化工廠生產可降解材料

摘要：新材料研發水平及產業化規模已成為衡量一個國家經濟發展、 科技進步和國防實力的重要標志，加快發展新材料對新材料研發水平及產業化規模已成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志，加快發展新材料對推動技術創新和產業升級有重要的戰略意義。化工生產對于我國的科技生產和經濟推動有著非常重要的作用，但在化工生產的過程中會產生許多的伴生產物，這些產物大多具有強危害性，對人體健康以及環境保護有著極強的威脅，因此在化工廠生產中可降解材料的應用顯得十分重要，可降解材料的應用可以使得化工廠生產產生的有害物質大幅度降低，也能簡化后續的處理程序，降低處理成本。

關鍵詞：化工廠;生產;可降解材料

在化工廠生產中，塑料材料的高機械強度和高韌性使得塑料材料被大量應用在生產過程中，這些材料大多用于包裝以及生產過度。但在高強度的化工廠生產中，大量的塑料材料堆積，而傳統的塑料材料的可降解性能較差，因此在處理方式上，填埋和焚燒成了主要的處理方式。但這兩種方式對土壤和大氣環境都有著極其惡劣的影響，某種程度上已經給人們造成了困擾。在這樣的環境下，隨著環保意識的提升，可降解材料因為其綠色無污染的特性被應用在化工廠生產中，大幅度降低生產過程中的污染物產量。

一、可降解材料概述

嚴重的“白色污染”導致我國的環境迅速惡化，這是因為許多的塑料制品不具備易降解的特性使得塑料在使用之后，由于沒有得到妥當的處理，大量的塑料垃圾堆積進而產生“白色污染”，為進行有效治理“白色污染”現象，我國對可降解材料展開了重點研發。

可降解材料指的是材料的韌性和機械強度在經過一段時間后就會失效，材料本身被自然界中的微生物或環境因素的作用下被降解為二氧化碳和水等于自然界無害的物質。可降解材料的應用對焚燒和填埋的處理方式產生的自然污染有著極強的緩沖作用。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，光降解材料的前提條件是光照，適用性較強，但局限性較大，而生物降解材料的研究領域廣泛，從材料的機械強度、材料適用領域及材料的降解周期都有極強的可研究性。

二、光降解材料

光降解材料指的是材料在太陽光的作用下能夠對材料中的光敏材料發生作用，從而使得材料的結構被破壞，進而被降解。光降解材料的作用原理在不用的條件下也不同，其中一種是當聚合物在吸收陽光后，聚合物中的光敏基團被激活，使得聚合物中會產生具有可降解性的雜質，這些雜質與聚合物本身進行反應，從而降解聚合物。如當把一氧化碳作為光敏源與烯烴單體聚合能夠得到含羥基結構的聚乙烯等光降解物質。

另一種是將光敏劑加入到聚合物中，在光照條件下，光敏劑會使聚合物催生出自由基，這些自由基的存在提升了聚合物的可降解功能，使得聚合物在光照條件下更容易被降解。此外，光敏劑加入聚合物中能夠在使用過程中使材料具備抗氧化性，進而保證材料的正常使用。這樣就使得加入光敏劑的材料在使用中及使用后都能對材料產生良性的作用，這種材料通常為金屬化合物。

在化工程生產過程中，光降解材料的應用能夠降低化工生產污染，但其光照的條件使得材料的降解條件受限，無論是將材料移至室外還是在室內使用強光降解都存在一定的局限性，但在特殊環境中，光降解材料的應用一樣能降低環境污染。

三、生物降解材料

因為光降解材料的光照條件局限，再加上自然界中存在的大量微生物，在兩種條件的結合下，生物降解材料成為了當前的研究重點。生物降解材料相較于光降解材料的優勢是無論是其聚合物材料的原料還是降解后的產物對于環境的污染都會更小。其原理是當聚合物在微生物或酶的作用下，其內部分子結構被破壞，聚合物被降解為綠色無害的小分子化合物。這些聚合物在降解過程在根據其不同降解方式可將其分為物理、化學及酶降解。在材料的分類上可分為微生物降解型、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為主要研究熱點。

微生物降解型材料是以有機物作為碳源，通過微生物的發酵將有機物轉化成為高分子聚酯，利用這些聚酯制成的高分子化合材料具有一定的可降解功能，在一定條件下能夠被微生物降解。

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，通過化學反應將這些化合物合成為可降解的高分子化合物，在材料使用過后又可以通過化學反應將這些高分子化合物降解為小分子化合物。

天然高分子型降解材料的作用原理是將淀粉等多糖化合物在一定的條件下加入生物降解添加劑，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應用領域中，淀粉基和PLA（聚乳酸）構成的可降解材料是當前環境中的研究熱點。

淀粉可以通過植物的光合作用產生，原材料獲取較為容易，也擁有極強的可降解性能且降解后的二氧化碳和水對自然界都是無害的，因此淀粉是非常優良的生物降解材料。在淀粉基構成的可降解材料研究中，可將其分為三個階段：第一階段將淀粉加入傳統塑料的制作過程中使生產的塑料具有一定的可降解功能;第二階段是通過提高材料中淀粉的含量以及將材料的成分與淀粉基反應，從而增強材料的可降解功能;第三階段是對淀粉展開研究，通過物理及化學手段對淀粉進行處理，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，如何對淀粉進行改性處理使材料能夠被微生物降解或使材料具有溶于水特性是當下的研究熱點。在此基礎上，淀粉基塑料的研究成本、材料機械強度及材料降解周期都是需要進一步研究的重點項目。目前在淀粉基的研究中最成功的是將淀粉與高分子材料進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種對環境無害的樹脂。這種材料能夠在土壤環境中，隨著環境的變化和微生物的作用下，在經過一段時間后被降解為二氧化碳和水。這種材料雖然具有良好的生物相容性和機械強度，但在化工生產的過程中，這種材料的使用仍具有較強的局限性，與之相對的，這種材料在醫用領域被廣泛應用。

生物降解材料在我國能夠進行大力推廣的原因，除了其具有易降解這種能夠有效降低塑料垃圾污染現象的特性之外，生物降解材料的制備原材料如淀粉、纖維素、脂肪酸等，在全國甚至全世界內都能夠輕易的提升產量，且由這種原材料制備的可降解材料適用范圍廣泛，能夠應用于多個領域。此外，生物降解材料的生產成本會隨著產量的增加而降低，隨著時間的發展，市面上的生物降解材料的價格必然會與市場需求與民眾消費水平進行匹配。

四、結語

綜上所述，在化工廠的生產過程中會使用大量的材料，這些材料在使用之后的處理程序極其繁雜且處理成本相對較高，對環境保護還有極強的影響，因此對于化工廠生產過程中可降解材料的應用能夠令生產產生的污染物得到有效降低，其次當化工生產副產物具備一定的可降解性后，后續的副產物處理成本也能更低，也能出現更科學、更環保的處理方式。我國是世界排名前列的化工生產大國，材料的可降解性能使得這些污染物對環境的影響力大幅度降低，甚至可以根據材料的生物降解性，將焚燒的處理方式全部替代為填埋，在經過一段時間降解后能達到綠色無污染的程度，這對于我國的化工生產事業以及環境保護事業具有極強的推動作用。

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作者簡介

郝剛（1986年10月26日）男，漢族，籍貫內蒙古五原，大專學歷。