化工廠生產(chǎn)可降解材料

摘要：新材料研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、 科技進(jìn)步和國防實(shí)力的重要標(biāo)志，加快發(fā)展新材料對(duì)新材料研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和國防實(shí)力的重要標(biāo)志，加快發(fā)展新材料對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)有重要的戰(zhàn)略意義?；どa(chǎn)對(duì)于我國的科技生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)推動(dòng)有著非常重要的作用，但在化工生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生許多的伴生產(chǎn)物，這些產(chǎn)物大多具有強(qiáng)危害性，對(duì)人體健康以及環(huán)境保護(hù)有著極強(qiáng)的威脅，因此在化工廠生產(chǎn)中可降解材料的應(yīng)用顯得十分重要，可降解材料的應(yīng)用可以使得化工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的有害物質(zhì)大幅度降低，也能簡(jiǎn)化后續(xù)的處理程序，降低處理成本。

關(guān)鍵詞：化工廠;生產(chǎn);可降解材料

在化工廠生產(chǎn)中，塑料材料的高機(jī)械強(qiáng)度和高韌性使得塑料材料被大量應(yīng)用在生產(chǎn)過程中，這些材料大多用于包裝以及生產(chǎn)過度。但在高強(qiáng)度的化工廠生產(chǎn)中，大量的塑料材料堆積，而傳統(tǒng)的塑料材料的可降解性能較差，因此在處理方式上，填埋和焚燒成了主要的處理方式。但這兩種方式對(duì)土壤和大氣環(huán)境都有著極其惡劣的影響，某種程度上已經(jīng)給人們?cè)斐闪死_。在這樣的環(huán)境下，隨著環(huán)保意識(shí)的提升，可降解材料因?yàn)槠渚G色無污染的特性被應(yīng)用在化工廠生產(chǎn)中，大幅度降低生產(chǎn)過程中的污染物產(chǎn)量。

一、可降解材料概述

嚴(yán)重的“白色污染”導(dǎo)致我國的環(huán)境迅速惡化，這是因?yàn)樵S多的塑料制品不具備易降解的特性使得塑料在使用之后，由于沒有得到妥當(dāng)?shù)奶幚?，大量的塑料垃圾堆積進(jìn)而產(chǎn)生“白色污染”，為進(jìn)行有效治理“白色污染”現(xiàn)象，我國對(duì)可降解材料展開了重點(diǎn)研發(fā)。

可降解材料指的是材料的韌性和機(jī)械強(qiáng)度在經(jīng)過一段時(shí)間后就會(huì)失效，材料本身被自然界中的微生物或環(huán)境因素的作用下被降解為二氧化碳和水等于自然界無害的物質(zhì)?？山到獠牧系膽?yīng)用對(duì)焚燒和填埋的處理方式產(chǎn)生的自然污染有著極強(qiáng)的緩沖作用。在可降解材料的研究中，主要研究方向是光降解材料和生物降解材料，光降解材料的前提條件是光照，適用性較強(qiáng)，但局限性較大，而生物降解材料的研究領(lǐng)域廣泛，從材料的機(jī)械強(qiáng)度、材料適用領(lǐng)域及材料的降解周期都有極強(qiáng)的可研究性。

二、光降解材料

光降解材料指的是材料在太陽光的作用下能夠?qū)Σ牧现械墓饷舨牧习l(fā)生作用，從而使得材料的結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而被降解。光降解材料的作用原理在不用的條件下也不同，其中一種是當(dāng)聚合物在吸收陽光后，聚合物中的光敏基團(tuán)被激活，使得聚合物中會(huì)產(chǎn)生具有可降解性的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與聚合物本身進(jìn)行反應(yīng)，從而降解聚合物。如當(dāng)把一氧化碳作為光敏源與烯烴單體聚合能夠得到含羥基結(jié)構(gòu)的聚乙烯等光降解物質(zhì)。

另一種是將光敏劑加入到聚合物中，在光照條件下，光敏劑會(huì)使聚合物催生出自由基，這些自由基的存在提升了聚合物的可降解功能，使得聚合物在光照條件下更容易被降解。此外，光敏劑加入聚合物中能夠在使用過程中使材料具備抗氧化性，進(jìn)而保證材料的正常使用。這樣就使得加入光敏劑的材料在使用中及使用后都能對(duì)材料產(chǎn)生良性的作用，這種材料通常為金屬化合物。

在化工程生產(chǎn)過程中，光降解材料的應(yīng)用能夠降低化工生產(chǎn)污染，但其光照的條件使得材料的降解條件受限，無論是將材料移至室外還是在室內(nèi)使用強(qiáng)光降解都存在一定的局限性，但在特殊環(huán)境中，光降解材料的應(yīng)用一樣能降低環(huán)境污染。

