《浅谈高分子材料合成与应用中的绿色战略》

《浅谈高分子材料合成与应用中的绿色战略》

张吉栋

13013319820818**** 河北蓝石企业管理咨询有限公司 河北石家庄 050000

摘要：随着经济的不断发展，环境问题日益严重，为了保证经济的可持续发展，人类的环境保护意识日益增强，随之而来的便是绿色战略的提出，绿色战略可以很好的权衡经济发展与环境保护两大难题。在工业生产中，化学作为重要的组成部分之一，也是产生废水废渣的主要因素，高分子材料作为绿色化学研究重点，因而绿色是未来工业发展的主要趋势。在此基础上，本文简单分析了高分子材料合成与应用中的绿色战略。

摘要：高分子材料；应用；合成

改革开放后我国经济得到快速发展，并将重点放在工业生产中，随之便出现雾霾、温室效应等一系列极端天气，环境问题对人们的正常生活造成严重影响。节能减排战略的提出是为了实现生态环境与经济的可持续发展。绿色化学作为绿色工业的重要组成部分之一，关于绿色化学的主要研究内容包括生物降解高分子材料、高分子与相应单体合成方法。

1. 我国高分子材料的种类

随着改革开放的发展，我国的综合国力得到了明显的提升，科技也有了质的飞跃，为我国高分子材料的发展打下了坚实的基础。从我国当前的情况来看，高分子材料不仅种类繁多，并且应用也十分的广泛。

1. 功能高分子材料与通用高分子材料

高分子材料按照应用功能可以分为功能高分子材料和通用高分子材料。功能高分子材料指的是具有转换或储存能量等作用的高分子材料，其具有特殊的催化、光、电等性能，因而功能高分子材料不仅应用范围广，还具有巨大的发展潜力，它提高了人们的工作效率与生产效率，获得了越来越多的关注。通用高分子材料可以大规模生产应用于农业、工业、建筑业等国民经济发展的主要领域，是人们日常生活中最常见的高分子材料，极大地改变了人们的生活。

2. 合成高分子材料与天然高分子材料

高分子材料按照来源可以分为合成高分子材料和天然高分子材料，合成高分子材料与天然高分子材料相比具有密度低、性能好和耐腐蚀等特点，而天然高分子则可以通过化学作用改变其使用功能，应用范围更加广泛。

2. 高分子材料合成特点

1. 材料无毒

高分子材料可以回收利用，这也就决定了高分子材料无毒。例如聚氨基酸高分子材料，在实际应用中对生物体无任何的毒副反应，且无免疫源性。

2. 原料无毒

高分子材料合成特点其一是原料无毒，现阶段已知最好的生物降解材料为聚乳酸及其衍生物，该物质原料来自于淀粉中的乳酸，因而能够应用于医疗行业中。

3. 制备无毒

例如关于有机玻璃所采用的丙酮经睛化一硫酸醇解法，在制备的过程中会才采用到硫酸。制取尼龙中已二酸作为主要的原料之一，传统制备时将其作为起始原料，但苯属于致癌物质，在制备中会产生大量的氮氧化物废气，严重污染到生态环境。但若使用生物合成技术，起始原料换成葡萄糖，便能够显著地降低苯物质的使用。

4. 催化无毒

在应用聚乳酸类材料时需考虑到安全性，原因在于制备该材料中所采用的催化剂具有一定的毒化作用。尽管大部分聚乳酸的合成材料中以辛酸亚锡作为催化剂，但该种物质的生理毒性受到一部分学者质疑。同时生物降解材料中合成酶催化作用会在一定程度上受到酶的种类与酶促反应限制，因而材料的安全性仍然是未来绿色化学的研究重点。

5. 应用安全

一部分环境惰性的高分子化学材料具有较高的处理成本，也会严重威胁到生态环境，通常所采用的处理方式为循环利用、焚烧以及填埋等。因此，这就要求未来研究中，对于这类材料除了传统处理方式外，还需进行分类，建立一个更加完善的废弃物回收标准，旨在最大限度地提高循环利用率。对于无法回收的材料则予以焚烧，旨在将材料中热能充分利用。

