绿色高分子

绿色高分子

材料工业的快速发展虽然给人类创造了巨大的物质财富,但这样的快速发展也消耗了大量的资源、能源,生产过程中也排放了大量废气、废水和废渣,废旧材料成为了社会公害。因此,材料工业与环境的和谐发展是一件需要解决的重要任务。

为解决环境污染和资源的消耗,可持续的绿色高分子道路是我们必须走道路。绿色高分子具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子的合成与应用。高分子的绿色合成指高分子合成的无害化或对环境友好,绿色高分子的合成和应用指可降解高分子材料的合成与使用和对高分子材料的回收与循环使用。

在合成高分子材料时可以通过改变聚合反应中传统的能量交换方式实现高分子的绿色合成,但这种方式效率低。同时,可以在催化剂的选择上实现高分子的绿色化。比如在聚乳酸化合物的生成过程中所使用的催化剂辛酸亚锡虽然能加快化学反应的过程,但是这种催化剂含有锡盐成分,可能具有生理毒性,被人体吸收可能造成中毒。相比辛酸亚锡,利用生物酶作为催化剂便显得安全可靠,但酶的种类有限,一些化学反应找不到相应的生物酶进行催化。因此,催化剂的绿色化道路的发展还需要进行努力探索。

绿色高分子的制备和应用也是实现材料工业与环境发展的一条可行道路。光降解材料是可行的方法。光降解材料可分为二类:一类是共聚型光降解高分子,另一类是添加型光降解高分子。光降解高分

子降解的原因是因为聚合物材料中含有光敏基团,可吸收紫外线发生光化学反应,但普通聚合物中一般不含有光敏基团,所以可通过添加少量的光敏剂,用常规方法就可以得到光降解材料。光降解材料的应用可以使高分子材料对环境的污染减少,减轻高分子废旧材料对环境的伤害。

高分子材料的随意丢弃也是对环境的污染和对生态造成破坏的原因之一,并且乱丢废弃的高分子材料的现象随着经济的发展越来越严重。但不可能因为这种现象便完全抛弃了高分子材料这种久经考验的好材料。因此,对高分子材料垃圾的绿色化处理便很重要。对高分子材料的再使用、在循环能有效的减少高分子材料对环境的危害。

绿色高分子作为高分子科学新的发展方向将变得越来越重要。但中国在高分子绿色化方面所做的工作还不是很多,这就为从事高分子材料研究的科技人员提出了更高的要求和更迫切的期望。同时对高分子材料行业,应加强行业领导和法制建设、制定、实施环保、“绿色”标志认证制度,通过政府的宏观调控,建立完整的生态环境教育体系,,最终实现高分子材料的可持续发展。

绿色高分子

绿色高分子 材料工业的快速发展虽然给人类创造了巨大的物质财富,但这样的快速发展也消耗了大量的资源、能源,生产过程中也排放了大量废气、废水和废渣,废旧材料成为了社会公害。因此,材料工业与环境的和谐发展是一件需要解决的重要任务。 为解决环境污染和资源的消耗,可持续的绿色高分子道路是我们必须走道路。绿色高分子具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子的合成与应用。高分子的绿色合成指高分子合成的无害化或对环境友好,绿色高分子的合成和应用指可降解高分子材料的合成与使用和对高分子材料的回收与循环使用。 在合成高分子材料时可以通过改变聚合反应中传统的能量交换方式实现高分子的绿色合成,但这种方式效率低。同时,可以在催化剂的选择上实现高分子的绿色化。比如在聚乳酸化合物的生成过程中所使用的催化剂辛酸亚锡虽然能加快化学反应的过程,但是这种催化剂含有锡盐成分,可能具有生理毒性,被人体吸收可能造成中毒。相比辛酸亚锡,利用生物酶作为催化剂便显得安全可靠,但酶的种类有限,一些化学反应找不到相应的生物酶进行催化。因此,催化剂的绿色化道路的发展还需要进行努力探索。 绿色高分子的制备和应用也是实现材料工业与环境发展的一条可行道路。光降解材料是可行的方法。光降解材料可分为二类:一类是共聚型光降解高分子,另一类是添加型光降解高分子。光降解高分

子降解的原因是因为聚合物材料中含有光敏基团,可吸收紫外线发生光化学反应,但普通聚合物中一般不含有光敏基团,所以可通过添加少量的光敏剂,用常规方法就可以得到光降解材料。光降解材料的应用可以使高分子材料对环境的污染减少,减轻高分子废旧材料对环境的伤害。 高分子材料的随意丢弃也是对环境的污染和对生态造成破坏的原因之一,并且乱丢废弃的高分子材料的现象随着经济的发展越来越严重。但不可能因为这种现象便完全抛弃了高分子材料这种久经考验的好材料。因此,对高分子材料垃圾的绿色化处理便很重要。对高分子材料的再使用、在循环能有效的减少高分子材料对环境的危害。 绿色高分子作为高分子科学新的发展方向将变得越来越重要。但中国在高分子绿色化方面所做的工作还不是很多,这就为从事高分子材料研究的科技人员提出了更高的要求和更迫切的期望。同时对高分子材料行业,应加强行业领导和法制建设、制定、实施环保、“绿色”标志认证制度,通过政府的宏观调控,建立完整的生态环境教育体系,,最终实现高分子材料的可持续发展。

