高分子材料的循環(huán)應(yīng)用研究

賈 黎

（ 湖北工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，湖北 武漢430068)

高分子材料實(shí)質(zhì)是指以高分子為基礎(chǔ)制作而成的材料，目前我國每年的高分子材料生產(chǎn)應(yīng)用已經(jīng)排在而來世界前列，在生活中我們常見到的以高分子構(gòu)成的材料主要包括了涂料、塑料以及橡膠等， 這些高分子材料被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，同時(shí)隨之也會(huì)給人們大量高分子廢棄物污染問題，需要及時(shí)采取有效解決措施， 提高高分子材料的循環(huán)利用率。 高分子材料循環(huán)應(yīng)用通常會(huì)采取生物降解方式，其能夠基于酶作用下促使高聚物內(nèi)化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，最終完成降解目標(biāo)。

1 高分子分解材料可循環(huán)應(yīng)用主要類型

1.1 天然高分子

在高分子材料中， 存在著一些來自于自然界中的高分子材料， 這些高分子材料能夠?yàn)槿祟惿a(chǎn)生活帶來一定的好處。 比如，常見的纖維素、木質(zhì)素以及甲殼素等，天然高分子微生物能夠被人們進(jìn)行充分降解[1]，同時(shí)可以將其科學(xué)有效制作成薄膜產(chǎn)品，然而如果只是單一采用天然纖維素制作成薄膜，其無法有效具備良好的耐水性。 針對(duì)于此， 廠家可以通過綜合運(yùn)用多種天然高分子材料進(jìn)行高質(zhì)量薄膜的生產(chǎn)制作，這樣制作出來的薄膜產(chǎn)品不僅具備較強(qiáng)的耐水性，還有著足夠的強(qiáng)度。

1.2 合成高分子

合成高分子材料主要包括了脂肪族聚酯、 芳香族聚酯以及聚酰胺等，其中脂肪族聚酯的應(yīng)用優(yōu)勢特點(diǎn)是具備了良好的生物可降解性，不足之處在于強(qiáng)度和耐熱性不好、熔點(diǎn)偏低，無法被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)活動(dòng)中。 而芳香族聚酯和聚酰胺的應(yīng)用優(yōu)勢在于強(qiáng)度好、熔點(diǎn)較高，能夠?qū)⑺鼈冎谱魃a(chǎn)成工程塑料，這類材料的不足在于沒有生物可降解性。 針對(duì)此種情況， 相關(guān)工作人員可以通過綜合運(yùn)用芳香族聚酯和脂肪族聚酯， 將它們科學(xué)有效制作成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這樣一來就能夠保證其不僅擁有較好的生物可降解性，又能夠有著良好的強(qiáng)度和耐熱性。

1.3 混合型高分子

在目前高分子材料市場中， 存在著一些高分子材料由于無法做到生物可降解，因此也就決定了這些高分子材料不能夠進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用，會(huì)容易產(chǎn)生廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，并且也會(huì)促使資源得到浪費(fèi)[2]。 為了解決該問題，相關(guān)工作人員可以采取往那些不可降解高分子材料中合理加入能夠進(jìn)行有效降解的高分子材料，這樣就能夠促使新的混合型高分子材料具備可降解性，被人們進(jìn)行循環(huán)使用。 與天然高分子相比較，混合型高分子材料是難以做到充分降解的。

1.4 微生物生產(chǎn)型

在高分子材料中， 微生物生產(chǎn)型高分子是一種由不同微生物有效合成的高分子材料， 其構(gòu)成形式主要包括了微生物多糖、生物聚酯等。 微生物生產(chǎn)型高分子材料能夠被工作人員進(jìn)行簡單處理分解，并且分解后其所產(chǎn)生的各類物質(zhì)不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成任何污染。 在社會(huì)發(fā)展中微生物生產(chǎn)型高分子材料被普遍應(yīng)用在可降解塑料袋的制作生產(chǎn)中。

2 高分子材料循環(huán)應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐

2.1 化學(xué)循環(huán)技術(shù)

在高分子材料循環(huán)應(yīng)用工作中， 化學(xué)循環(huán)技術(shù)是工作人員常用的一種技術(shù)方法，該項(xiàng)技術(shù)的科學(xué)高效應(yīng)用不僅能夠最大程度降低高分子材料廢棄物的污染程度，還能夠避免資源浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生。 化學(xué)循環(huán)技術(shù)在高分子材料循環(huán)應(yīng)用過程中具備了良好的可操作性與經(jīng)濟(jì)性，能夠幫助廠家在最低成本下創(chuàng)造出最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 當(dāng)前人們常用的化學(xué)循環(huán)技術(shù)主要包括了超臨界流體技術(shù)、焦化與液化技術(shù)以及油化技術(shù)。 其中，超臨界流體技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢在于綜合成本低、不污染環(huán)境、效率高等，超臨界流體的代表物質(zhì)有乙醇甲醇、超臨界水、二氧化碳，通過在高分子材料中科學(xué)使用超臨界水作為化學(xué)反應(yīng)的截止， 能夠?qū)⑸钪谐Ｒ姷母鞣N廢棄塑料進(jìn)行充分降解或者分解，這樣就能夠幫助人們有效解決高分子廢棄材料的環(huán)境污染問題、資源循環(huán)利用問題[3]；焦化與液化技術(shù)被工作人員廣泛應(yīng)用在煤與廢棄塑膠液化過程中， 它們兩者之間會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，有利于優(yōu)化改善煤的液化環(huán)境，從而避免造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染情況。 工作人員通過利用液化技術(shù)能夠在廢塑料中提取出氫物質(zhì)，有效降低煤液化的氫耗量，從而促使人類生活中的廢塑料能夠進(jìn)行循環(huán)利用，并且最大程度發(fā)揮出煤炭資源的作用；油化技術(shù)被人們劃分為三種方法，它們分別是熱解法、催化熱解法以及熱解催化改質(zhì)法，通過利用油化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高分子材料的有效裂解目標(biāo)，并最終生成柴油、汽油等原材料。 油化技術(shù)在高分子材料循環(huán)應(yīng)用中的優(yōu)勢在于生產(chǎn)操作簡單安全、環(huán)境污染少、原材料來源廣，能夠幫助企業(yè)創(chuàng)造出更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 物理循環(huán)技術(shù)

