，对此淡淡你对中国建设生态农业与绿色食品的个人意见。,14,一、传统农药的辉煌史1、DDT历史的误会,第七章 绿色农药生态农药,好处：能非常有效地广范围地抵御虫害，没有气味，无刺激性，对人没有剧烈的毒性。坏处：污染环境，对鸟类和鱼类生物危害严重。,15,一、传统农药的辉煌史2、六六六、2,4-D有机氯农药的辉煌,第七章 绿色农药生态农药,六六六杀虫范围比DDT更广，曾广泛应用，但同样带来环境污染，20世纪80年代禁用。,2,4-D是一种植物激素，用作除草剂或落叶剂，生产过程中，会生成剧毒的副产物二噁英类化合物。,16,一、传统农药的辉煌史3、乐果、1605高效、低残留的有机磷农药 比较典型的有机磷农药是乐果、1605、敌敌畏、敌百虫、4049(亦名马拉松、马拉硫磷)有机磷杀虫剂的特点是杀虫力强、残留性低、易被生物体代谢为无害成份(硫磷盐)；缺点是对哺乳动物的毒性大，易造成人畜急性中毒。有机磷杀虫剂品种繁多，但从结构上来看，绝大多数属于磷酸酯和硫代磷酸酯，少数属于膦酸酯和磷酸胺酯。,第七章 绿色农药生态农药,17,一、传统农药的辉煌史4、氨基甲酸酯类农药印度的噩梦氨基甲酸酯类农药（carbamates）用作农药的杀虫剂、除草剂、杀菌剂等。这类杀虫剂分为五大类：萘基氨基甲酸酯类，如西维因；苯基氨基甲酸酯 类，如叶蝉散；氨基甲酸肟酯类，如涕灭威；杂环甲基氨基甲酸酯类，如呋喃丹；杂环二甲基氨基甲酸酯类，如异索威。除少数品种如呋喃丹等毒性较高外，大多数属中、低毒性。,第七章 绿色农药生态农药,18,二、现代农药的生态美1、神奇的生态农药昆虫拒食剂 内源性的昆虫激素和植物生长调节剂等为代表的化学信息物质类生态农药已取代了大部分的合成农药。新型的生态农药具有高效、低毒(甚至无毒)、对环境无污染等特点，如天然的昆虫拒食剂。,第七章 绿色农药生态农药,瓦尔堡醛,19,二、现代农药的生态美2、看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯 乙烯身边的催熟剂，是一种最简单的内源性植物生长激素，具有落叶、催熟等功能。植物生长(激素)调节剂作为农药，是绿色农药的发展方向之一，如芸苔素内酯(“云大120”)。,第七章 绿色农药生态农药,【化学名称】：(22R,23R,24R)-2,3,22,23-四羟基-24-甲基-均-7-氧杂-5-胆甾-6-酮【应 用】：有多种生理功能，如促进根系发育、种子萌发和幼苗生长；增强光合作用；有利于花粉受精，提高坐果率和结实率等。,20,二、现代农药的生态美2、看得见、摸得着的奇妙乙烯、除虫菊酯 除虫菊酯安全蚊香的有效成分。除虫菊酯可以通过代谢排除体外，对人体没有太大的害处。除虫菊酯除可以驱蚊外，还可以用作杀虫剂。由于某些害虫对除虫菊酯的抗药性，目前有许多除虫菊酯的结构类似物高效、低毒(无毒)的拟除虫菊酯，正在不断被开发，生产出具有一定杀虫效果的杀虫剂。,第七章 绿色农药生态农药,21,二、现代农药的生态美3、静悄悄的电子战亚细亚刚毛草激素、独角金酮(1)亚细亚刚毛草激素亚细亚刚毛草是一种寄生植物，只要谷物一播种，几天以后其须根就贴附在作物上，大肆吸取一样，使谷物枯死。谷物分泌出一种特殊的化学物质亚细亚刚毛草激素，为寄生物提供信息.,第七章 绿色农药生态农药,22,二、现代农药的生态美3、静悄悄的电子战亚细亚刚毛草激素、独角金酮(2)独角金酮独脚金酮也是一种寄生植物，它的种子可在土壤中休眠若干年，当另一种 植物根部释放出某种特殊的化学物质时，它就会发芽。然后，这种寄生杂草把自己附着到寄生植物(如谷物，棉花等)的根部，靠寄主植物生存。,第七章 绿色农药生态农药,23,二、现代农药的生态美4、生态防治绿色农药的根本控制危害农作物生长的物种，使其不足以威胁人类的生存即可，而非灭绝这一物种，这就是生态防治，这才是绿色农药的根本目的。(1)蜕皮激素蜕皮激素可以使昆虫脱去外壳，代表物是20羟基蜕皮激素(一种甾醇类化合物)。(2)保幼激素保幼激素具有使昆虫保持幼虫状态的倾向。,第七章 绿色农药生态农药,24,二、现代农药的生态美4、生态防治绿色农药的根本(3)抗幼激素抗幼激素也称早熟素，这些天然的或人工合成的物质可以某种干扰幼虫的正常发育。