绿色高分子材料

绿色高分子材料的研究进展 功能材料101 费勇201010402209 摘要:分子材料从20世纪到今天,发展迅猛,在人们的日常生活中扮演着重要的角色,而其在环境上的影响日益受到人们的关注。介绍了绿色高分子材料研究概况,主要包括工艺的绿色化和绿色高分子材料的制备以及废弃高分子材料的回收利用。并对绿色高分子材料的发展进行了展望。 关键字:高分子材料;绿色;循环利用;环境保护;可降解高分子材料高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。高分子材料种类繁多,性质多样,因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点,颇受人们青睐,广泛应用在各行各业,从我们的日常生活到高精尖的技术领域,都离不开高分子材料,它已经成为人类最重要的材料。但是在高分子材料的生产、加工过程和高分子材料废弃物都对环境具有很大压力,高分子材料的绿色化势在必行。高分子的绿色化包括具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用两个方面,前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用[1]。 一、绿色高分子 绿色高分子来源于绿色化学与技术。绿色化学顾名思义就是环境无害或环境友好(Environmentally Friendly)化学,绿色高分子包括高分子本身与如何应用及处理二个方面,具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用。前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用。我国著名高分子化学家、中科院院土冯新德认为:绿色高分子合成中绿色反应应包括这样几个主要内容:一是无副产物;二是对副产物作无害处理;三是将反应条件改变为对环境无害;四是将催化剂改为对环境无害。 1.1 高分子合成的要求 我们知道,在高分子的合成过程中,会使用大量的溶剂、催化剂等对环境产生危害的物质,这些物质一般很难完全除尽,甚至可能会残留在产品中对环境造成长期危害。同时在合成反应中有时会生成有毒的副产物,如果不去除干净就会对产品的使用者带来危害。另外对高分子合成来说,一般需要特定的工艺条件,

高分子材料的绿色合成及其工业应用

高分子材料的绿色合成及其工业应用 高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,其优异性能使其 在许多领域得到了广泛应用。然而,传统的合成方法往往是使用 化石燃料为原料,产生大量的二氧化碳等有害物质,对环境造成 了不良影响。因此,绿色合成成为了高分子材料制备的重要研究 领域之一。 一、高分子材料的绿色合成 1. 微生物法 微生物法是一种新型的高分子材料制备方法,其具有绿色环保 的优点。微生物法生产的高分子材料具有优异的生物降解性能, 是一种符合人类环保理念的高分子材料。 微生物法创新性地利用微生物代谢过程中合成的高分子材料, 如PHA(聚羟基脂肪酸酯)、PA(聚酰胺)、PNAG(聚N-乙酰 葡萄糖胺)等。微生物法在生产高分子材料的同时,还能够有效 地利用产生的废水、废气等资源,大大减少了对环境的污染。 2. 水溶液合成法 水溶液合成法是一种基于绿色合成原理的高分子材料制备方法,其将水作为溶剂,利用非离子性或离子性表面活性剂等实现单体 在水中的分散和聚合。

水溶液合成法具有诸多优点,如无需溶剂、反应性佳、反应时 间短等。与传统有机溶剂制备相比,水溶液合成法的使用量极少,而且无需处理废液,具有广泛的工业应用前景。 3. 固定催化剂的绿色合成法 固定催化剂的绿色合成法是一种具有催化作用的高分子材料合 成方法,其利用环保型催化剂对单体进行催化加氢反应,生成无 毒环保的高分子材料。 固定催化剂的绿色合成法具有无需有机溶剂、环保、催化效率 高等优点。其结构合理、催化效率高、选择性好等特点,使其成 为一种极具潜力的绿色合成方法。 二、高分子材料的工业应用 1. 包装材料 高分子材料具有良好的物理性能、透明度高、低成本、资源丰 富等优点,在包装材料领域得到了广泛应用。高分子材料可以制 成各种不同形态的包装材料,如薄膜、瓶子、盒子等,广泛应用 于食品、日用品、医药等各个领域。 2. 建筑材料

绿色可降解高分子材料

浅谈绿色生物可降解高分子材料 【摘要】介绍了生物可降解材料的降解机理,并概述了生物可降解高分子材料的种类、应用领域和发展状况。主要阐述了聚乳酸的基本性质和应用,指出了聚乳酸是一种新型绿色环保可生物降解的高分子材料。 【关键词】可生物降解材料;降解机理;种类;聚乳酸;绿色新型 生物可降解高分子材料是一种环保高分子材料。在一定条件下,能在微生物分泌酶的作用下由大分子分解为小分子。其主要有2 方面的用途:(1)可利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。当前,世界高分子材料产量已超过1. 2 亿t ,使用后产生的不可自然分解的大量废弃物变成污染源,它们不仅大煞风景,而且造成地下水及土壤污染,妨碍动植物生长,危及人类健康和生存。目前的传统处理方法无法彻底解决污染问题,只有生物降解高分子才能从根本上解决废弃物所造成的环境问题; (2) 利用其可降解性,用作生物医用材料. 这类材料可在生物体内分解,参与人体的新陈代谢,并最终排出体外。 一、生物降解机理 生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应, 以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段: 水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。高分子水合作用是由依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂引发的水合作用, 其后高分子主链可能因化学或酶催化水解而破裂, 高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低,可由高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致质量损失和相对分子质量降低, 最后相对分子质量足够低的分子链小段被酶进一步代谢为水、二氧化碳等物质。生物降解并非单一机理, 而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用、相互促进的物理化学过程。

新型绿色高分子材料的制备与应用研究

新型绿色高分子材料的制备与应用研究 近年来,环保和可持续发展的重要性越来越被人们所认识和关注。绿色高分子材料也因此成为了研究的热点之一。它不仅可以帮助我们解决环境污染问题,还可以应用于众多领域,如电子、建筑、医疗等。那么,新型绿色高分子材料的制备与应用研究是什么呢?下面我们来探讨一下。 在绿色高分子材料的制备方面,主要有以下几个方向: 一、生物质资源的开发 生物质资源的开发是制备绿色高分子材料的有效途径之一。生物质如木制品、纤维素等,经过物理方法或化学反应,就能生成一系列绿色高分子材料。 举个例子,纤维素是天然材料中含量最多的有机化合物,而纤维素基材料最常见的就是纸张。研究表明,通过纤维素的降解和再组合,可以制备出生物质基纤维复合材料,具有高强度、轻质化、阻燃性、防水性等优点。该材料可广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域。 二、探究新型催化剂 催化剂在高分子材料制备中起着至关重要的作用,而绿色高分子材料的制备也不例外。随着科技的不断发展,新型催化剂的研究越来越广泛,其中碳基催化剂受到了研究人员的青睐。 碳基催化剂在结构上具有多级孔道结构,能够提高催化剂的选择性、活性和稳定性,从而有望实现对传统催化剂的替代。另外,由于碳基催化剂来源丰富、易制备、低成本,所以被广泛应用于高分子材料、生物燃料电池、催化剂载体等领域。 还有,金属有机框架也是制备绿色高分子材料的重要催化剂之一。金属有机框架具有高的表面积和多级孔道结构,能够有效地提高催化反应的效率和选择性。在

