可生物降解高分子材料的相關(guān)研究進(jìn)展

滕 琴

（西北民族大學(xué) 甘肅 蘭州 730124）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，高分子材料的使用成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生活水平及工業(yè)化水平的重要指標(biāo)。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分子材料的使用范圍越來(lái)越廣泛，對(duì)人們的日常生活、工作產(chǎn)生的影響也不容忽視。高分子材料的使用，一方面提高了人們的生活質(zhì)量，但由于這種材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，使得人們不得不對(duì)該種材料的使用產(chǎn)生一定的擔(dān)憂(yōu)。同時(shí)，大量高分子材料的使用，也造成了一定的資源浪費(fèi)?；谝陨锨闆r，人們不得不加強(qiáng)對(duì)高分子材料的處理能力，減小其對(duì)環(huán)境帶來(lái)的破壞。

2 我國(guó)處理高分子材料的現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)塑料垃圾的處理方式還比較單一，處理途徑也非常有限；同時(shí)，對(duì)于處理后產(chǎn)生的二次污染，仍沒(méi)有得到有效的解決。實(shí)際上，我國(guó)處理方式還主要是填埋、焚燒及回收利用這幾種。其中，填埋及焚燒都會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，而回收利用取得的成效明顯較低。因此，必須從原材料進(jìn)行研究，找出對(duì)環(huán)境污染較低的材料，作為塑料產(chǎn)品的原材料，徹底解決高分子材料的環(huán)境污染問(wèn)題。

3 生物降解高分子材料的原理

事實(shí)上，生物降解高分子材料在降解的過(guò)程中，并不需要特定的環(huán)境，不需要水、光與熱等條件，其反應(yīng)的發(fā)生只需通過(guò)微生物作用，就能夠產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，并最后生成水域二氧化碳[1]。同時(shí)，其發(fā)生講解反應(yīng)后產(chǎn)生的物質(zhì)也能夠被環(huán)境完全吸收，且沒(méi)有污染，不會(huì)對(duì)人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生威脅。

4 生物降解高分子材料的種類(lèi)

4.1 微生物生產(chǎn)高分子材料

高分子材料可以通過(guò)微生物的發(fā)酵獲取，比較有代表性的要數(shù)聚羥丁酸酯，這種物質(zhì)具有較高的生物分解能力。但是，這種材料的生產(chǎn)成本也較高，在實(shí)際生產(chǎn)制作中使用的頻率并不高?？傊?，在使用微生物生產(chǎn)的高分子材料的過(guò)程中，在不斷研發(fā)新型材料的同時(shí)，也應(yīng)盡量減少制造成本，是今后研發(fā)的主要方向。

4.2 合成高分子材料

目前，市場(chǎng)上比較常用的合成高分子材料主要有聚乙烯醇、聚已內(nèi)脂等。其中，聚乙烯醇主要被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；聚已內(nèi)脂主要被作為產(chǎn)品的制造過(guò)程中。我國(guó)關(guān)于合成高分子材料的研究比較少，相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)體系仍不是非常完善[2]。因此，國(guó)家有關(guān)部門(mén)必須聯(lián)合企業(yè)，進(jìn)一步研究合成高分子材料的研制過(guò)程及使用途徑。

4.3 天然高分子材料

現(xiàn)階段市場(chǎng)上的天然高分子材料主要有纖維素、淀粉基單寧、樹(shù)皮做成的塑料產(chǎn)品等。這些天然高分子材料能夠在使用后被很好的講解，對(duì)環(huán)境造成的污染幾乎微乎其微。因此，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者正積極研究關(guān)于天然高分子材料的使用問(wèn)題。此外，天然高分子材料還具有透氣性等方面的優(yōu)點(diǎn)，適合被用于很多領(lǐng)域中。

