《论高分子合成材料应用对保护自然环境的积极意义》.doc

论高分子合成材料应用对保护自然环境的积极意义 从工业革命开始人类进入了工业时代，经济社会得到了空前的发展。工业的各个领域迎来了都得到了迅速发展。化学工业领域在战争的烟幕中迅速成长，形成了多个发展方向。形成了生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类共80项研究领域。其中高分子化学中的高分子合成材料的研究在20世纪以来伴随着化学工业的发展取得了极大的进展。高分子材料已经逐渐拓展到医用、通信、光电等方面，在新型道路方向愈加深入。在高分子材料的快速发展和广泛应用的过程中，对高分子材料在基本性能和功能上要求也在不断的提高，在绿色合成化学、环境友好加工上进行努力，以适应和改善由于工业发展所带来的环境污染等人类问题。塑料、橡胶和合成纤维是具有许多优良特征的主要的高分子材料。石油化学工业中产生的有机高分子材料的原料用途广泛，对人类的生活产生了越来越大的影响。但是在高分子材料的研究开发与生产过程中，人类过分追求材料的性能与功能，导致了材料生产、使用和废弃的过程中消耗大量的能源和资源，最重要的是它对环境造成了不可忽视的污染。近几年来，人类对环境愈来愈重视，在高分子材料中进行了绿色高分子材料的研究与探讨。对保护自然环境起到了积极的作用。绿色高分子材料充分、合理地利用资源和能源，把预防污染环境战略应用在生产全过程和产品生命周期的全过程，减少对环境的危害。可降解性是高分子材料绿色化的主要表现。所谓可降解性是在一定的试用期内具有与普通材料同样使用功能，超过一定期限后它的分子结构就会发生变化，并自动降解而在自然环境中融化。中国从20世纪80年代开始研究和开发可降解塑料制品，现已有光降解农用地膜、生物降解农用地膜、可控光降解与微生物降解农用地膜、可降解餐具等商品面世。光降解塑料的光降解反应机理, 是在太阳光的照射下引发光化学反应,使高分子化合物的链断裂和分解,从而使分子量变小。光降解塑料的制备方法有两种:一是在塑料中添加光敏化合物;二是将含羰基的光敏单体与普通聚合物单体共聚,如以乙烯基甲基酮作为光敏单体与烯烃类单体共聚, 成为能迅速光降解的聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等聚合物。“可控光降解塑料”是现在研究的可控降解塑料的主体。这种特殊的可降解塑料必须能精确控制诱导期,在诱导期内,其力学性能至少能保持在80%以上,达到有效使用期后,力学性能迅速下降。这种可控光降解技术的关键是选用合适的光敏剂,这种光敏化合物应具有两重性,即在塑料聚合加工过程以及在使用有效期内,应该起抗氧化剂作用,使塑料具有适当长的诱导期并保持一定的稳定性和力学性能,过期后,又起到光解促进剂的作用。生物降解塑料可以在细菌、酶和微生物的侵入、吸收及破坏下产生分子链的断裂,从而达到降解、崩坏的结果。生物降解塑料有两种不同的降解方式,一种称为生物降解,主要是由微生物的作用使高分子链断裂,这种降解是一种连续性的微量渐变过程,表现的形式是塑料整体的逐渐消失,例如聚3 一羟基基丁酸酯及其衍生物、醋酸纤维素等;另一种称为生物崩坏,虽也是微生物或细菌的作用,但塑料的降解过程表现为整体的崩溃,是一种突变过程,如淀粉、PE、PP、PVC、PS 等共混物。天然多糖类(如淀粉、甲壳素等)由于化学结构稳定和可加工性,在生物降解塑料中占重要地位。以淀粉为主要成分的降解塑料构成了生物降解塑料的第一大类。为了改善亲水性淀粉和憎水性树脂之间的相容性, 往往加入淀粉的接枝聚合物作相容剂。目前使用最多的接枝单体有苯乙烯、丙烯睛、烷基丙烯酸醋类等。除了天然高分子塑料外,还有一部分可完全降解的合成塑料。现在开发和研究较多的有2 种:微生物合成的聚羟基丁酸酯(PHB)、人工合成的脂肪族聚酯。PHB 是一种可完全降解的热塑性塑料。脂肪族聚酯是由脂肪链酯类加成开环聚合而成,虽属不溶性固体,但很容易被多种微生物降解。脂肪族聚酯中研究最多的是聚- 己内酯,分子量为4000,熔点63,250分解,一年可完全消失。上述可降解塑料都存在一定的缺陷,光降解塑料只有在较直接的强光下才能发生降解,当埋入地下或由于得不到直接光照而不能进行光降解;而生物降解塑料的降解速度和降解程度与周围环境直接相关,如温度、湿度、微生物种类、微生物数量、土壤肥力、土壤酸碱性等,实际上生物降解的降解程度也不完全。为了提高可降解塑料制品的实际降解程度,近年有人将光降解和生物降解结合起来,制备光和微生物双降解塑料已取得较好的效果。目前公认的产品是聚乳酸(PLA),它由乳酸分子经羟基和羧基在适当条件下脱水缩合而成,高分子的聚乳酸机械强度高,常用于医用材料,它不仅符合医用要求,而且能被人体逐步分解吸收,有助于损伤肌体的康复。最近,穆键等报道了采用阳离子聚合法制备聚对二氧环己酮(PDX)的合成方法及其结构性能关系。PDX 是继聚已内酯、聚己交酯和聚丙交酯之后,近年发展迅速的新型合成可生物降解材料。该材料毒性低,具有优良的相容性和可生物降解性,强度高,玻璃化温度低