制备绿色高分子材料的过程中,金属有机框架可帮助反应的热力学和动力学参数控制,从而实现可控和高效的反应。 三、智能功能材料的导入 智能功能材料的导入是绿色高分子材料追求可持续性发展的重要途径之一。智 能功能材料通过改良、改进材料的物理、化学、电子等性质或结构,在特定条件下从而实现对外部环境的响应和控制。 例如,研究人员将具有高柔性、弯曲自如的电极导入到绿色高分子材料中,以 实现对运动状况的检测和控制。此外,还可以加入具有光学、电学、磁学等特殊性质的纳米材料,从而生成新型的高性能材料。 除了上述制备方法,未来的研究还将探究其他新的制备途径,例如生物仿制、 自组装、催化电化学等。这些制备方法将在绿色高分子材料的研究中扮演着重要角色。 关于绿色高分子材料的应用,则可以涉及到以下几个方面: 一、电子领域 绿色高分子材料在电子领域的应用广泛。如用于涂料和绝缘材料,具有抗氧化、抗热性、电气性能稳定性好、安全性高等特点。还有,绿色高分子材料的导电性好,可作为柔性电子元件、传感器等。 二、建筑领域 绿色高分子材料在建筑领域中的应用也越来越受到关注。例如,生物质基的纤 维复合材料可用于建筑的隔音、隔热、防火等;智能功能材料可应用于建筑中的自动化控制系统、节能环保系统等。 三、医疗领域

高分子材料合成与应用中的绿色战略

高分子材料合成与应用中的绿色战略 高分子材料是一类由大量重复单元组成的材料,具有均匀、连续的化学结构,具有良 好的化学稳定性、力学性能和加工性能。高分子材料广泛应用于各个领域,如能源、电子、医疗器械、汽车等。高分子材料的合成和应用也面临着一系列的环境和可持续发展的挑战。绿色战略在高分子材料的合成与应用中变得尤为重要。 一方面,绿色战略在高分子材料的原材料选择上起着关键作用。传统的高分子材料合 成往往使用的是化石燃料,如石油和天然气等,这些原材料的开采和利用过程会导致严重 的环境污染和资源浪费。绿色战略要求寻找替代可再生原材料的合成方法。目前,一些研 究者已经成功地将植物纤维、农作物秸秆、生物质等可再生原材料转化为高分子材料。这 些替代原材料不仅可以减少对化石燃料的依赖,还能减少环境污染,实现资源的循环利 用。 绿色战略还要求改进高分子材料的合成方法,以减少环境污染和能源消耗。传统的高 分子材料合成往往需要使用大量有机溶剂、催化剂和能源,并会产生大量的废弃物和有毒 气体。绿色合成方法将替代有机溶剂和催化剂的使用,改用无机溶剂和生物催化剂。绿色 合成方法还可以采用绿色催化剂、微波辅助合成、超临界流体合成等技术,以提高合成的 效率和选择性。这些绿色合成方法能够降低能源消耗,减少废弃物的产生,对环境和可持 续发展具有积极的影响。 除了合成方法的改进,绿色战略还要求改进高分子材料的加工和应用方法。传统的高 分子材料加工工艺通常需要高温、高压和大量有机溶剂,这些条件不仅能耗大,而且会引 起废气和废水的排放。绿色加工方法以及低能耗的加工方法被广泛研究和应用。采用超临 界流体的方法可以实现高分子材料的绿色加工,该方法不需要有机溶剂,能耗低,并且可 以实现材料的微观结构的调控。还可以采用绿色改性技术,如生物修饰、酶催化改性等方法,来改善高分子材料的性能和降低环境污染。 绿色战略在高分子材料的应用中也有重要意义。传统的高分子材料应用往往涉及到高 能耗和高污染的过程,如塑料的制造、电子器件的制造等。绿色应用要求在采用高分子材 料的尽量减少能源消耗和环境污染。绿色应用要求开发低能耗、高效率的生产工艺,并采 用可再生能源和清洁能源进行生产。还要开发具有高附加值、低环境风险的高分子材料应用,如生物可降解塑料、智能材料等,以满足可持续发展的需求。 绿色战略在高分子材料的合成与应用中起着重要的作用。绿色战略要求合成和应用过 程中尽量减少对环境的影响,实现循环利用和可持续发展。只有采用绿色战略,才能推动 高分子材料行业的可持续发展,实现经济和环境的双赢。

高分子材料的绿色可持续发展

高分子材料的绿色可持续发展 高分子材料因为具有高性能、高功能化和智能化等方面的特点,所以在家用电器、电子信息、汽车工业和航空航天等领域中占据着重要的地位,但这并不是说高分子材料在使用中就不存在任何问题。事实上,一些高分子材料在使用中还是会对环境造成污染,有些甚至对人类的健康都会造成危害。对这一问题,虽然国内外的厂商和技术人员都加强了在实验方面的验证工作,但仍有一部分材料的危害影响却难以被及时发现,只有当这些材料在实际领域取得了广泛应用之后,其危害才会逐步暴露出来。就目前所使用的高分子材料来说,绝大多数材料都是以矿物燃料作为制造基础,而这就会带来一定的问题。例如当高分子材料使用后的回收处理问题,如果不能对这些材料进行回收利用,则不仅会造成对自然资源造成严重浪费,而且还会导致环境污染。因此,高分子材料遗弃后的处理以及生物可降解高分子材料已经成为当前全球各国所共同关注的焦点之一。 高分子材料以石油为天然原料,通过对其炼制来得到高分子材料的原料,然后经过聚合、缩合反应,最终得到人们日常生活中常见的这些高分子材料。高分子材料在合成、加工、使用等过程中会发生老化。一般情况下老化的高分子材料会失去原有的使用性能,所以所用者会将其废弃,从而形成了大量的“白色垃圾”。值得强调的是这些被废弃的垃圾其实是可以通过回收得到再使用的。这也为高分子材料的绿色化可持续发展道路的构建提供了可能。