在高分子材料物理循環(huán)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用過程中， 工作人員采用的方法主要包括了兩種，一種是通過利用機(jī)械共混或者化學(xué)接板實(shí)現(xiàn)對(duì)再生料的加工操作，該種方法被人們稱之為復(fù)合再利用。 另一種則是通過對(duì)那些回收的廢舊物品展開清洗消毒作業(yè)，最終重塑加工形成一個(gè)新的產(chǎn)品，將該產(chǎn)品投放到市場進(jìn)行銷售應(yīng)用，該種方法被人們只作為簡單再生利用。

復(fù)合再利用方法對(duì)于循環(huán)應(yīng)用工作人員要求較高， 他們必須學(xué)會(huì)規(guī)范操作對(duì)應(yīng)的專業(yè)器材設(shè)備和加工技術(shù)。 雖然說復(fù)合再利用方法在加工操作上具有較高的復(fù)雜性，但是通過有效發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)方法的作用，能夠提升加工產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，促使其得到市場消費(fèi)者的認(rèn)可和信賴。 簡單再生利用方法最大的優(yōu)勢在于操作方法簡單，對(duì)于工作人員的專業(yè)能力要求不高，只需展開簡單處理就能夠形成新的產(chǎn)品。 其缺點(diǎn)在于產(chǎn)品性能無法得到充分保障，往往只能夠生產(chǎn)出一些低端的塑制品，難以滿足不同層次消費(fèi)者用戶的需求。 在物理循環(huán)技術(shù)應(yīng)用中， 工作人員最為常用的物理循環(huán)方式是塑木技術(shù)和土木材料化[4]。 其中塑木技術(shù)實(shí)質(zhì)是指通過采用高質(zhì)量的聚丙烯樹脂和乙烯，然后融入其他一些材料， 制作加工成一種板材。 相關(guān)工作人員可以利用該板材去替代掉傳統(tǒng)木制品，并且能夠進(jìn)行循環(huán)使用，這樣一來能夠有效解決傳統(tǒng)木制品對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染問題。 而土木材料化實(shí)質(zhì)是指通過使用一些廢舊高分子展開重新再利用，發(fā)揮出其剩下的價(jià)值。 比如， 工作人員可以將那些廢舊的橡膠加工應(yīng)用在鐵路路基、水土保持材料以及人工魚礁上。

3 生物可降解高分子材料應(yīng)用

在人類生產(chǎn)生活中， 生物可降解高分子材料的用途主要體現(xiàn)下幾方面內(nèi)容：a.通過利用生物可降解高分子材料有效幫助人們解決生態(tài)環(huán)境污染問題，充分保障人類社會(huì)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。 傳統(tǒng)高分子材料處理方式包括了焚燒、 填埋以及回收利用等，但這幾種方式都會(huì)有著一定的弊端，容易造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染， 不利于周圍居民的健康生活。 而采用生物可降解方式，能夠有效避免廢棄高分子材料對(duì)周圍環(huán)境造成污染；b.通過利用生物可降解性，制作生產(chǎn)生物醫(yī)用材料。 當(dāng)前，在我國生物醫(yī)用材料市場上，絕大多數(shù)的控釋膠囊劑與片劑都運(yùn)用到了包衣的表皮，而這些包衣片中超過了80%都是傳統(tǒng)糖衣片。 而西方發(fā)達(dá)國家超過80%的包衣片中都是采用了水溶性高分子材料，與西方發(fā)達(dá)國家相比較，我國醫(yī)療行業(yè)的片劑制作水平相對(duì)落后， 需要相關(guān)工作人員的進(jìn)一步深入創(chuàng)新研究。 在發(fā)達(dá)國家中，工作人員在片劑與薄膜衣片加工制作中，他們通常會(huì)采用倒醋酸纖維素、丙烯酸樹脂、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥丙纖維素以及羥丙基甲纖維素等。

結(jié)束語

綜上所述，為了促進(jìn)我國社會(huì)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展，政府部門要引導(dǎo)社會(huì)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)高分子材料的循環(huán)應(yīng)用研究工作。 通過不斷加強(qiáng)對(duì)高分子材料的循環(huán)利用工作，不僅能夠幫助人類社會(huì)有效節(jié)省更多資源，還可以降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。 因此，市場企業(yè)要充分發(fā)揮出不同循環(huán)技術(shù)的作用，全面提高高分子材料循環(huán)應(yīng)用水平，為社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造出更多經(jīng)濟(jì)效益，滿足市場不同層次消費(fèi)用戶的需求。