(4)昆虫信息素信息素是生物体为了对同种生物的其他个体特定行为做出反应而释放出来的化学物质。它们的功能是最为交配、报警、区域性显示、攻击、巢栖交配识别以及标记等的通讯信号。,第七章 绿色农药生态农药,25,作业题,一、判断题1、农药都是有毒的。2、“控制，而非灭绝”是绿色农药的根本目标。3、农药绿色化，是绿色化学的内容体现之一。二、选择题1、下列不属于绿色农药的是（）。A、六六六 B、DDT C、乙烯 D、印苦楝子素2、下列关于瓦尔堡醛的说法不正确的是（）。A、瓦尔堡醛的分子式是C15H22O3，可以发生酯化反应B、1mol瓦尔堡醛可以与2mol H2加成而饱和C、瓦尔堡醛是农药，对人有害D、瓦尔堡醛可以被还原，也可以作为还原剂,26,二、选择题3、下列可以用于生态防治控制害虫的是（）。A、蜕皮激素 B、保幼激素 C、早熟素 D、昆虫信息素三、写出下列化学物质的名称，写出与其性质、用途等相关的一句话1、CH3NCO 2、CH2=CH2四、问答题1、如何认识缪勒尔与DDT的遭遇？难道诺贝尔奖发错了吗？淡淡你的个人意见。2、如何理解生态防治？消灭害虫是绝对的吗？3、了解绿色农药的研究情况，就其中的某一方面(品种)，围绕该绿色农药的来源、用途与发展前景撰写一篇小论文(注意格式与尊重知识产权)。,27,一、绿色纺织品的兴起1、纤维材料的发展纤维作服装装饰材料，最早可追溯到原始社会人们对葛、麻、蚕丝等天然纤维的利用；1904年，目前最为普遍使用的粘胶纤维开始工业化生产；1935年，锦纶66的发明开创了合成纤维的新纪元。迄今，合成纤维材料的开发已包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维等几大合成纤维领域，大量新品种，如芳纶、聚乳酸纤维、聚氨酯纤维等相继问世。问题：纤维生产造成的环境污染严重,第八章 绿色纤维与绿色纺织,28,一、绿色纺织品的兴起2、纤维材料的特征绿色纤维也叫环保纤维、环境友好纤维(Environmentally Friendly Fiber,Environment-friendly Fiber)。绿色纤维应具备以下特征中的一项或多项：(1)纤维产品的原材料无污染(或少污染)，或尽可能是可持续发展的绿色资源。(2)合成纤维产品的合成过程节能、降耗、减污、符合环保和可持续发展的要求。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,29,一、绿色纺织品的兴起2、纤维材料的特征绿色纤维应具备以下特征中的一项或多项：(3)纤维产品的加工过程，特别是印染、整理等加工过程，尽可能使用无毒、可自然降解的浆料、染料、整理剂以及利用高新技术进行清洁生产。(4)纤维产品对人体友好、舒适、若带有某种特殊功能更好。(5)纤维产品使用后，不会因遗弃或处理带来环境问题，最好能循环利用，或回归自然。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,30,一、绿色纺织品的兴起3、绿色纺织的内容绿色纺织包括两方面的含义:一是原材料的绿色化，这是前提，指原材料应该对环境无污染、无毒、可回收利用，同时有利于人类健康，即绿色纤维；二是绿色纺织的生产，它应该考虑环境，资源的影响，整个生产过程力求对环境无污染，能源利用率最高。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,31,二、植物绿色纤维绿色纤维按其来源划分，大致可以分为植物绿色纤维、动物绿色纤维、绿色合成纤维三大类。比较重要的绿色植物纤维，包括有机棉、彩色棉、麻、Tencel纤维、香蕉纤维、藕丝、竹纤维、菠萝纤维、椰壳纤维等。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,32,二、绿色植物纤维1、绿色棉纤维棉纤维是一种天然植物纤维，组成棉纤维的物质主要是纤维素，一种天然高分子。棉花是一种可持续发展的重要绿色资源，因此它是绿色纤维研究，开发的热点之一，是绿色纤维的首选。