首相从合成源头上可以有以下突破:对合成过程中产生的无毒副产物的产生过程做无害化处理;在选用催化剂的时候,要尽量选用一些毒性比较弱的产品,同时对催化剂的催化效率的要求也要进一步提高,这样才能保证用尽量少的催化剂达到预期的催化效果,一方面,可以缩短聚合的时间,另一方面可以降低反应所需要的能量。也就是说高效催化剂的选择,不仅可以提高生产的效率,而且可以降低生产成本;生产过程中使用的溶剂要实现无毒化,并通过循环利用来降低溶剂在产品中的残留率,这样才能在降低污染的同时,达到提高产品合格率的效果;产品生产的工艺条件要尽量与环境吻合,这就要求在工艺设计的过程中进行合理的规划及布置;在反应原料的选择问题上,不要只考虑成本而要考虑其使用所带来的经济、环境及生态方面的综合效益,不能只顾眼前的利益,而忽视长远利益。 其次在绿色化后处理上可以进行:以单体的形式循环利用,例如PS、PMMA在一定的温度下均会解聚成单体,这些高分子可以循环使用,既节约了资源又减少了对环境的污染; 以聚合物的形式回收利用。许多高分子材料具有热塑性,可以重复加工使用,但再加工时会出现降解、力学性能下降等问题,从而限制了材料的循环使用; 三是以能量的形式回收利用。有些废弃高分子材料回收单体较难,但可以利用热或其他方式降解成低分子量油脂或其他的化学品,例如现在许多企业在利用废旧塑料裂解生产液体燃料。对无毒、热值高的高分子材料可以考虑用来制备洁净的固体燃料,这样既可以解决高分子的污染的问题,又可以解决能源的短缺。

高分子材料合成与应用中的绿色战略

高分子材料合成与应用中的绿色战略 一、生产领域的绿色战略 1. 可再生原料的利用 传统的高分子材料生产通常依赖于石油等非可再生资源,而这些资源的开采和利用会给环境带来巨大的负面影响。为了减少对非可再生资源的依赖,绿色战略中一个重要的方向就是利用可再生原料进行高分子材料的合成。生物质材料、植物纤维等可再生资源在高分子材料的合成中具有广阔的应用前景,不仅可以减少对非可再生资源的消耗,还可以减少对环境的污染。 2. 绿色合成技术的研发 传统的高分子材料合成过程中常常需要大量的有机溶剂、高温高压条件,而这些条件下的合成过程容易产生大量的有害废物和废气。绿色化学合成技术的研发对于高分子材料的生产具有重要意义。利用超临界流体、离子液体等新型溶剂进行高分子材料的合成,既可以提高合成效率,又可以减少对环境的污染。 3. 能源的节约利用 高分子材料合成过程中需要消耗大量的能源,为了减少对能源的依赖,绿色战略提倡在生产过程中采用节能技术。利用循环水冷却系统、余热回收等技术,能够有效降低生产过程中的能耗,达到节能减排的目的。 1. 高分子材料的可降解性 随着环境问题的日益严重,可降解高分子材料的研发和应用成为绿色战略中的一个重要方向。可降解高分子材料在使用过程中能够迅速分解为无害的物质,不会对环境造成长期的污染。可降解塑料、可降解包装材料等的研发与应用,能够有效减少塑料垃圾对环境的危害。 2. 高分子材料的再生利用 在绿色战略中,高分子材料的再生利用也是一个重要方向。废旧塑料瓶、废旧橡胶制品等都可以通过回收再生的方式,进行二次利用。通过高效的回收再生技术,不仅可以减少对原始资源的消耗,还可以减少对环境的污染。 3. 绿色包装材料的研发与应用

高分子材料绿色制造与可持续发展

高分子材料绿色制造与可持续发展 摘要:从原料(单体)来源、催化剂、合成方法、加工工艺和回收策略等方面对高分子材料的绿色制造与可持续发展进行了综述。结果表明,有许多不依赖石油的自然资源可用于生产高分子材料,以及一些新化合物。新型加工技术有助于减少制造过程中的能源消耗和排放,使使用过的高分子材料能够经历物理、化学、能量和生物循环。通过这四种方式实现循环利用,可持续发展的绿色生产路径是未来重要且可行的发展方向。 关键词:高分子材料;单体;催化剂;合成;加工;循环利用;绿色制造沪1一持续发展 1绿色合成原料 1.1可再生生物基原料 1.1.1植物多糖 自然界每年产生超过1500亿吨植物多糖,但人类仅消耗1%的多糖。这些植物多糖经分离解聚后可以进一步制备合成高分子材料。巴西布拉斯科Braskem 于2010 年向市场推出绿色聚乙烯,该产品由植物(甘蔗)多糖转化为乙醇,然后分解获得。由乙烯制成,这种绿色聚乙烯主要是食品包装材料。淀粉是一种常见的植物多糖,淀粉发酵可制备乳酸,乳酸也可通过进一步聚合制备。之后可以从植物多糖制备的另一类高分子材料是Arcanoate (PHA) ,它是天然存在的,它是在生物体中获得优异的产量,无需中间单体分离。水果糖或葡萄糖通过酸化和脱水反应转化为甲基糠醛,可用于制备聚乙烯基糠酸酯(PEF)。 1. 1. 2植物油 植物油是制备最常见甘油三酯的最广泛成分来源,可再生植物油的主要来源是蓖麻、大豆、棕榈和向日葵等,其中,蓖麻油“鲁因”具有易得、成本低、可生物降解等优点。用蓖麻油羧酸基团促进酰化和胺化,双键加氢环化。自由基的