3. 高分子材料在工程建筑中的运用状况

1. 直接节能型高分子材料

这种材料可以用作建筑外墙的结构保温涂料或者材料，具有较强的保温效果，而且还具备了良好的防火、防水性能，具有优良的化学稳定性，较低的膨胀率与较长的使用寿命等多种性能。经常被用作建筑外墙的若干保温高分子材料如下所示：酚醛树脂聚氨酯与高分子包覆的有关相变复合材料。它们既能够有效地满足建筑工程的安全性能与保温效果，又便于施工等。再者，硬质聚氨酯泡沫塑料的闭孔率超过了90%，孔洞中充满了一氟二氯乙烷与二氧化碳等，发泡剂，它们的导热率都比较低。在完成了现场喷涂聚氨酯后，通常情况下导热率维持在0．020W/（m•K），即便老化以后，它的导热率仍然比较稳定，大致处于0．023W/（m•K）的水平，它的保温效果在很大程度上超过了其他材料。聚氨酯材料的疏水性能非常出色，它具有较高的闭孔率，水分不容易进入到材料内部中，防水性能非常优异，能够预防材料遇水膨胀的问题，可以确保它拥有稳定的尺寸。这种材料的黏附性能十分优越，它和纤维板、胶合板、木板、混凝土、金属板等材料的黏附强度，在很大程度上超过了聚氨酯泡沫材料的实际撕裂强度。在建筑工程的施工过程中，便于操作，不要求非常严格的施工环境。

2. 间接节能型高分子材料

此类材料能够减少高分子材料所需要的生产成本，切实增加材料本身的使用寿命等，以节约能源资源，提升以往的高分子材料的化学稳定性、耐水性、加工性、抗菌性、耐老化性等，以实现节能木板。以纳米氧化锌、纳米二氧化钛与纳米银复合而成的高分子杂化材料，和末端为吡啶盐烷烃长支链、季磷盐、季铵盐的高分子材料，具有较强的抗菌性能。此类材料会被用做外墙、管道、内墙，在湿度较大的条件下，能够显著地改进材料易于霉变的状况，切实增加它的使用寿命。压缩材料的实际成型时间，或削减材料成型所需要的条件，这些都输间接性地减少能耗的手段之一，紫外光固化的相关涂料具有较快的固化速度，而且具有优良的稳定性、光学、力学性能，因此这种高分子材料具有非常广泛的应用前景。

3. 功能性节能或储能高分子材料

此类高分子材料运用在建筑工程中，主要是热致变色型高分子材料与聚合物太阳能电池。前者对温度非常敏感，是非常具有代表性的功能性节能材料，重点用来制作建筑物的外墙与屋顶的涂料。后者是把光能转换为电能，而且将这些电脑储存起来，能够为室内提供充足的电力支持，能够用在玻璃、外墙、屋顶等多个领域。

五、绿色战略背景下的高分子材料合成与应用

对于人工合成高分子材料对而言，其在制备及应用过程中不可避免地会对环境会造成一定污染，因此这就要求我们针对不可利用高分子材料需采用正确处理方式。首先，对其采用生物进行降解，若无法降解则分类，分为不可与可回收废物。其次，针对不同高分子材料采用不同处理方式，例如对于PP及PE等聚烯烃高热值，可收集在焚烧中不会产生有毒有害气体的材料，并将其集中燃烧，最大限度地使热量转化成电能或其他能源。而针对如PET、PS等可回收高分子材料，尽可能避免填埋。聚氯乙烯由防老剂、增塑剂以及聚氯乙烯组成，光与热稳定性差，材料本身没有毒，但其中的防老剂以及增塑剂属于有害物质，加上聚氯乙烯在燃烧时会释放出大量的氯化氢有毒气体。因此，需对PVC与添加剂进行合理使用，同时做好防护措施，尽可能地避免制备及生产中渗透出有毒物质。最后，科学处理PVC废弃物品，不得进行燃烧。

结束语：综上所述，随着环境与经济发展之间矛盾的日益突出，绿色经济成为近年来热点话题。在绿色战略下，为促进工业的绿色发展需实现绿色工业，高分子材料合成与应用因其所具有的绿色化、无毒化以及安全化成为未来绿色工业的发展方向。但高分子材料合成与应用中还存在一定的问题与缺陷，仍然需要企业、社会以及相关研究工作者的研究，促进高分子材料合成的更好发展。

参考文献：

[1]许志绍.试析高分子材料合成与应用中的绿色战略[J].化工管理,2017(05):131.

[2]金澄.高分子材料合成与应用中的绿色战略[J].化工管理,2016(10):118.

[3]朱金天.高分子材料合成与应用中的绿色战略[J].求知导刊,2015(04):67.