前言
高分子材料也称为聚合物材料,它是一类以高分子化合物为基体,再配以其他添加剂所构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。高分子材料相对于小分子,具有显著的特征,一是分子量大,一般在10000以上,二是分子量分布具有多分散性,高分子化合物在聚合过程后,变成了不同分子量大小的许多高聚物的混合物。高分子材料具有防水、隔音、质量轻、耐磨、耐腐蚀、易加工等特点,同时在美观性、抗酸碱腐蚀性、电绝缘性等实用性能上表现优异。因此高分子材料在建筑材料领域得以广泛应用。
1高分子材料的应用对环境造成的污染问题
1.1生产中造成的环境污染
将高分子材料加工为成品的过程中需要经过多道生产工序,在生产过程中必定会对环境造成一定的污染。近些年来,聚氯乙烯管材及异型材成为了化学建材市场的主流产品,塑料管道在管道市场占有率达到了整个管道市场的50%以上,门窗市场中塑料制品的使用率在20%以上。在聚氯乙烯的合成与加工过程中,对环境造成的污染问题非常严重,合成过程中使用的原材料乙烯对人体健康具有非常大的危害,能够造成慢性中毒,大量吸入人体可直接导致急性中毒症状。在聚氯乙烯的加工过程中需要使用大量的有毒性添加剂,对人体直接起到致癌作用,即使一些无毒添加剂也会造成生物富集污染。
1.2使用中造成的环境污染
高分子材料制品具有良好的使用性能,在日常生活中被普遍使用,但在使用过程中却存在许多问题。比如复合地板在使用过程中会产生游离甲醛,一些装修材料中会散发有毒物质,对人体健康造成极大的危害,严重地会导致婴幼儿产生小儿白血病。一些高分子材料制品中使用的添加物和残留物同样会对环境造成严重污染,比如密封材料与摩擦材料中使用的石棉,既危害人体健康又污染环境。
1.3废弃物造成的环境污染
在高分子材料产品生产过程中必定会产生一些边角料或废品,这些废弃物通常可以进行回收和再利用,对环境造成的污染相对小一些,而产品使用完后所产生的废弃物对环境造成的污染非常严重,比如一次性农用薄膜通常是由PE制成,在农业生产中对使用完的薄膜一般是通过地下掩埋或焚烧来处理,会造成严重的土壤污染和空气污染。还有我们日常生活中随手可用到的塑料袋,其造成的白色污染问题非常严重,产品使用完产生的废弃物是主要的环境污染来源。
2高分子材料废弃物处理建议
2.1改良合成工艺
在进行材料加工时,首先应尽可能地选择环保的可再生资源作为原材料,比如PVA与玉米淀粉共混物,利用普通加工工艺进行作业,可达到完全分解,玉米淀粉可转化为葡萄糖,借助葡萄糖来制作苯二酚及邻苯二酚等化工原料,可实现高分子原料无害化。在加工过程中,可以通过开发新的制作工艺,减少废物的产生。可以改良加工条件,使用绿色化的催化剂,降低能源使用消耗。仿酶催化是当前化工领域研究的一项热点,其具有反应条件温和、高效性和专一性等优点,可以利用这一点来降低高分子材料废弃物的产生。
2.2减少高分子材料废弃物产生量
高分子材料废弃物以固体为主,废弃物产生量的增加给环境保护带来了极大的危害,应努力减少高分子材料废弃物的产生量。可以对一些高分子材料制成品进行使用限制,比如一次性塑料餐具,塑料袋等,政府部门可出台相关规定,对其使用进行限制。可以通过收取相应的消费税,来提高一次性产品的价格,进而从价格上来限制一次性高分子材料制品的使用。相关部门应积极进行环保宣传,提高公民的环保意识,让公民能够自觉减少对一次性产品的使用。制作一次性产品时,可改为使用可降解的原材料,比如环保纸、植物纤维和淀粉等。
2.3高分子材料废弃物进行回收再利用
将高分子材料废弃物进行回收再利用,可以对废弃物造成的污染进行有效地控制,还能减少资源的浪费,是一种非常值得提倡的环保措施。在西方的一些发达国家,国家出台了相关的政策,要求污染制造者必须承担污染物治理和消除过程中所有的费用,而且这笔费用都不低,这在很大程度上对污染物的制造起到了限制作用,我们也可以对其进行借鉴。我国近些年来,在白色污染的治理方面已取得了一定的效果。对高分子材料废弃物可以进行直接回收利用,也可以对其进行化学循环处理,将其进行分解后再重新聚合制作,可以达到循环利用的效果。
3高分子材料的发展前景
3.1高分子材料的绿色化
高分子材料由于自身特性,很难被自然界降解,造成的污染日益严重,这也严重制约了高分子材料的发展。高分子材料的绿色化使其能被自然界降解或者通过其他方式降解,有助于社会和谐发展、保护绿水青山、建设环境友好型社会。
3.2高分子材料的智能化
21世纪是信息的世纪,也是智能的世纪,智能化已经成为研究的热点,利用功能高分子材料存储、传递、处理信息的功能,是高分子材料研究的重要方向,一旦取得突破,将带来高分子智能材料领域和人工智能领域的飞跃式发展。
3.3高分子材料的多功能化
高分子材料增强了高分子材料的原有功能,实现更多方向的应用是多功能化的目的,同时有利于拓宽高分子材料的发展空间。随着科技的发展,兼有数种功能的高分子材料一定会被研发出来。
3.4高分子材料的高性能化
高分子材料的特性在于理化性质,增强理化特性是高分子材料的重要发展方向之一。例如对其进行耐腐蚀、耐高温、抗老化等方面的研究,在航空航天、电子工业、汽车交通、家电等领域具有重要意义。
结束语
高分子材料具有设计自由度高、应用范围广、轻质高强、加工性能优异、耐酸碱侵蚀性能好等特点。高分子科学的发展是必然的,应顺应形势,认识到发展的必然性,适应客观需求,在此基础上做好科学的规划,促进我国高分子材料领域的发展。
参考文献:
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