存在可促进乙酰化、烷氧基化和脱水反应。因此,这种独特官能团的存在有利于各种制备,例如制备:聚合物如聚醚、聚酰胺、气易卜拉欣等。聚邻苯二甲酰胺可以用蓖麻油合成得到聚邻苯二甲酰胺11,邻苯二甲酰胺 610 和聚邻苯二甲酰胺 410,这些生物聚酰胺有吸收率低、高耐化学性和高温稳定性的优点。 1. 2催化剂 1. 2. 1绿色固体酸催化剂 (1)硅基固体酸催化剂 硅胶材料具有很强的耐酸性和优良的孔隙结构,是一种理想的固体酸载体材料。 Y ang课题组3H将叶琳锌配合物固载于介孔二氧化硅,催化剂含量和均匀分散的活性位点可有效催化 CO: 和环氧树脂化合物的环加成反应。此外,硅上负载的高氯酸和硫酸、杂多酸和离子液体可用作有效的绿色植物,催化剂用于工业化学品的合成。 (2)金属氧化物固体酸催化剂 基于金属氧化物的固体酸催化剂用于许多酰化反应,有着广泛的应用前景。大多数这些氧化物用于氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化钨等过渡金属基团。化合物、氧化锡等这些固体酸中的磺化氧化锆和钨氧化锆等催化剂是酯交换反应的理想催化剂。通过用过硫酸盐铰链浸渍结晶氧化锆直接制备15K。硫酸化氧化锆,煅烧温度为573.15--773.15K。通过提示催化剂表面具有良好的超酸位点,催化剂存在于大豆油中,可以在甲醇的酯交换反应中表现出高活性。 1.2.2分子筛催化剂 分子筛材料的本质是天然或合成的硅铝酸盐,可以形成规则网格的盐在高温下会释放水。他们能作为分子中发生的化学反应的催化剂,用作筛孔中许多有机反应的催化剂,包括:原油分解、异构化和燃料合成。 Chica-4,使用分子筛分制备,为乙醇蒸气提供了高活性和选择性的催化剂。刘荣等人对催化杂醇采用核壳型分子筛催化剂石油转化。分子筛催化剂可用于杂醇油转化反应,充分抑制高分子量烯烃的生成,同时获得良好的烯烃,低级烯烃的收率有助于进一步聚合。

绿色的高分子材料合成技术

绿色的高分子材料合成技术 摘要:化工行业是高耗能、高污染行业,近年,在我国绿色环保理念的倡导下,化工企业亟待转变生产模式,积极推动高分子材料合成与应用的绿色创新发展。本文指出高分子材料合成与应用中存在的问题,提出了实现绿色化工的三个 基本途径,即低碳化、清洁化和节能化。从高分子材料绿色制备技术、绿色加工 技术及绿色应用技术三方面进行了探讨。 关键词:绿色;高分子材料;合成技术 引言 高分子材料在各行各业中应用广泛,其具备轻便、灵巧、性能佳的特点,在 合成时需要应用有机化学,从而在极大程度上提高了现代人的生活质量和生活水平。文章对高分子材料与有机化学合成材料进行概述,重点分析有机化学在高分 子材料合成中的应用,得出结论:二者结合可促进合成工艺创新发展,提高水平。 1高分子材料 1.1高分子材料的分类 中国医用高分子材料研发起步较早,主要用于疾病诊疗、病变组织修复或替换、器官功能增强或恢复等,逐渐成为理想型的医疗器械原料。按照来源的不同,高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。前者多为天然聚合物,来 源广泛可再生,与人体组织具有高度的相容性,但加工性能较差、稳定性存在不足,导致其应用范围有限。后者具有更好的加工性和可控性,能根据产品需求进 行针对性加工和改性,使材料具有更优良的性能。按照合成材料与生物体的作用 关系,合成高分子材料可分为惰性高分子材料和可降解高分子材料。惰性高分子 材料在人体内较为稳定,不会发生降解、变性等化学反应;而可降解高分子材料 会在人体内缓慢降解,逐渐被人体吸收,避免了二次手术取出带来的伤害。 1.2高分子材料的特点

医用高分子材料在临床诊治、医学检测、术后康复等方面有显著的优势。作 为直接接触或作用于人体的医用材料,其安全性、耐用性、加工性都必须要达到 一定的标准,既要保证医疗器械不会引发机体的免疫排斥,避免对人体造成二次 伤害,又要保障植入体或介入物在人体内正常运行,达到必要的治疗功效。 医用高分子材料作为一种人体外源物质,为起到良好的诊治效果,医疗器械 在使用过程中,不能与人体组织或体液发生反应,不会产生明显的不良反应。为 保障患者的人身安全,医疗器械在投入使用前,通常会进行材料的生物相容性评价。除检测高分子材料与细胞作用后理化性质的变化,还会进行免疫反应、组织 反应、血液反应实验,作为高分子材料毒性评价指标[4]。有研究表明,聚酯类 高分子材料与人体血液相容性良好,溶血率较低,血小板、纤维蛋白原吸附较少,是理想的抗凝血材料。 2高分子材料概述 该材料也被人们称为聚合物材料,它是国内出现的一种新型材料。其主要基 础为高分子化合物,在其中添加不同种类的添加剂,便可组成该材料。其主要原 料大都源于天然橡胶、树脂、纤维,由于合成高分子材料类型不一,且种类较多,将其划分为不同类别后更易区别,如涂料、塑料等。 尽管该材料原料基本上为自然物质,但是在具体应用过程中,仍然会对环境 造成一定污染。例如,若将塑料产品随意丢弃,其在自然环境中很难降解,最终 会成为白色污染源,破坏生态平衡,引发水源污染等问题。因此,一般在合成该 材料过程中,人们要选择绿色合成原料。首先,在使用这种原料时,需要筛选对 环境无影响、资源丰富的原料作为主要原料进行合成。例如,可以将农副产品作 为相关合成材料,实现环保目标。其次,人们可以选择无毒化溶剂,利用该溶剂,防止污染源在环境中产生,影响生态平衡。经过聚合过程中的添加剂,溶液可以 应用水、离子液体或者临界流体,使得污染源减少。再次,人们可以应用和吸纳 新型先进技术,改善环境污染问题,提高整体效率,完成保护环境目标。一般情 况下,新技术不会对人类造成影响,其可能会成为未来发展新趋势。最后,人们 可以应用无毒催化剂,慎重选择催化剂类型,尽量保证该催化剂效率高、无毒,