目前开发的绿色棉纤维包括有机棉、天然彩棉、天然不皱棉等。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,33,二、绿色植物纤维1、绿色棉纤维(1)有机棉纤维有机棉市一中新型棉花生产概念，是20世纪90年代初一保护环境为目标而发展起来的新型棉花生产方式。在有机棉花种植过程中，采用有机耕作，多施有机肥料，对棉铃虫等采用生态防治方法，尽量少用或不用非生态农药和化肥，可以使收获的棉花少含甚至不含毒害物质。这样，及可以得到绿色有机棉纤维。绿色有机棉是一种从源头上去除污染的棉纤维，即做到了纤维产品的原材料无污染(或少污染)。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,34,二、绿色植物纤维1、绿色棉纤维(2)天然彩棉纤维天然彩棉纤维指科学家们采用转基因技术，培育出的有颜色棉花。天然彩棉的优点：既可以降低生产成本，又可以减少化学物质对人体的伤害和对自然环境的破坏，是名副其实的环保产品。彩棉废弃后可由自然界循环再生，故其真正实现了从纤维生产到成衣加工全过程的零污染。彩棉产品穿着舒适、无静电，被称为“人类第二健康皮肤”、“天然羊绒”。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,35,二、绿色植物纤维1、绿色棉纤维(2)天然彩棉纤维天然彩棉的鉴定：一般采用纤维切片法鉴定，彩棉纤维横截面上的颜色，从截面中心至边缘逐渐变淡；而染色棉纤维截面颜色与此相反，即纤维切片边缘颜色最深，至中心颜色逐渐变淡。天然彩棉的缺点：色彩较为单一，目前能进行产业化生产的基本上只有棕色和绿色两大类，远不及染色加工的色彩鲜艳。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,36,二、绿色植物纤维1、绿色棉纤维(3)天然不皱棉纤维采用生物基因技术，不仅可以开发出天然彩棉，而且可以得到天然不皱棉纤维。这种新棉花仍保留原有的吸水，柔软等性能，但其保温性、强度、抗皱性均高于普通棉纤维。用这种不皱纤维制成的衬衫可以免烫，从而消除含有大量甲醛的抗皱剂对人体的影响。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,37,二、绿色植物纤维2、天然麻纤维 麻类纤维也是天然植物纤维，属于木质素纤维，其质地优良，具有性凉，抑菌性强，抗静电，不易吸尘等优点。麻类纤维主要包括大麻纤维、亚麻纤维、苎麻纤维、罗布麻纤维。大麻纤维曾经是纺织的主要原料。亚麻纤维以“西方丝绸”、“第二皮肤”的美誉而闻名于世。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,38,二、绿色植物纤维3、竹纤维竹纤维以其滑爽、细腻的手感，优异的吸湿、放湿、透气性以及良好的抗菌、抑菌、抗紫外性能而脱颖而出，成为当今纺织界的新宠。(1)竹原纤维(天然竹纤维、“会呼吸的纤维”)竹原纤维是采用机械、物理的方法，通过浸煮、软化等多道工序，去除竹子中的木质素、多戊糖、竹粘、果胶等杂质后，从竹竿中直接提取的原生纤维。(2)竹浆纤维(再生竹纤维)与粘胶纤维加工过程类似，仅原料有所不同。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,39,二、绿色植物纤维4、再生纤维素纤维竹浆纤维就是一种再生纤维素纤维。但传统上，再生纤维素纤维主要指粘胶纤维等纤维以及近来兴起的Lyocell纤维和纤维素氨基甲酸脂纤维(CC纤维)。(1)Lyocell纤维Lyocell纤维是国际人造丝及合成纤维标准协会(BISFA)对以NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)为溶剂而生产的纤维素纤维的总称。Lyocell纤维的性能集天然纤维与合成纤维的优点于一身，作为一种纺织新材料而言，具有独特的优势。