李静
新疆工程学院，830091
摘要：在科学技术高速发展的背景下，高聚物材料开始在市场当中得到广泛应用。与传统材料相比，这种高分子材料的比强度更高、耐腐蚀性也更好，在环境保护领域尤其是水处理领域当中得到了广泛的应用。但是与此同时，这些高分子材料在一定程度上也会对环境造成污染与破坏。在高分子材料规模工业化发展的背景下，要坚持可持续发展的原则，发展更多的绿色环保型材料。基于此，本文运用文献分析法、归纳总结法，对高分子材料在环境保护领域中的应用进行了研究，在这个基础上探究了该材料规模工业化发展的情况及其未来的发展趋势，希望为相关领域工作人员提供参考。
关键词：高分子材料；环境保护；规模工业化；发展趋势
引言
高分子材料指的是分子质量比较高的化合材料，它们通常经过加工制成。人们日常生活当中所接触到的很多材料都是高分子材料，比如人体器官、天然橡胶等。对于这些材料来说，性能主要是由结构所决定的，它们的结构是由多个简单且相同的单体结构单元，通过特定的化学键连接而成的。与低分子材料相比，它们在化学与物理性能方面都展现出了明显的差异。而通过对结构的改良与控制可以实现性能优化，使其在社会领域当中发挥应有的作用，为人们的衣食住行提供保障。
1. 环境保护领域当中高分子材料的应用
1.1水处理设备
第一是斜板沉淀池。这种沉淀池的斜板是由高分子材料制作而成的，质量比较轻，同时具有较强的耐腐蚀性能。与此同时，通过使用斜板，可以增加沉淀池的沉淀面积，同时增强水处理性能。第二是生物膜处理填料。在对有机污水进行处理的过程中，需要使用生物膜技术，该技术的应用离不开填料，这是微生物附着的场地。这些填料主要是由高分子材料支撑，与传统的砂石材料相比，其在质量上、在通风性能上具有更为突出的表现，可以促进生物滤池高度的提升，同时也可以避免造成滤池堵塞的问题，为生物膜处理过程提供了更为稳定与高效的环境[1]。第三是滤池。无论是中水处理还是给水处理，都需要使用滤池。传统的砂滤池虽然可以起到过滤的功能，但是负荷性能比较弱，过滤速度比较慢。而高分子纤维材料的使用可以实现滤池性能的提升。不仅可以去除水中的悬浮物，同时还可以将其中的病毒与细菌等物质有效清除。
1.2絮凝剂
在对污水进行处理的过程当中，絮凝剂是一种比较常用的材料。无机絮凝剂的价格低廉，但是会对出水设备造成腐蚀。而有机絮凝剂运用了高分子材料，各个方面的性能都更为优越。第一，絮凝剂的稳定性得到了增强，架桥吸附作用得到了提升；第二，基于高分子材料的特点，絮凝剂的功能团种类增加，絮凝效果也得到了增强，能够被应用到更为广泛的领域中；第三，提高了絮体的质量和密度，能够实现与水体之间的有效分离；第四对于得到的污泥残渣，可以通过焚烧进行处理，并不会产生二次污染。在发展的过程当中，单一的絮凝剂表现出了明显的不足，产生了复合高聚物絮凝剂，它由不同高分子材料聚合而成，可以对污水当中的多种胶体物质进行处理。
1.3离子交换树脂
作为高分子材料家族的重要一员，离子交换树脂在水处理领域当中发挥了重要的作用，可以将水体当中的重金属离子去除，实现对水资源的软化处理。离子交换树脂是一种多孔性物质，其与水并不相容，其空隙之间、孔洞表面均附着离子交换基，能够将溶液当中的离子吸附，同时可以实现自身相同电荷离子之间的等量交换，并在溶液当中释放。弱性树脂一次性交换容量比较大，再生简单，因此已经在处理含有重金属离子的废水当中得到了广泛应用[2]。
2. 环保高分子材料规模工业化发展
在高分子材料领域，溶液型聚合物材料是一个重要的种类。
