可降解高分子材料循环利用探讨

崔嵬廖成玲

天津金发新材料有限公司300300

摘要：近年来，科学技术的不断发展，使得高分子材料得到了广泛的应用。本文首先介绍了高分子材料的分类，并基于我国建设资源节约型社会的背景，探讨了实现高分子材料循环利用的方法，希望能够对相关的工作有所帮助。

关键词：高分子材料；循环；化学反应

1.高分子材料的分类

通常情况下，生产和生活中常见的高分子材料主要有三类：第一类：微生物聚合型。指的是微生物通过聚合的方式形成高分子材料，常见的有微生物多糖和微生物聚酯，因为在自然环境下很容易分解，所以这种高分子材料更多地用于制造生活中的塑料袋。第二类，高分子合成型。典型的代表是芳香族聚氨酯以及苯酚酰胺，它们具有熔点高和韧性好的特点，在工程材料中应用广泛，但是可降解性较低，需要进一步合成。第三类，天然高分子型。自然界中广泛存在的纤维素以及木质素等，都是降解性很好的天然高分子，可以制成农村土地常用的薄膜，但是需要注意的是，纤维素自身耐水性较差，需要进行混合加工。

2.高分子材料循环利用的方法

传统的废弃物处理方法主要是填埋或者是焚烧，不仅污染了水源，占用了土地，还产生二氧化硫、氮氧化物等有毒气体，更浪费了大量的资源，所以对废旧的高分子材料采取循环利用的方法，既能够节约资源，同时还能保护环境。大致而言，高分子材料循环利用的方法主要有以下三种：

2.1物理方法

物理方法分为两种，第一种，简单利用。比如对高分子材料进行回收和分类，再统一清洗和破碎，之后直接加工，常见的一些建筑板材或者是管壁，可以加工成电线护管[1]。这种循环利用的方法十分简单，并不需要添加额外的材料，但是制成的产品性能较差，只能充当次级品。第二种，改性利用。目前这种技术应用较广，并且通过机械混合以及加工的方法，对材料的性质进行改造和升级，可以显著提高材料的性能，但是工艺较为复杂，常常涉及特殊的装置和设备。下面以塑木技术为例，简单介绍一下改性利用方法的具体应用。将植物纤维填充到聚乙烯树脂中，并添加改性剂和黏性剂，之后经过压制成品，完全可以替代天然的木制品，而且防腐蚀、防潮、防虫以及阻燃效果都特别突出。

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通过这种技术，可以节约大量的森林资源，并且充分发挥改性利用后的高分子材料自身的特点，满足市场需求。一般而言，这种塑木板材大多都用于公园围墙、商场地板、休息座椅等方面，另外，如果适当变换材料结构，还能起到一定的消音效果，可以充当大型工厂的隔音墙。值得一提的是，在建筑施工中，高分子废弃物也有很好的应用空间，因为一些材料注重物理性能，而高分子材料在性能方面完全能够满足要求，比如用废旧的车胎以及橡胶制成水土保持材料等。

2.2化学方法

化学方法主要是进行一些化学反应，分解出气体、液体或者是固体，从而有效利用资源并减少污染。比如油化技术，通过将烯烃类的高分子废弃物进行高温催化处理，产生汽油、柴油等物质。可以说油化技术的材料来源十分广泛，并且市场前景良好，我国一些大型城市已经建立起了相关的工厂和生产线，并加大了对高分子材料热裂解方面的投入和研究。至于焦化技术，指的是在炼焦过程中填入大量的废弃塑料，这样既可以得到活性沥青，还能改善焦炭的质量，尤其是高分子材料中含有大量的氢元素，在煤液化方面可以提高燃料的清洁度。另外，超临界流体的应用，也为高分子材料的循环利用开辟了更广阔的空间。典型的超临界流体有二氧化碳、甲醇和超临界水，也就是说当外界的温度和压强超过一定限度后，物质就会变为超临界流体。超临界流体同时具备气体和液体的特点，因为化学键连接不紧密，所以容易发生化学反应，并且溶解能力很强，几乎所有的有机物都会被分解，并且反应完全，不会产生毒害物质。