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,40,二、绿色植物纤维4、再生纤维素纤维(1)Lyocell纤维 Lyocell纤维主要应用于以下领域：服装、装饰：作为舒适载体，可以增加产品的柔软性、舒适性、飘逸性和悬垂性。产业用制品：生产特种滤纸、香烟滤嘴，等等。(2)纤维素氨基甲酸酯(CC)纤维以尿素为溶剂，采用碱溶剂法制备出来的纤维产品为纤维素氨基甲酸酯纤维(又叫CC纤维)。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,41,二、绿色植物纤维4、再生纤维素纤维(2)纤维素氨基甲酸酯(CC)纤维CC纤维的生产工艺反应式如下：,第八章 绿色纤维与绿色纺织,最大的特点是：制备时所用的设备与现有粘胶纤维生产工艺的设备相似，可在粘胶纤维生产厂实施，不需要重新购置专用设备。CC纤维生产具有绿色环保性，且纤维具有良好的生物可降解性。,42,二、绿色植物纤维5、植物蛋白纤维植物蛋白纤维也是一种植物绿色纤维，目前研究和开发较多的是大豆蛋白纤维。大豆蛋白纤维属于天然纤维，可以生物降解；有羊绒的手感、蚕丝的光泽、棉纤维的导湿、似羊毛的保暖性等优点。因此，被称为“21世纪健康舒适性纤维”。大豆蛋白纤维织物具有外观华贵优雅的特点，其针织品具有丝和羊毛混纺织物柔软，飘逸的特点，穿着透气、舒适，且有一定的卫生保健功能。生产过程：大豆粕浸泡后分离出球蛋白，和丙烯腈接枝后纺丝成纤。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,43,二、绿色植物纤维6、果蔬类植物绿色纤维(1)藕丝纤维藕丝纤维是利用微生物发酵的方法，从浸渍的荷花茎秆中，经过洗晒、脱胶等工艺提取出的一类天然纤维素纤维。藕丝纤维不但具有良好的吸湿、排汗、防臭、透气和抗霉杀菌功能，而且含有多种对人体健康有益的微量元素。(2)香蕉纤维香蕉纤维蕴藏在香蕉树的韧皮中，属于韧皮纤维。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,44,二、绿色植物纤维6、果蔬类植物绿色纤维(3)菠萝纤维菠萝纤维即菠萝叶纤维，或称凤梨麻，是从菠萝叶片中提取的纤维，属于叶片麻类纤维。菠萝纤维经深加工处理后，外观洁白，柔软爽滑，手感如蚕丝，故有“菠萝丝”的称谓。(4)椰子纤维椰子纤维(椰壳纤维)呈淡黄色，是椰树果实的副产品，可将椰树果实在海水中浸蚀后经机械加工处理而得到。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,45,三、绿色动物纤维绿色动物纤维主要包括无染色(彩色)羊毛、彩色蚕丝、蜘蛛丝、羽毛纤维、甲壳素/壳聚糖纤维、牛奶纤维等。其中，以动物蛋白类纤维居多，如羊毛、蜘蛛丝、蚕丝、牛奶纤维等。1、动物蛋白类纤维(1)无染色(彩色)羊毛羊毛的主要成分是蛋白质，又称角蛋白、角朊，其在自然界可以降解，因此本身就是天然的绿色纤维。无染色羊毛织物的颜色，就是羊本身的颜色，如奶白色、棕色、灰色等，可以不经任何其他的染色加工工艺。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,46,三、绿色动物纤维1、动物蛋白类纤维(2)蚕丝蚕丝是熟蚕结茧时分泌的丝液凝固而成的连续长纤维，又称天然丝。蚕丝中的瑰宝天蚕丝(“钻石纤维”、“金丝”)。(3)蜘蛛丝从成分上讲，蜘蛛丝与羊毛，蚕丝实质上都是动物性资源的蛋白纤维，它们在自然界可以自动降解，因此蜘蛛丝也被认为是一种动物性资源的绿色纤维。蜘蛛丝还具有卓越的强伸度和高弹性。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,47,三、绿色动物纤维1、动物蛋白类纤维(4)奶类蛋白纤维Chinon 是目前唯一实现工业化生产的再生蛋白纤维。它的制造过程是从高纯度牛奶开始，由牛奶蛋白和丙烯腈接枝共聚，然后通过纺丝值得。1L的牛奶可以生产出60gchinon纤维，因此成本很高。Chinon 具有天然丝般独特优雅的光泽，触觉柔软、干爽，能迅速吸收和干燥汗液，并保持适当的热量。