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高分子材料的绿色可持续发展

高分子材料因为具有高性能、高功能化和智能化等方面的特点，

所以在家用电器、电子信息、汽车工业和航空航天等领域中占据着重

要的地位，但这并不是说高分子材料在使用中就不存在任何问题。事

实上，一些高分子材料在使用中还是会对环境造成污染，有些甚至对

人类的健康都会造成危害。对这一问题，虽然国内外的厂商和技术人

员都加强了在实验方面的验证工作，但仍有一部分材料的危害影响却

难以被及时发现，只有当这些材料在实际领域取得了广泛应用之后，

其危害才会逐步暴露出来。就目前所使用的高分子材料来说，绝大多

数材料都是以矿物燃料作为制造基础，而这就会带来一定的问题。例

如当高分子材料使用后的回收处理问题，如果不能对这些材料进行回

收利用，则不仅会造成对自然资源造成严重浪费，而且还会导致环境

污染。因此，高分子材料遗弃后的处理以及生物可降解高分子材料已

经成为当前全球各国所共同关注的焦点之一。

高分子材料以石油为天然原料，通过对其炼制来得到高分子材料

的原料，然后经过聚合、缩合反应，最终得到人们日常生活中常见

的这些高分子材料。高分子材料在合成、加工、使用等过程中会发生

老化。一般情况下老化的高分子材料会失去原有的使用性能，所以所

用者会将其废弃，从而形成了大量的“白色垃圾”。值得强调的是这

些被废弃的垃圾其实是可以通过回收得到再使用的。这也为高分子

材料的绿色化可持续发展道路的构建提供了可能。

首相从合成源头上可以有以下突破：对合成过程中产生的无毒副

产物的产生过程做无害化处理；在选用催化剂的时候，要尽量选用一

些毒性比较弱的产品，同时对催化剂的催化效率的要求也要进一步

提高，这样才能保证用尽量少的催化剂达到预期的催化效果，一方面，

可以缩短聚合的时间，另一方面可以降低反应所需要的能量。也就是

说高效催化剂的选择，不仅可以提高生产的效率，而且可以降低生产

成本；生产过程中使用的溶剂要实现无毒化，并通过循环利用来降低

溶剂在产品中的残留率，这样才能在降低污染的同时，达到提高产品

合格率的效果；产品生产的工艺条件要尽量与环境吻合，这就要求在

工艺设计的过程中进行合理的规划及布置；在反应原料的选择问题

上，不要只考虑成本而要考虑其使用所带来的经济、环境及生态方

面的综合效益，不能只顾眼前的利益，而忽视长远利益。

其次在绿色化后处理上可以进行：以单体的形式循环利用，例如

PS、PMMA在一定的温度下均会解聚成单体,这些高分子可以循环使用,

既节约了资源又减少了对环境的污染;以聚合物的形式回收利用。许

多高分子材料具有热塑性,可以重复加工使用,但再加工时会出现降

解、力学性能下降等问题,从而限制了材料的循环使用;三是以能量

的形式回收利用。有些废弃高分子材料回收单体较难,但可以利用热

或其他方式降解成低分子量油脂或其他的化学品,例如现在许多企业

在利用废旧塑料裂解生产液体燃料。对无毒、热值高的高分子材料可

以考虑用来制备洁净的固体燃料,这样既可以解决高分子的污染的问

题,又可以解决能源的短缺。

最后在材料研发方面可以往生物可降解型高分子材料上发展。目

前我国在此方面已取得一些成就。大分子通常由许多长分子链组成，

也可以被称为一种新型的化学聚合物。微生物中的可生物降解聚合物

一般是指化学物质在自然界各种微生物如藻类、真菌等的共同作用下，

可以自行结合并动态分解的生物转化分子形式。

同时生物基材料的出现和使用已经在可持续发展中取得成就，以

生物基为基础的材料大大降低了高分子材料废弃处理产生的废气废

液。

结语

研究高分子材料的绿色化可持续发展，不仅是突破材料产业发

展瓶颈的一种重要方式及路径，也是我国可持续发展战略的内在要

求。中国在生物降解高分子材料的研究上投入了大量的人力物力，取

得了一定的成果，但目前技术还不完善。主要问题是：成本高，不利

应用推广，生产工艺不完善。虽然目前可生物降解高分子材料的生产

和应用存在一些不足，但随着其研究的深入，未来可生物降解高分子

材料的应用将越来越广泛。目前的研究应该集中在新材料的开发、降

低成本和提高性能等方面。高性能、低成本的可生物降解高分子材料

是我们研究的重点。

参考文献

【1】施良和，胡汉杰．高分子科学的今天和明天

【2】王东生．可持续发展与生态环境问题

【3】许光春，裴华．可持续发展战略及其在中国的实践