2.3生物方法

生物方法主要是利用微生物的特点，对高分子材料进行降解。由于自然界中天然高分子较多，可以进行合成，从而利于微生物降解，但是毕竟这类高分子材料有限，无法大规模应用。很多微生物可以从有机物中获取碳源，并进行新陈代谢，产生一些高分子化合物，如果将其分离和提取出来，可以直接进行加工和生产。另外，在高分子材料降解过程中加入特殊的酶，可以加快反应的发生，因为酶在有机物中会表现出与在水中完全不同的性质，这样可以保证一些反应的完全进行，而且酶属于蛋白质，本身没有污染，同时可以提高聚合物的分子量，但是生物方法对于环境的要求较高，需要保证微生物的活性。

3.可生物降解高分子材料的应用

3.1工业领域

通常人们所了解到的可生物降解的高分子材料都是用于工业制造当中，其将被融合到皮革或者是纤维的等产品的制造当中。该类高分子材料在经过人工的处理以后能够使人造皮革变得更向天然皮革，促使该类产品具有较高的性价比。经过可生物降解的高分子材料的融入，皮革将更加耐高温，也能起到防水的效果。经过研究人员对于可生物降解的高分子材料的研究，我国的很多生产企业当中都已经将其用于产品的包装当中，只要经过不同形式的技术加工，高分子材料就会成型为不同形态的包装。

3.2农业领域

塑料不仅占据包装、餐饮业的一次性餐具制造，其在农业中的使用量也很庞大。因此可生物降解高分子材料在农业中也运用很广泛。可生物降解高分子材料拥有能够完全降解的特性，所以它们能够在给予适宜条件的情况下，经过有机降解形成混合肥料，这种混合肥料比一般的肥料功效都要好，它不仅能够促进植物生长，而且还能够改良土壤环境，即既要让当代植物长得好，也要让下一代植物长得好。我国是个农业大国，每年消耗的农用薄膜、地膜、农副产品保鲜膜以及化肥的包装袋等都非常巨大，此前都是使用不可降解的塑料，而如果将其替换成可生物降解高分子材料，这不仅可以解决环境污染问题，还有利于植物的生长，更有循环利用的作用。

3.3医药领域

在医药领域，可生物降解高分子材料得到了广泛的应用。利用高分子药物缓释材料，能够使药物医疗剂量得到有效控制，并且能够提升药物的稳定性和利用率，同时降低药物的毒副作用。使用该类药物，则能够起到减轻患者痛苦和修复患者的基体组织等作用。相较于不可降解的药物稀释体系，可生物降解的药物稀释体系对药物性质的依赖程度较小，能够在更大的范围进行药物包裹量和几何形状等内容的选择。同时，可降解稀释体系的缓释效率能够维持恒定，能够达到零级释放模式，可以满足不稳定药物的释放要求。而将可生物降解材料当成是药物载体，并且在手术过程中进行药物的植入，则能够在减少患者痛苦的同时，减少利用手术取出长效药物的麻烦和痛苦。而在外科手术中，使用利用胶原蛋白和聚乳酸制成的手术缝合线，则能够使手术线在伤口愈合后自动降解，因此能够避免术后拆线带来的痛苦。将可生物降解的材料用于制作手术缝合线，能够使缝合线具有较高的强度和韧性，并且能够较好的与组织相融合。经研究发现，使用甲壳质支撑手术线具有良好机械性能，在胰液和胆汁中具有较好的拉力强度。此外，使用可生物降解高分子材料也能进行骨固定板和骨钉等手术用具的制作。

4.结束语

综上所述，通过对高分子材料进行分类，有助于找到循环利用的有效方法，但是需要注意的是，在实际工作中，如果想要实现高分子材料的循环利用，还需要解决很多问题，希望本文的论述，可以为高分子材料的循环利用提供新的思路。

参考文献：

[1]杨康.高分子材料的循环利用研究[J].科技风,2017(06):31.

[2]杨科珂,王玉忠.一种新型可循环利用的生物降解高分子材料[J].中国材料进展,2011,30(08):25-34+49.

[3]孔明伟.浅谈高分子材料的循环利用[J].黑龙江科技信息,2011(15):4.

[4]袁利伟,陈玉明,李旺.高分子材料的循环利用技术[J].攀枝花学院学报,2003(05):65-67+86.

[5]黄发荣.高分子材料的循环利用[J].上海化工,1998(20):27-31.