Chinon纤维织物柔滑透气，广谱抑菌率达到80%以上，兼有天然纤维的舒适性和合成纤维的牢度，穿着轻盈、舒适。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,48,三、绿色动物纤维2、甲壳素纤维甲壳素(Chitin)也叫甲壳质，存在于虾、蟹、昆虫等甲壳动物的壳内。将虾、蟹甲壳粉碎、干燥后，经脱灰、去蛋白质等提纯和化学处理，得到甲壳素粉 末，这是一种以N-乙酰基-D-葡萄糖胺为基本单元的氨基多糖类高分子壳聚糖。壳聚糖又称几丁聚糖，将其溶于适当溶剂后采用湿法纺丝工艺纺丝，可以得 到甲壳素纤维。甲壳素纤维来源丰富、可降解，还具有极好的生物相容性，且具有抗菌、保健等功能。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,49,四、绿色合成纤维可降解：生物可降解的聚酯纤维(如聚乳酸纤维、聚己内酯纤维)、可降解聚乙烯醇纤维、可降解聚乙烯纤维、光热可降解的聚烯烃纤维等。资源可回收利用：可回收的合成纤维。1、可降解的合成纤维(1)聚乳酸纤维(PLA)聚乳酸亦称聚丙交脂，在可降解合成纤维中尤其引人注目，它不仅自身可以生物降解，回归大自然，而且其合成的原料如乳酸也来自天然，有淀粉发酵得到。因此，聚乳酸纤维的开发与应用是人类对自然界碳循环的一种和谐参与。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,50,四、绿色合成纤维1、可降解的合成纤维(2)聚己内酯纤维(PCL)聚己内酯(PCL)由环状单体己内酯开环聚合而成，其熔体可纺制成纤维，是一种价格较低的可生物降解合成纤维。PCL纤维的性能近似涤纶和腈纶，在土壤和海水中均能分解。2、可回收合成纤维国际上对聚酯(PET)等大规模工业化高分子材 料的回收利用非常重视。如美国的涤纶短纤维现在约由30%是利用再生原 料制成的；锦纶6的回收主要集中于化纤地毯涤纶。涤纶、锦纶的回收可节约资源，又可解决白色污染。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,51,五、绿色纺织染整技术 绿色纺织染整技术主要包括微胶囊技术、等离子体技术、生物酶技术、电化学处理技术、超临界流体技术、微波技术、电子束及辐照技术、激光技术等。1、超临界流体技术超临界流体(如超临界CO2)具有很多有点并且作为环境友好介质被推广应用。超临界CO2在纺织中的应用，主要包括两方面：代替传统的水相染色介质用于纺织材料的染色；一是用于织物的前处理。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,52,五、绿色纺织染整技术1、超临界流体技术(1)超临界CO2流体染色超临界CO2流体具有良好的扩散性能，在到达相同的染色率的条件下，可缩短染色时间。在染色的最后阶段，CO2以气态形式释放，无需染色后烘干。因此，超临界CO2流体染色工艺节省染料，可少加过不佳染色助剂，节约能源，有利于保护环境。(2)超临界CO2流体用于织物前处理织物前处理时，用超临界CO2流体代替水作为浆料溶剂使用，可使退浆容易，并显著降低能耗，特别是能够有效地避免产生污水。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,53,五、绿色纺织染整技术2、超声波技术(1)超声波染色超声波是指频率在21042109Hz的声波，是一种高于人类听觉范围的弹性机械振动。将超声波技术引入染色工艺中，超声波主要起到以下几方面的作用：活化作用；搅拌作用；除气作用。(2)超声波织物染整前处理超声波技术也可应用到织物染整前处理中，提高前处理效果，增加被处理织物的白度，改善织物的吸湿性，提高纤维对染料和化学药剂的吸附量。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,54,五、绿色纺织染整技术3、等离子体技术 等离子体被称为物质的第四态，是等量的正电荷与负电荷的载体的集合体，具有零总电荷。自然界中等离子体现象很普遍，如闪电、激光。宇宙中99%的物质处于等离子体状态。