化工厂生产可降解材料

摘要：新材料研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、 科技进步和国防实力的重要标志，加快发展新材料对新材料研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志，加快发展新材料对推动技术创新和产业升级有重要的战略意义。化工生产对于我国的科技生产和经济推动有着非常重要的作用，但在化工生产的过程中会产生许多的伴生产物，这些产物大多具有强危害性，对人体健康以及环境保护有着极强的威胁，因此在化工厂生产中可降解材料的应用显得十分重要，可降解材料的应用可以使得化工厂生产产生的有害物质大幅度降低，也能简化后续的处理程序，降低处理成本。

关键词：化工厂;生产;可降解材料

在化工厂生产中，塑料材料的高机械强度和高韧性使得塑料材料被大量应用在生产过程中，这些材料大多用于包装以及生产过度。但在高强度的化工厂生产中，大量的塑料材料堆积，而传统的塑料材料的可降解性能较差，因此在处理方式上，填埋和焚烧成了主要的处理方式。但这两种方式对土壤和大气环境都有着极其恶劣的影响，某种程度上已经给人们造成了困扰。在这样的环境下，随着环保意识的提升，可降解材料因为其绿色无污染的特性被应用在化工厂生产中，大幅度降低生产过程中的污染物产量。

一、可降解材料概述

严重的“白色污染”导致我国的环境迅速恶化，这是因为许多的塑料制品不具备易降解的特性使得塑料在使用之后，由于没有得到妥当的处理，大量的塑料垃圾堆积进而产生“白色污染”，为进行有效治理“白色污染”现象，我国对可降解材料展开了重点研发。

可降解材料指的是材料的韧性和机械强度在经过一段时间后就会失效，材料本身被自然界中的微生物或环境因素的作用下被降解为二氧化碳和水等于自然界无害的物质。可降解材料的应用对焚烧和填埋的处理方式产生的自然污染有着极强的缓冲作用。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，光降解材料的前提条件是光照，适用性较强，但局限性较大，而生物降解材料的研究领域广泛，从材料的机械强度、材料适用领域及材料的降解周期都有极强的可研究性。

二、光降解材料

光降解材料指的是材料在太阳光的作用下能够对材料中的光敏材料发生作用，从而使得材料的结构被破坏，进而被降解。光降解材料的作用原理在不用的条件下也不同，其中一种是当聚合物在吸收阳光后，聚合物中的光敏基团被激活，使得聚合物中会产生具有可降解性的杂质，这些杂质与聚合物本身进行反应，从而降解聚合物。如当把一氧化碳作为光敏源与烯烃单体聚合能够得到含羟基结构的聚乙烯等光降解物质。

另一种是将光敏剂加入到聚合物中，在光照条件下，光敏剂会使聚合物催生出自由基，这些自由基的存在提升了聚合物的可降解功能，使得聚合物在光照条件下更容易被降解。此外，光敏剂加入聚合物中能够在使用过程中使材料具备抗氧化性，进而保证材料的正常使用。这样就使得加入光敏剂的材料在使用中及使用后都能对材料产生良性的作用，这种材料通常为金属化合物。

在化工程生产过程中，光降解材料的应用能够降低化工生产污染，但其光照的条件使得材料的降解条件受限，无论是将材料移至室外还是在室内使用强光降解都存在一定的局限性，但在特殊环境中，光降解材料的应用一样能降低环境污染。

三、生物降解材料

因为光降解材料的光照条件局限，再加上自然界中存在的大量微生物，在两种条件的结合下，生物降解材料成为了当前的研究重点。生物降解材料相较于光降解材料的优势是无论是其聚合物材料的原料还是降解后的产物对于环境的污染都会更小。其原理是当聚合物在微生物或酶的作用下，其内部分子结构被破坏，聚合物被降解为绿色无害的小分子化合物。这些聚合物在降解过程在根据其不同降解方式可将其分为物理、化学及酶降解。在材料的分类上可分为微生物降解型、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为主要研究热点。

微生物降解型材料是以有机物作为碳源，通过微生物的发酵将有机物转化成为高分子聚酯，利用这些聚酯制成的高分子化合材料具有一定的可降解功能，在一定条件下能够被微生物降解。

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，通过化学反应将这些化合物合成为可降解的高分子化合物，在材料使用过后又可以通过化学反应将这些高分子化合物降解为小分子化合物。

天然高分子型降解材料的作用原理是将淀粉等多糖化合物在一定的条件下加入生物降解添加剂，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应用领域中，淀粉基和PLA（聚乳酸）构成的可降解材料是当前环境中的研究热点。

淀粉可以通过植物的光合作用产生，原材料获取较为容易，也拥有极强的可降解性能且降解后的二氧化碳和水对自然界都是無害的，因此淀粉是非常优良的生物降解材料。在淀粉基构成的可降解材料研究中，可将其分为三个阶段：第一阶段将淀粉加入传统塑料的制作过程中使生产的塑料具有一定的可降解功能;第二阶段是通过提高材料中淀粉的含量以及将材料的成分与淀粉基反应，从而增强材料的可降解功能;第三阶段是对淀粉展开研究，通过物理及化学手段对淀粉进行处理，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，如何对淀粉进行改性处理使材料能够被微生物降解或使材料具有溶于水特性是当下的研究热点。在此基础上，淀粉基塑料的研究成本、材料机械强度及材料降解周期都是需要进一步研究的重点项目。目前在淀粉基的研究中最成功的是将淀粉与高分子材料进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种对环境无害的树脂。这种材料能够在土壤环境中，随着环境的变化和微生物的作用下，在经过一段时间后被降解为二氧化碳和水。这种材料虽然具有良好的生物相容性和机械强度，但在化工生产的过程中，这种材料的使用仍具有较强的局限性，与之相对的，这种材料在医用领域被广泛应用。

生物降解材料在我国能够进行大力推广的原因，除了其具有易降解这种能够有效降低塑料垃圾污染现象的特性之外，生物降解材料的制备原材料如淀粉、纤维素、脂肪酸等，在全国甚至全世界内都能够轻易的提升产量，且由这种原材料制备的可降解材料适用范围广泛，能够应用于多个领域。此外，生物降解材料的生产成本会随着产量的增加而降低，随着时间的发展，市面上的生物降解材料的价格必然会与市场需求与民众消费水平进行匹配。

四、结语

综上所述，在化工厂的生产过程中会使用大量的材料，这些材料在使用之后的处理程序极其繁杂且处理成本相对较高，对环境保护还有极强的影响，因此对于化工厂生产过程中可降解材料的应用能够令生产产生的污染物得到有效降低，其次当化工生产副产物具备一定的可降解性后，后续的副产物处理成本也能更低，也能出现更科学、更环保的处理方式。我国是世界排名前列的化工生产大国，材料的可降解性能使得这些污染物对环境的影响力大幅度降低，甚至可以根据材料的生物降解性，将焚烧的处理方式全部替代为填埋，在经过一段时间降解后能达到绿色无污染的程度，这对于我国的化工生产事业以及环境保护事业具有极强的推动作用。

参考文献

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作者简介

郝刚（1986年10月26日）男，汉族，籍贯内蒙古五原，大专学历。