简述高分子材料绿色制造及可持续发展

简述高分子材料绿色制造及可持续发展 摘要:材料工业的快速发展,对人类社会发展做出了巨大贡献。但是在材料生产与制造的过程中,会消耗大量资源,并将废气、废水等排放到自然环境中,产生了十分严重的污染。随着国家可持续发展战略的提出,各行业对环境保护、资源节约的重视程度越来越高,材料工业面临着全新的发展形势,尤其是高分子材料行业,进入了瓶颈期。基于此,文章对高分子材料的绿色制造进行了分析,并提出了可持续发展的相关策略。 关键词:高分子材料;绿色制造;可持续发展 高分子材料是现代工业与高新技术实现发展突破的关键,在航空航天、交通运输、生物医学等领域得到了广泛应用,已经慢慢成为国民经济发展的重要支柱力量。我国是世界上第一大高分子产品制造国,拥有着巨大的消费潜力。高分子制造产业与上下游产业之间的关系密切,综合性特点突出,和其他行业类似,在生产制造过程中不可避免的会产生大量废弃物。目前世界各国都将“白色垃圾”处理作为环境保护的重点内容,这也是主要的污染源。现代高分子产品对石油基原料的依赖性比较高,过去过量开采、高分子废弃物的积累,给环境带来了严重污染。在可持续发展倡议下,很多企业与科研机构针对高分子材料绿色制造开展了技术研究,并将“绿色”作为其主要的开发方向。 1高分子材料概述 1.1高分子材料的发展情况 塑料、纤维、橡胶是高分子材料的三种主要类型,这类材料虽然发展时间不长,但短期内在很多领域都得到了广泛应用,主要是因为其优势非常突出。一是高分子材料的性能更佳,无论是韧性还是刚性,和传统材料相比都更好。二是高分子材料的生产成本、投资成本比较低,资金占用率不高,投资风险小,受到了很多企业的青睐。但大量的生产制造,以及落后的工艺,导致环境污染问题十分严重,很多废气、废水都直接排放到自然环境中,不利于行业的可持续发展。

生物级高分子的绿色合成与应用

生物级高分子的绿色合成与应用随着全球环保意识的不断提高,绿色合成化学已成为学术界和 工业界关注的一个重要领域。而在高分子材料领域,生物级高分 子的绿色合成与应用也成为研究热点。本文将从生物级高分子的 定义、绿色合成的概念入手,重点探讨生物级高分子的绿色合成 方法和其在环境保护和生物医学领域的应用。 一、生物级高分子的定义和特点 生物级高分子是指来源于自然生物界的、具有高分子结构的有 机物,其原料主要来自于农作物、微生物、海洋生物等,不含有毒、有害成分,同时具有良好的生物相容性和降解性。 生物级高分子具有一系列优良的性能,如低温膨胀系数、高生 物稳定性、可生物降解性、良好的表面张力、阻燃性能等,广泛 应用于医疗、食品包装、纺织等领域。在环保领域,生物级高分 子的可再生性、可降解性、无毒性、生物相容性等性质,也为其 在废水处理、生物质能源和可持续发展等方面提供了极大的潜力。 二、绿色合成的概念

绿色合成化学是指在化学反应的前提下,充分考虑环境和人体 健康的安全因素,使用对环境友好的或者是萃取自天然资源的可 再生物质或者是替代的溶剂催化剂等,来实现更节约原材料、更 高效、更可持续的有机合成方法的研究和开发。 传统合成化学反应所用的溶剂、催化剂和反应剂等往往会对环 境产生较大影响,如二甲苯、苯、氰化物等常用的有机溶剂和铝、氟化物等常用的催化剂,对环境和人体健康都具有较高的潜在危害,因此需要寻找一种更为环保的合成方法。 绿色合成化学是一种遵循“三原则”的合成方法,包括:使用对 环境友好的原料和溶剂,实现催化剂、反应剂和其他试剂的循环 合理利用,减少二次污染能力等。 三、生物级高分子的绿色合成方法 生物级高分子的绿色合成方法主要包括天然来源、生物法、贵 金属催化法、可降解聚合物和固体态化学合成法等。

绿色高分子材料

中国海洋大学本科生课程大纲 _、课程介绍 1. 课程描述: 该课程是高分子材料与工程本科生的一门选修课,主要从“绿色材料”角度出发, 介绍绿色高分子材料的相关概念、高分子材料的绿色合成技术、儿种重要天然高分子材料的结构、性能、改性方法以及应用、可降解高分子材料种类及机理,培养学生环保意识和分析问题与解决问题的能力,使学生了解节能减排的概念在高分子材料领域的应用。 2. 设计思路: 该课程从介绍绿色化学发展的兴起及绿色化学发展的国内外状况开始,引入“绿色化学”的概念,进而介绍高分子材料的绿色合成化学工艺的类型及应用。同时,简要阐述儿种重要天然高分子材料的结构、性能、改性方法以及应用,如纤维素、壳聚糖、蛋口质、明胶等,并简介可降解高分子材料种类及机理。 3.课程与其他课程的关系