等离子体实际上是部分离子化的气体，可能是由电子、任一极性的离子，以基态或激发态形式的任何高能状态的气态原子、分子以及光量子组成的气态复合体。一般可分为热(高温)等离子体和冷(低温)等离子体。在纺织行业中主要利用低温等离子体。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,55,五、绿色纺织染整技术3、等离子体技术在低温等离子体中，带负电的的自由电子和带正电的离子由于静电而存在两种主要作用：弹性碰撞和非弹性碰撞。非弹性碰撞过程中，内能发生变化或者伴随着性的 粒子，光子产生。由于碰撞过程中粒子内能的变化，引起粒子状态的变化，将产生如激发、电离、复合、电荷交换、电子附着以及核反应等过程。在染整加工过程中利用等离子体技术，就是利用等离子体的这一特性改变纤维的表面状态，从而使纤维织物发生有利于染整加工过程的变化。纺织上利用的等离子体一般通过电晕放电、辉光发电产生。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,56,五、绿色纺织染整技术3、等离子体技术(1)等离子体在绿色纺织中的应用表面刻蚀：通过等离子体处理，使纤维表面发生氧化分解反应，改善纤维材料的粘合、染色、吸湿、反射光线、摩擦、手感、防污、防静电等性能；或是对天然纤维表面的胶质、羊毛鳞片进行去除或修饰等。交联改性：利用低温等离子体中活性粒子的撞击作用，使纤维材料分子中的氢原子脱出，分子链被切断，从而形成自由基，再通过自由基的相互结合，分子链间就有可能形成交联。利用低温等离子体的能量，在等离子状态下用有机气体单体(甲烷、乙烯、苯等)直接在基板上形成聚合体薄膜镀层。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,57,五、绿色纺织染整技术3、等离子体技术(1)等离子体在绿色纺织中的应用化学改性：利用等离子体作用在纤维表面产生一定的可反应的化学活性基团，并在一定条件下发生化学反应，从而改变纤维表面的化学组成，引起其表面化学性质发生变化，也可引起其表面产生某些机械物理性质相应变化。接枝聚合反应：通过激发分子，激发原子，自由基等活性离子与有机物分子发生相互作用而导致聚合或接枝，最终达到改姓的目的。这种改性方法对于改变材料表面整体性能具有独特的优势。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,58,五、绿色纺织染整技术3、等离子体技术(2)等离子体加工处理的优点等离子体加工处理是一个纯粹的物理反应过程，不需要水引发，水只作为设备的冷却介质，且可循环使用。因此，等离子体处理干净，节约资源，不产生任何污染，成本结构优化，是一种绿色加工过程。在染整加工中应用等离子体技术，在提高纺织品的加工质量上，尤其是均匀性方面具有很大的优势。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,59,五、绿色纺织染整技术4、电化学技术(1)电化学染色电化学染色的原理：染色是染液向纤维表面转移并渗入纤维内部，通过范德华力、氢键、离子键、共价键、配位键和库仑力，使染料从染液中转移到纤维上，最后达到平衡。电化学染色的基本原理：在采用直接染料或酸性染料染亚麻和丝绸等天然纤维原料时，通过对含有染料的电解液施加核实的电压，促使染料离子在外电场的作用下向电荷相反的电极方向移动。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,60,五、绿色纺织染整技术4、电化学技术(1)电化学染色电化学染色的优点：电化学染色不需要附加高温就能使染料分子与纤维紧密结合，使染料在纤维表面的扩散系数变大；或是在还原染料染色的过程中，利用来自电极的电子代替还原剂，通过电极作用将染料变成还原染料隐色体，实现染料的可溶和可染。利用电化学进行染色处理过程中，不会产生有害副产物，该方法是一种无废水污染的染色方法。