5 生物降解高分子材料的應(yīng)用前景

5.1 在水域環(huán)境中的應(yīng)用

有關(guān)數(shù)據(jù)表明，污染水環(huán)境的主要污染物有廢棄的漁網(wǎng)、漁船以及保溫魚(yú)箱等，這些廢棄物中都含有不同程度的聚苯乙烯。同時(shí)，由于水環(huán)境中的廢棄物回收工作實(shí)施起來(lái)比較困難，廢棄物治理工作難度較大?；诖耍h(huán)境受到的影響也比較大，造成的危害性也較高。在使用生物崩解性的降解材料后，也有很大可能性造成水體的二次污染，對(duì)漁網(wǎng)等廢棄物的降解性要求比較高。目前，漁民使用的漁網(wǎng)或魚(yú)線(xiàn)材料一般為尼龍、聚酯及聚乙烯等材料制成的產(chǎn)品[3]。其中，尼龍是人們使用最多的產(chǎn)品；而聚乙烯的價(jià)格相對(duì)較高，但由于其材質(zhì)的強(qiáng)度較高，也被人民廣泛使用；聚酯是今年來(lái)新出現(xiàn)的生物降解材料，正逐漸被更多的人所使用。

5.2 在制造容器包裝材料中的應(yīng)用

通常情況下，用于容器包裝制造中使用的材料為聚乙烯、聚丙烯及發(fā)泡聚苯乙烯等，這中容器包裝材料一般為一次性使用的商品，經(jīng)常出現(xiàn)在人們的視野中，也是造成環(huán)境污染的主要元兇。鑒于這種情況，人們逐漸開(kāi)始采用一些可以被降解的材料，來(lái)替代這些污染程度較大的包裝商品。目前，已經(jīng)研制出了可以降解的包裝產(chǎn)品，能夠在成為廢棄物后，與垃圾一起被降解成肥料，供作物的生長(zhǎng)使用。同時(shí)，在商品包裝領(lǐng)域，也已經(jīng)研制出了添加淀粉、生物降解劑等添加劑的材料，在不影響食品營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，起到保護(hù)食品的作用[4]。簡(jiǎn)言之，生物降解保障材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品的包裝中，并取得了良好的使用效果。

5.3 在玩具及體育器械中的應(yīng)用

事實(shí)上，兒童使用的大部分玩具都是用塑料制成的，而廢棄的玩具在實(shí)際回收過(guò)程中會(huì)存在較大的困難。目前，市場(chǎng)上有一種能夠在60℃下展示出延展性的樹(shù)脂材料，技術(shù)人員可以根據(jù)這一特性，將其制作成各種形狀的玩具，例如：裝飾品、文具等；而當(dāng)這種材料遇冷后，又會(huì)具有一定的硬度，使其能夠包吃住固定的形狀，待其預(yù)熱后，又會(huì)變軟，重新進(jìn)行制作。近幾年，一些材料研究人員又研制出了強(qiáng)度高、彎曲性能強(qiáng)的聚酰胺材料，被應(yīng)用于一些體育器械的生產(chǎn)中，例如：滑雪杖。

5.4 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

高分子材料不僅在人們的日常生活中被廣泛應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中也得到了大力發(fā)展。實(shí)際上，很多年前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中就利用高分子材料作為修復(fù)人體器官的材料，或是將其用于控制藥物吸收的載體，將其短時(shí)間內(nèi)植入人的體內(nèi)，幫助醫(yī)護(hù)人員治療一些疾病。目前，生物降解高分子材料已經(jīng)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生非常積極額作用，對(duì)心臟病、青光眼、抗癌及高血壓等疾病，作為藥物輸送到人體內(nèi)的載體，具有很好的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的論述，分析了我國(guó)目前高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)高分子材料的種類(lèi)及其應(yīng)用前景等方面進(jìn)行了分析。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，人們面臨的環(huán)境污染問(wèn)題及能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，大量高分子材料的使用對(duì)生態(tài)環(huán)境與能源的使用都帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。基于此，具有環(huán)保功效的新型環(huán)保材料，成為人們今后的主要研發(fā)方向。同時(shí)，使用環(huán)保性能的高分子材料，也能夠進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量?？傊Ｍㄟ^(guò)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的不斷努力，能夠?yàn)樯锝到獠牧咸峁└玫陌l(fā)展空間，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]李闖.可生物降解高分子材料的分類(lèi)及應(yīng)用研究[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016，42(14)：62-63.

[2]李延壘.生物降解高分子材料分析及應(yīng)用研究[J].化工管理，2016，27(16)：85-86.

[3]曾少華，申明霞，段鵬鵬，等.可生物降解高分子材料的研究與進(jìn)展[J].粘接，2015，36(01)：72-76.

[4]崔西華，王婷婷，姚甲彬，等.生物降解高分子材料及其生物降解能力評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J].化工新型材料，2014，42(07)：3-5.