该课程是构建于《高分子化学》和《有机化学》的基础知识之上的。 二、课程目标 1、了解绿色化学的概念、发展及原理,并能在高分子材料合成技术中灵活运用,掌握高分子 材料的绿色合成技术。 2、通过已学过的知识融汇贯通,扩展知识面,培养学生自主学习的能力。掌握儿种重要天然 高分子材料及其衍生物的结构与性能,能够理解可降解材料在实际应用中的优势。 三、学习要求 1、按时上课,上课认真听讲,积极参与课堂讨论。 2、部分相关基本知识会略讲,因此学生要进行预习与自学。 3、主动阅读与课堂讲述内容相关的科硏文献,了解相关知识在科研实践中的运用情况。

五、参考教材与主要参考书 1、选用教材(告知学生需要购买的教材) 无 2、主要参考书 [1] 胡玉洁主编,天然高分子材料改性与应用,化学工业出版社,2003,第一版 [2] 肖锦,周勤编,天然高分子絮凝剂,化学工业出版社,2005,第一版 [3] 汪多仁编,绿色降解化学品,科学技术文献出版社,2008,第一版 六、成绩评定 (-)考核方式_A_: •闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他 (二)成绩综合评分体系: 七. 学术诚信 学习成果不能造假,如考试作弊.盗取他人学习成果.一份报告用于不同的课程等,均属逍假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为,将按学校有关规立取消本课程的学习成绩。 八. 大纲审核 教学院长: 院学术委员会签章:

高分子材料的绿色化发展概述

高分子材料的绿色化发展概述 摘要:子材料与人们的日常生活密不可分,而其在环境上的影响也日益受到人 们的关注。高分子材料的绿色化发展是大势所趋,是实现环境友好型社会亟需攻 克的问题。下面笔者就此作一个大致阐述。 关键词:高分子材料;环境保护;绿色; 现阶段,随着环保理念的逐渐深入,我国工业企业越发注重发展绿色化学,绿色化学的 含义是环境无害化学、环境友好化学与清洁化学的总称,采用绿色化学的主要目的,使化工 工业的生产源头将污染降到最低,环境的改善对于人类的生活环境具有重要的改善作用。这 是国内需要做到工业生产改变,也是世界需要注意的问题,需要人们共同努力的结果,为此,在本文中将对高分子材料合成与应用的绿色化工发展,展开相关的陈述与讨论。 1 高分子材料与环境 高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料,日常生活常见的一般时合成 高分子材料中的通用高分子材料。塑料包装材料属于塑料的“短寿命”应用范畴,使用后大多 成为固体废弃物进入垃圾处理系统,有的被随意丢弃,如一次性塑料消费品聚苯乙烯快餐餐具、农贸市场及超市滥发的超薄塑料袋等,国际期刊《资源节约与循环利用》(Resources,Conservation and Recycling)2018年3月的一篇文章显示,2017年中国的在线外卖业务产生 了160万吨包装垃圾,是2015年前的九倍。其中包括120万吨塑料盒、17.5万吨一次性筷子、16.4万吨塑料袋和4.4万吨塑料勺。由于其量大、分散,很难回收利用;而高分子材料 废弃物绝大部分不能自然降解、水解和风化。于是,废弃物日积月累便成了触目惊心的“白色污染”,对环境造成严重污染,甚至危害人类健康和动植物的生存,影响生态平衡。这些废弃塑料大多进入城市垃圾处理系统,而我国传统的垃圾消纳倾倒方式是一种“污染物转移”方式。侵占大量土地,并严重污染空气和水体,最终通过生态循环进入食物中,又回到人类肚子里,影响生物及人类安全。 2 高分子材料合成与应用的绿色化战略 自从绿色化工的相关概念被提出来之后,一直都深受相关学者和研究人员的重视。在我 国的相关化学研究之中,绿色环保的问题也是一直受到相关人员的重视。其中在高分子材料 的合成和应用方面受到的重视就更多,现阶段很多研究都倾向于建立一种无毒、环保、绿色 化发展战略。 2.1 高分子材料绿色化 随着科技水平的进步,目前相关的研究人员在进行高分子材料的研究过程之中,逐渐开 始在使用一种生物降解技术来降低化学材料所带来的危害和环保相关的问题,目前这些相关 的领域也成为了整个化学研究领域的重点议题。现阶段生物降解技术在化学材料领域的应用 是非常广泛的,降解的高分子材料也有很多,其中包含了合成的有机高分子材料和天然的有 机高分子材料。这种技术在很多研究中都非常的使用,现在具体应用的地方包括了淀粉、海 藻酶、聚氨基酸等相关的高分子物质。在化工生产领域这些技术已经得到了广泛的应用,对 于整个环境没有任何的损害,还有效的将一些废弃物质进行了再利用,从而达到与自然的和 谐相容。 目前在高分子的合成材料也在逐渐的走向绿色化,整个的化工产品生产过程之中,有着 大量的高分子材料可以通过相关催化剂的帮助一步得到,相应的转化率甚至可以达到百分之