电化学染色的分类：直接还原和间接还原两种.,第八章 绿色纤维与绿色纺织,61,五、绿色纺织染整技术4、电化学技术(2)电化学处理印染废水印染废水是水环境污染的一个重要源头，印染费水因其成分复杂、浓度高、色度深和难降解而成为目前废水处理的难点。电化学处理方法就是采用两溶解性或不溶性极板作电极，通入直流电，通过电解槽内发生的电化学氧化还原反应达到脱色目的。目前提出的以搅拌替代平板电极的方法，可有效地增加传质效果，但也存在电极材料更换周期短的弊端。因此如何降低成本，提高处理效果是一个值得研究的方向。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,62,五、绿色纺织染整技术5、生物酶技术(1)酶的特点酶(Enzyme)也被成为生物催化剂，是由具有生物活性的生命体所产生的具有一定催化作用的特殊蛋白质。(2)酶在绿色染整加工中的应用去除现为上的杂质去除纱线及织物上的残留物改善织物的服用性能生物抛光;牛仔布磨洗.赋予织物独特的风格合成纤维的功能化改性,第八章 绿色纤维与绿色纺织,63,五、绿色纺织染整技术6、微波技术微波一般是指波长在11000mm，频率300300000MHz的电磁波。(1)微波染色微波染色的基本原理是：染色时按常规方法将织物浸轧染液，然后导入密闭的微波加热室中，当浸轧在染料溶液中的织物受到微波照射后，织物中的机型扥子利用相互间的摩擦而发热，利于染料的进入与上染。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,64,五、绿色纺织染整技术6、微波技术(2)纺织品后处理在纺织品的后整理中，微波辐射对纺织染整加工中的化学反应也有较好的促进作用，可引起(激发)分子的转动，对化学键的端粒做出一定的贡献。(3)纺织品的前处理在纺织品的前处理中，利用微波照射使植物纤维本身发热，快胶质的溶解，可有效提高脱胶的效果。微波处理可提高纤维细度，并增加纤维亮度。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,65,五、绿色纺织染整技术7、微胶囊技术(1)微胶囊技术的特点所谓微胶囊技术，是将某种物质利用某些高分子化合物或无机化合物，以一定的机械或化学方法包裹起来的颗粒，其直径在1500m，在常态下为稳定的固体颗粒，而该物质原有的性质不受损伤，在适当的条件下可释放出来的一种特殊的包装技术。微胶囊一般由芯材和壁材两部份组成。(2)微胶囊技术的应用 多色点印花；微胶囊转移印花；微胶囊变色印花；物理立体发泡印花。,第八章 绿色纤维与绿色纺织,66,思考题,一、判断题1、绿色纺织包括两方面的含义：一是原材料的绿色化(即绿色纤维)；二是绿色的纺织生产过程，尤其是使用绿色的纺织染整技术。因此，绿色纺织是一个系统工程。2、彩棉纤维实现了从纤维生产到成衣加工全过程的零污染。3、苎麻素以“中国草”著称于世，亚麻纤维以“西方丝绸”、“第二皮肤”的美誉而闻名于世。4、天然竹纤维是会呼吸的纤维。5、粘胶纤维一经面世，就引起了纺织界和学术界的广泛关注，并且被誉为“21世纪纤维”、“绿色纤维”、“革命性纤维”。6、我国自行研制、开发、生产的绿色环保大豆纤维，已投入工业化生产，是世界首创。,67,思考题,一、判断题7、蜘蛛丝是目前比强、比模最高的可降解纤维。8、甲壳素纤维具有极好的生物相容性，且具有抗菌、保健等功能，是理想的卫生、保健纺织品和医用材料，适于作内衣、医用缝线和医用敷料等。二、选择题1、理想的绿色纤维具有的特征有（）。A、原材料无污染(或少污染)，或是可持续发展的绿色资源B、合成纤维产品的合成过程节能、降耗、减污，符合环保和可持续发展的要求C、加工过程使用绿色技术D、废弃后不会带来环境问题，或能循环利用，或回归自然,68,思考题,二、选择题2、从来源上看，绿色纤维有（）。A、植物绿色纤维 B、动物绿色纤维C、可降解合成纤维 D、可回收合成纤维3、下列可能视为植物绿色纤维的有（）。