蔡涛
江苏志成新材料科技有限公司 江苏扬州 225100
摘要:我国正处于高速发展的状态,工业发展是重点发展产业,但是由于工业使用的材料出现的环保问题,引发社会的关注,所以工业企业注重发展绿色化学。采用绿色化学的主要目的,使化工工业的生产源头将污染降到最低,环境的改善对于人类的生活环境具有重要的改善作用。基于此背景下,本文主要分析了高分子材料合成与应用的绿色化工发展相关内容,希望能够给有关人士提供一定的参考价值。
关键词:高分子材料;合成;应用;绿色化工;发展
1有关绿色化工的概述
发展绿色化工,可以减少对环境的污染。传统的化工生产消耗化工原料较多,这使得在生产中的污染物排放量相对较大,对周边的环境造成很大危害。发展绿色化工,针对性地解决了环境污染这一问题,逐步实现了环境友好的工业发展目标。同时,发展绿色化工,还可以降低企业的生产成本,消耗的化工原料相对较少,大部分的材料都可以进行反复循环使用,这不仅降低了化工生产的整体成本,同时还增加了化工生产的综合效益,为化工的绿色生产、循环生产提供技术支持。绿色化工对化工企业的发展来说是至关重要的,化工企业持续有效地推进绿色化工的应用,逐步实现了现代化工产业的转换,扩大了化工生产的技术优势,符合现代社会的发展要求。
2有关高分子材料的问题
2.1合成中的问题
高分子材料合成工艺主要是对材料做高压、加热和冷却等多项加工处理,在这个过程中需要消耗掉大量的能源,在保证材料质量合格的前提下降低能源消耗是人们一直在研究的重点课题之一。高分子材料合成必须要借助一些溶剂、催化剂等物质才能完成,其中又会产生一定量的毒副产物,当这些物质扩散到空气中会对环境和人体健康造成严重影响。目前所了解和接触的和合成高分子材料都是由天然气、石油等矿物燃料中提取出来的,因此在研究过程中会与环境产生极大联系。针对高分子材料的后续处理工作,通常是采用填埋措施,能够回收利用的只占到很少一部分,这样不仅会造成资源的浪费,还会对填埋周围区域的环境土壤产生巨大破坏。废弃高分子材料的处理是当今人们关注的问题之一。
2.2应用中的问题
高分子材料的使用过程中如果操作不善就会污染环境,也会对人类健康产生危害。例如在以前冰箱之中使用的氟利昂,它的不合理的排放使用会对地球的臭氧层造成极大的破坏。另外,在使用后的材料处理方面也存在问题:高分子材料的原始来源于石油等物质,因此如果处理不善就会形成污染。目前人们对于高分子材料在使用后进行的大多为填埋方式,更有甚者直接丢弃,只有很少一部分会被回收再利用,在浪费大量资源的同时,还带来了很多负面的影响。
3高分子材料合成与应用中的绿色发展战略
3.1原料的无毒化
在高分子材料绿色发展战略推进过程中,必须要做好其原料的控制工作,确保所使用的原料是无毒无害的,并且能够维持很长一点时间的使用和消耗,不需要担心未来的资源紧缺问题。例如在高分子材料的真实研究工作中,美国为了找到合成原料的替代物质,在高分子材料加工中借助淀粉和PVA缓和物,研究出了强度相差无几的高分子材料,在遗弃之后的分解率也高达百分之百。
3.2催化的无毒化
部分研究人员认为辛酸亚锡具有较强的生理毒性,生物降解材料的合成酶催化工序与绿色化学所提出的内容标准是相一致的,然而酶的催化作用受到酶种类和酶促反应的影响,在聚烯烃类高分子的加聚反应过程中,其整体的原子利用率达到了100%的水平,即使这样,材料的安全性还需要人们的进一步研究和论证。绿色化学高分子材料制备工作要借助许多不同种类的稳定剂、增强剂等添加剂,其对环境和人体健康是否有较大影响,或者有什么样的影响依旧需要进行深入研究,催化剂无毒化是绿色化学的重点研究内容。
3.3制备的无毒化
人们借助现代生物合成技术将葡萄糖作为原料,可以合成乙二酸材料,并且在成本和技术层面都有着非常明显的优势。环氧丙烷是制造聚氨酯泡沫塑料过程中不可或缺的原料之一,一般工艺技术中主要是借助两步反应的氯醇法,其中需要接触到有毒气体氯气,同时排放出含有氯化钙物质的废水,会对生态环境产生严重破坏。为了避免这个问题,相关研究人员通过钛硅分子筛来催化氧化丙烯,进而得到环氧丙烷的新型工艺技术,并且对原子的利用率达到了100%的水平,使得人们在绿色化学领域获得了更加深入的突破和发展。
3.4合成材料的无毒化
许多合成高分子材料是无法实现降解的,同时要想进行回收和二次利用也是较为困难的,放到室外环境中会对生态产生不同程度的破坏与影响,针对这个特性,人们需要在高分子材料的无毒无害性方面上进行大力创新和研究。此外,以绿色化学的角度来看,高分子材料无毒化是绿色化学所要追求并实现的重要目标。在实际中,人体手术需要用到的手术缝合线就是由聚氨基酸等材料制备而成,这种材料不会对生物体产生任何影响和后遗症,在生物体内不会产生排斥反应,同时具有非常显著的可降解特性,是一种贡献和作用非常大的合成高分子材料。
3.5应用的无毒化
应当对不同类型的高分子材料使用不同的处理方法,对于可回收再利用的物质,应当提高其回收再利用率;针对于不可回收再利用的高分子材料,应当选择绿色无毒害的方法来安全处理这些高分子材料;目前使用生物降解的方式虽然很绿色高效,但是它也有一定的局限性,只能用于可以进行生物降解的高分子合成材料,此时多是使用填埋的方式进行处理。而对于不适用生物降解的高分子材料垃圾应当做好其回收利用工作,实现循环利用,减少资源的浪费以及对环境的破坏。
4高分子材料在工程建筑中的运用状况
4.1直接节能型
高分子材料此类高分子材料能够在建筑工程方面上发挥很大的作用,可以将其用作建筑材料或者保温材料等。同时兼具着优异的防火防水性能,在实际使用过程中能够坚持很长的时间,其本身的化学稳定性也较为显著。真正在实际中得到广泛应用的建筑外墙保温高分子材料主要有酚醛树脂聚氨酯以及和高分子包覆的相变复合材料。在施工过程中可以节省很多时间和精力,并且能够确保良好的保温性能?与此同时,硬质聚氨酯泡沫塑料的闭孔率可以实现90%以上的水平,孔洞之中的二氧化碳等物质,导热率整体上来说符合使用标准和要求。
4.2间接节能型
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,在抗菌方面有着良好表现,在建筑外墙、管道等有着广泛的应用。在空气湿度较大的环境中,可以有效的避免材料出现变质的现象,进而可以使其长时间的保持良好工作状态。缩短材料的实际成型时间,过着降低材料成型标准,这些特性在节能减排过程中起到了良好作用。经过紫外光固化处理的材料,其固化速度、稳定性、力学性能都有着突出表现,值得人们在其应用和发展中投入更多的成本和资源。
5结语
总之,人们对于经济与环境协调发展的问题愈加重视,为了尽快缓解这两者之间的矛盾和问题,需要在绿色工业上取得显著的突破和成果。国家在此方面也投入了大量的资源和人力物力。高分子材料合成与应用作为重点发展的内容之一,需要针对其中存在的各项问题制定科学合理的解决措施,加大科研投入,促进高分子材料领域的发展和进步。
参考文献
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