早在2013年，我国溶液型聚合物材料的总产量就达到了19200万吨，在所有聚合物材料当中所占的比例为20%以上[3]。在使用的时候，这些材料需要被稀释到相应的浓度。但是受到高分子材料溶解度的限制，在稀释的时候所选取的溶剂通常是甲苯、二甲苯等材料，这些溶剂具有一定的毒性，在将其排放到空气当中会造成严重的环境污染，甚至对人们的身体健康造成威胁。近年来，我国致力于开发与研制环保型的聚合物溶液，并使用了酒精、水等作为溶剂，在这个基础上开发出了环保型的胶黏剂，实现了大规模的工业化生产。
虽然在环境保护领域当中，高分子材料实现了规模工业化发展，但是在这个过程当中也出现了很多的问题。第一，这些材料的价格比较高，为普通材料的3-15倍，企业出于经济利益的考虑不愿引进。第二，还存在技术方面的问题。不同领域的高分子材料降解速度不同，很多材料的使用时间比较长，在技术上难以达到相应的降解速度标准。第三，评估体系不完善，对于高分子材料的样本方法，还没有形成有效的评价。最后，存在安全问题。虽然高分子材料可以减少白色污染的出现，但是同样会对环境造成污染。部分聚合物材料在降解的过程中会生成甲烷等有害气体，对人类的安全造成威胁。
3. 环保高分子材料未来的发展趋势
3.1实现重复利用、发展绿色环保材料
高分子材料在使用过程当中存在的最主要问题就是生物降解问题，很多材料因为不可降解会对生态环境产生污染与破坏。在这样的背景下，需要将重复利用作为主要的发展方向。同时，还要提高高分子材料的可降解性，在源头处做好对环境污染的控制。最后，还要大力发展绿色环保型材料。当前，大多数高分子材料在生产过程当中都需要依赖矿石燃料，而这些燃料属于不可再生资源，只有降低对这些材料的依赖性才能延缓自然资源的使用速度，促进高分子材料的可持续发展。
3.2实现制备与加工工艺的完善
为了进一步提高高分子材料的性能，就要使用更为先进的设备与更加完善的工艺，从材料的制备与加工环节来进行优化，使材料更好地呈现出高性能的特征。具体来说，人们可以基于高分子材料的力学强度与耐腐蚀性能进行研究，使其在更多的领域当中得到应用。同时，还要实现高分子材料的高功能化发展，促进其功能的丰富性与多样性，使其在更多的环境保护领域当中发挥作用。
3.3强化对环境条件的适应性
在新时期，材料领域也掀起了一场新的革命，高分子材料正在向着智能化的方向发展，促进高分子材料生命功能的发挥成为了一个新的目标。在不同的环境下，高分子材料可以调整自身的性能，展现出高度的适应性。比如使其具备一定的记忆功能，能够根据外界条件的变化而发生形状的变化。同时，还可以感知环境的温度、湿度以及亮度因素来实现自我调整。对于水溶性的高分子材料来说，在智能化发展的过程当中需要将水作为介质，基于自我溶解凸显出粘合性与润滑性特征。
结束语
综上所述，在环境保护领域当中，高分子材料虽然发挥了重要的作用，但是同时也产生了新的环境问题。在我国现阶段的发展过程当中，高分子材料的使用矛盾已经变得越来越突出。一方面，高分子材料在水处理设备、污水处理等领域当中展现出了明显的优势；另一方面，在高分子材料生产与使用的过程中也造成了环境污染，对人类生命健康造成了不良的影响。在高分子材料规模工业化发展的背景下，需要增强材料的可重复利用性，促进加工工艺的完善，同时增强其与环境条件之间的相互适应性。
参考文献：
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[3]李伟,张涛,蒋小军,李青,黄茂敬,胡满凤,童俊,张海琛,刘创彬,李绍鹏.纤维增强型复合材料绿色制造制备新技术概述[J].广东化工,2021,48(03):70-72+45.