绿色高分子材料的研制与应用分析

绿色高分子材料的研制与应用分析 摘要:高分子材料可涵盖橡胶塑料、合成纤维等在内的三个种类,现目前其在生活中的运用频率不断得到提升。并且发挥着不可或缺的作用。在技术水平持续提升的背景下,高分子材料的研制与生产、运用期间,诸多生产厂家过分地关注材料功能方面情况,而忽略了材料在生产、使用及废弃期间对环境、空气造成的污染。而绿色高分子材料正好能够弥补此缺陷。其具有绿色性、环保性。能够促进节能减排。并且还能将材料循环利用。所以当前受到重视度不断提升。 关键词:绿色高分子材料研制应用生物降解塑料 引言 高分子材料种类具有多样性,并且具有加工方便、质量轻且产品美观度较高等特征,备受人们的关注,并且在各行业中得到广泛地运用,除了在生活中运用率较高,在高精尖技术专业领域中也需要高分子材料作为支撑。高分子材料加工期间与其产生的废弃物均会加速环境恶化进程,所以使用绿色化高分子材料是必然趋势。高分子绿色化主要可包括绿色高分了材料合成与应用,象征可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收、循环使用;而高分子绿色合成则象征高分子合成无害化与对环境的友好性。基于此,本文就绿色高分子材料研制、应用方面进行分析,内容如下 1 绿色高分子材料的研制 1.1“原子经济”反应开发 理想型“原子经济”反应是原料分子中的原子能够完全转化为产物,并且不会生成废弃物,达到原料百分百利用率与废物“零排放”的效果。例如聚氨醋泡沫塑料重要的生产原料包含环氧丙烷,两步反应氯醇法是传统使用方式中最常见的,此方案不但会生成危险性较高的氯气,并且还会生成大量含氯化钙的废水,导致生态环境受到极大的干扰。现今,国内外均在开发“原子经济”新方法,包括

绿色高分子材料一

绿色高分子材料一 高分子材料是现代工业和高新技术的重要基石,已经广泛应用于航空、航天、交通运输、生物医学等领域,成为国民经济基础产业以及国家安全的重要保证。我国是世界高分子产品制造第一大国,并拥有全球最大的消费市场。高分子制造产业关联度大、综合性强,在国民经济体系中具有不可或缺的重要地位。与其他工业制品一样,大规模生产的高分子材料制品在生产和使用中也必杰出跳入里及升彻。口已9个LA/1月为离八工HV的宁民以师而时终资泪打环要污染源之一。同时,现代高分子制品的制造主要依赖的是石油基原料,过量的开采及高分子废弃物在自然界的积累导致高分子材料的发展必须面对资源和环 境两方面的压力。在这样的背景下,高分子材料绿色制造及其可持续发展成为了该领域不得不考虑的问题。为了保持我国高分子材料产业健康可持续发展,必须坚持“绿色"高分子材料的开发方向。 高分子材料在传统的加工生产过程中,普遍存在耗能较大的问题,且有些方法加工过程工序较多,影响生产效率。因此,在能源紧缺的背景下,继续进一步开发新的低能耗、成型周期短的绿色的加工手段,不断进行技术创新,对于实现高分子材料绿色制造至关重要。 高分子材料大量使用后的废弃与不当处理方式,产生了白色污染问题,一直被大众多诟病。因此,高分子材料回收及循环利用势在必行。2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会上提出,

中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,CO排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。在这样的背景下,高分子领域积极响应*碳中和的号召,开发多种高分子循环策略,实现高分子领域的循环可持续发展。其中,回收是减少高分子材料对环境的影响和预防资源枯竭的最重要方法之一。这符合循环经济原理,是实现塑料闭环生命周期的必经之路。当前,有4种主要的回收方式。可见,高分子材料可以通过多种方式实现高价值的循环利用。循环利用也是解决资源和环境问题最有效的处理方式,而垃圾分类是实现循环利用的前提。因此,要在全社会大力推行垃圾分类,摒弃乱丢乱弃废弃塑料制品的行为,使高分子材料及其制品更好地服务于人们生活,促进高分子材料产业的健康发展。 综上所述,高分子材料可从原材料来源、催化剂选择、合成和加工技术等方面的突破而实现绿色制造,从循环利用途径实现可持续发展。生物基原料主要包括二氧化碳、木质素、松烯、植物油及植物多糖等;绿色催化剂主要包括绿色固体酸、分子筛、生物酶等;绿色合成技术主要包括微波、超声、微生物发酵及电化学合成等;绿色加工技术主要包括流体辅助、辐射、动态反应加工一体化及拉伸流变的绿色加工技术等;绿色循环回收策略可分为物理、化学、能量及生物循环四个部分。生物基可再生单体的发展为高分子发展提供了绿色来源;绿色催化剂有助于实现高分子材料高效的催化合成过程;绿色的合成加工技术为高分子产业节约了能耗,且具有高的社会经济效益;而四个循环回收策略,有助于实现高分子全生命周期循环利用,可以解决

PLA简介

聚乳酸的简称(PLA) PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写,全写为:polylactice acid 聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide),属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。 聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。 PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正生物,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。 聚乳酸的制备 1.1.合成方法 总的来说,聚乳酸(PLA)的制备是以乳酸为原材料进行合成的。目前合成方法有很多种,较为成熟的是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合。另外还有一种固相聚合法。 1)乳酸直接聚合法 直接聚合法早在20世界30~40年代就已经开始研究,但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决,所以其产物的分子量较低(均在4000以下),强度极低,易分解,没有实用性。 日本昭和高分子公司采用将乳酸在惰性气体中慢慢加热升温并缓慢减压,使乳酸直接脱水缩合,并使反应物在220~260℃,133Pa 下进一步缩聚,得到相对分子质量在4000以上的聚乳酸。但是该方法反应时间长,产物在后期的高温下会老化分解,变色,且不均匀。日本三井压化学公司采用溶液聚合法使乳酸直接聚合得到聚乳酸。 直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂,因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,需要升温加压打破反应平衡,反应条件相对苛刻。近几年来,通过技术的创新与改进,直接聚合法取得了一定的进展,应该在不久的将来随着技术的不断成熟,能够应用于工业化的大生产中去。 2)开环聚合法 开环聚合法是目前世界上用的较多的生产方法。早在20世纪中叶,杜邦公司的科研人员就用开环聚合法获得了高分子量的聚乳酸。近年来,国外对聚乳酸合成的研究主要集中在丙交酯的开环聚合上。 德国的Boeheringer Zngelhelm 公司用此法生产的聚乳酸系列产品以商品名出现在市场上;美国Cargill公司用此法生产的聚乳酸经熔喷与纺粘后加工,开发了医用元纺布产品;而我国能够合成高分子聚乳酸的仅有中山大学高分子研究所等屈指可

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