三、生物降解材料

因?yàn)楣饨到獠牧系墓庹諚l件局限，再加上自然界中存在的大量微生物，在兩種條件的結(jié)合下，生物降解材料成為了當(dāng)前的研究重點(diǎn)。生物降解材料相較于光降解材料的優(yōu)勢(shì)是無論是其聚合物材料的原料還是降解后的產(chǎn)物對(duì)于環(huán)境的污染都會(huì)更小。其原理是當(dāng)聚合物在微生物或酶的作用下，其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)被破壞，聚合物被降解為綠色無害的小分子化合物。這些聚合物在降解過程在根據(jù)其不同降解方式可將其分為物理、化學(xué)及酶降解。在材料的分類上可分為微生物降解型、合成高分子型、天然高分子型等，其中又以天然高分子型生物降解材料為主要研究熱點(diǎn)。

微生物降解型材料是以有機(jī)物作為碳源，通過微生物的發(fā)酵將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成為高分子聚酯，利用這些聚酯制成的高分子化合材料具有一定的可降解功能，在一定條件下能夠被微生物降解。

合成型高分子型降解材料的作用原理是利用自然界中原本就存在的降解性良好的高分子化合物，通過化學(xué)反應(yīng)將這些化合物合成為可降解的高分子化合物，在材料使用過后又可以通過化學(xué)反應(yīng)將這些高分子化合物降解為小分子化合物。

天然高分子型降解材料的作用原理是將淀粉等多糖化合物在一定的條件下加入生物降解添加劑，使其形成可使用的塑料材料，在天然高分子型生物降解材料的應(yīng)用領(lǐng)域中，淀粉基和PLA（聚乳酸）構(gòu)成的可降解材料是當(dāng)前環(huán)境中的研究熱點(diǎn)。

淀粉可以通過植物的光合作用產(chǎn)生，原材料獲取較為容易，也擁有極強(qiáng)的可降解性能且降解后的二氧化碳和水對(duì)自然界都是無害的，因此淀粉是非常優(yōu)良的生物降解材料。在淀粉基構(gòu)成的可降解材料研究中，可將其分為三個(gè)階段：第一階段將淀粉加入傳統(tǒng)塑料的制作過程中使生產(chǎn)的塑料具有一定的可降解功能;第二階段是通過提高材料中淀粉的含量以及將材料的成分與淀粉基反應(yīng)，從而增強(qiáng)材料的可降解功能;第三階段是對(duì)淀粉展開研究，通過物理及化學(xué)手段對(duì)淀粉進(jìn)行處理，最后形成完全由淀粉形成的塑料材料。在淀粉基塑料材料的可降解功能研究中，如何對(duì)淀粉進(jìn)行改性處理使材料能夠被微生物降解或使材料具有溶于水特性是當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，淀粉基塑料的研究成本、材料機(jī)械強(qiáng)度及材料降解周期都是需要進(jìn)一步研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。目前在淀粉基的研究中最成功的是將淀粉與高分子材料進(jìn)行共混得到的具有良好的可降解性的高分子混合材料。

PLA（聚乳酸）是多糖降解后形成的一種對(duì)環(huán)境無害的樹脂。這種材料能夠在土壤環(huán)境中，隨著環(huán)境的變化和微生物的作用下，在經(jīng)過一段時(shí)間后被降解為二氧化碳和水。這種材料雖然具有良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，但在化工生產(chǎn)的過程中，這種材料的使用仍具有較強(qiáng)的局限性，與之相對(duì)的，這種材料在醫(yī)用領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

生物降解材料在我國能夠進(jìn)行大力推廣的原因，除了其具有易降解這種能夠有效降低塑料垃圾污染現(xiàn)象的特性之外，生物降解材料的制備原材料如淀粉、纖維素、脂肪酸等，在全國甚至全世界內(nèi)都能夠輕易的提升產(chǎn)量，且由這種原材料制備的可降解材料適用范圍廣泛，能夠應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。此外，生物降解材料的生產(chǎn)成本會(huì)隨著產(chǎn)量的增加而降低，隨著時(shí)間的發(fā)展，市面上的生物降解材料的價(jià)格必然會(huì)與市場(chǎng)需求與民眾消費(fèi)水平進(jìn)行匹配。

四、結(jié)語

綜上所述，在化工廠的生產(chǎn)過程中會(huì)使用大量的材料，這些材料在使用之后的處理程序極其繁雜且處理成本相對(duì)較高，對(duì)環(huán)境保護(hù)還有極強(qiáng)的影響，因此對(duì)于化工廠生產(chǎn)過程中可降解材料的應(yīng)用能夠令生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物得到有效降低，其次當(dāng)化工生產(chǎn)副產(chǎn)物具備一定的可降解性后，后續(xù)的副產(chǎn)物處理成本也能更低，也能出現(xiàn)更科學(xué)、更環(huán)保的處理方式。我國是世界排名前列的化工生產(chǎn)大國，材料的可降解性能使得這些污染物對(duì)環(huán)境的影響力大幅度降低，甚至可以根據(jù)材料的生物降解性，將焚燒的處理方式全部替代為填埋，在經(jīng)過一段時(shí)間降解后能達(dá)到綠色無污染的程度，這對(duì)于我國的化工生產(chǎn)事業(yè)以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有極強(qiáng)的推動(dòng)作用。

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作者簡(jiǎn)介

郝剛（1986年10月26日）男，漢族，籍貫內(nèi)蒙古五原，大專學(xué)歷。