A、有机棉纤维 B、彩棉纤维 C、天然不皱棉纤维D、大麻纤维 E、苎麻纤维 F、亚麻纤维 G、竹原纤维H、竹浆纤维 I、Lyocell纤维 J、CC纤维 K、植物蛋白纤维L、藕丝纤维 M、椰子纤维 N、香蕉纤维 O、菠萝纤维,69,思考题,二、选择题4、绿色动物蛋白纤维有（）A、无污染(彩色)羊毛 B、蚕丝 C、蜘蛛丝 D、羽毛纤维E、甲壳素/壳聚糖纤维 F、牛奶纤维 G、聚己内酯纤维H、锦纶5、目前，普遍引起人们关注的绿色纺织染整技术主要有（）A、电化学处理技术 B、生物酶技术 C、微波技术D、超声波技术 E、超临界流体技术 F、等离子体技术G、微胶囊技术 H、激光技术,70,思考题,三、写出下列化学物质的名称，并写出与其性质、用途等相关的一句话1、HCHO 2、CO2 3、Ar 4、N2 5、Cl2四、问答题1、你购买过绿色纤维产品吗？从消费者的角度，淡淡你对绿色纤维和绿色纺织的认识。2、如何理解绿色纺织染整技术？查找资料，撰文介绍激光技术在绿色纺织染整中的应用(请尊重知识产权)。3、选择生物酶技术进行绿色纺织染整需要注意什么问题？为什么？,71,一、绿色制冷1、蒙特利尔协议书1987年9月16日一些发达国家在加拿大蒙特利尔市达成共识，并签订了关于消耗臭氧层物质(ODS)的蒙特利尔协议书，简称蒙特利尔协议书(Montreal Protocol)。蒙特利尔协议书规定了对臭氧层有破坏作用的氟利昂等受控物质的消减和禁用时间表，此后几经修改，禁用期限不断提前。至2005年，已经有188个国家政府签字统一执行这份旨在保护地球臭氧层的协议。1991年6月中国在协议上签字，1993年1月，中国制定并由国务院批准实施了中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案。,第九章 绿色居家,72,一、绿色制冷2、氟利昂替代品的要求有使用价值的氟利昂替代品必须满足以下要求：环保要求：替代品分子中不能含有氯原子，对臭氧分解潜能值(ODP)和全球变暖值(GPW)为零或近似于零；热力学要求：替代品应与原制冷剂，发泡剂有近似的沸点，热力学特性及传热特性；理化性质要求：无毒，无味，无可燃性和爆炸性。可行性要求：具有供应性(工艺成熟，价格适宜，能被市场接受)，易采用性(无需对原有装置进行大改动即可使用)。,第九章 绿色居家,73,一、绿色制冷3、绿色制冷剂替代方案(1)以美国、日本为代表的替代方案通过催化剂途径，用H代替氟利昂中的Cl得到的各种氢化物。如HFC-134a(CH2FCF3)替代CFC-12(CF2Cl2)作为制冷剂，用HCFC-141b(CH3CCl2F)替代CFC-11(CFCl3)最为发泡剂。该方案的优点是替代物制冷性能和氟利昂相近，现有制冷设备不需做大的改进就能使用，替代品的投资相对较低；缺点是没有达到全绿的要求。美国、日本、欧洲(德国、奥地利和部分北欧国家除外)及我国都选用了这条路线。,第九章 绿色居家,74,一、绿色制冷3、绿色制冷剂替代方案(2)以德国、荷兰为代表的替代方案用HC-600a异丁烷，CH(CH3)3替代CFC-12，用环戊烷替代CFC-11，HC-600a和环戊烷为“全绿”替代物。该方案的主要特点是前期的设备投资大。(3)其他替代方案某些国家选用HCs(碳氢化合物)替代CFC-12，目前最有前途的是丙烷，它具有优良的热力学性能来源丰富，价格比HFC-134a和HC-600a更低。在未来的替代品发展中占有一席之地.。我国也在进行这方面的探讨。,第九章 绿色居家,75,一、绿色制冷4、无氟冰箱(1)无氟冰箱的名字误区其初衷是表示没有使用或生产破坏臭氧层的氟利昂。首先，“无氟”给人以没有氟原子的错觉。其次，如果“无氟”是指无氟利昂的话，也是不确切的。“无氟利昂”只能说明没有美国杜邦公司生产的CFC，不能表示没有用CFCs物质。(2)无氟冰箱的经济前景最终性的既有利于臭氧层保护，又不产生温室效应的制冷剂仍在研制中。,第九章 绿色居家,76,二、绿色洗涤1、洗涤剂的重要成份三聚磷酸钠(Na5P3O10)(1)洗涤剂的组成所有洗涤剂都含有两种成分，即有机表面活性剂(占12%30%)和无机成分。某些洗涤剂还含有羧甲基纤维素钠，硫酸钠，蛋白酶等成分。通常需要加入的洗涤助剂无机成分，其主要作用是软化硬水，提高表面活性剂的去污能力，辅助或者促进洗涤效果。无机成分主要有：三聚磷酸钠，过硼酸钠，硅酸钠等。,第九章 绿色居家,77