可降解高分子材料循环利用[论文]
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高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究-化工高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究摘要:随着社会的不断进步,高分子材料在我国的使用量也在逐年的上升,但是也正是因为如此,高分子所产生的废物也在逐年的增多。
同时经济的不断发展,能源的不断使用,使我国的资源走向匮乏,所以对于高分子材料的循环利用就显得更加的重要。
本文就是对高分子材料的循环利用进行详细的阐述。
关键词:高分子材料;循环利用;解决策略所谓高分子材料就是指以高分子为基础形成的材料,在现在的生活中,以高分子材料构成的材料较多,橡胶、塑料、纤维、涂料和高分子基复合材料等等。
高分子材料在生活的大量出现,使高分子材料废旧物也大量出现,所以对于高分子材料的循环利用也显得格外重要。
现在对高分子材料循环一般都是采用生物降解的方式,生物降解的方式大概分为三种:生物细胞的不断增长对物质产生机制性的破坏;微生物的对聚合物进行作用,在聚合物内产生新的物质;通过酶的作用使高聚物内的化学键产生断裂,从而实现降解。
高分子材料的生物降解主要经过两个过程:首先是微生物的水解酶与高分子材料中的化学键结合,将化学键断裂,这样化学键就从原来高分子转变为多个小分子化合物。
之后,被分解掉得化合物就会被微生物吞噬,最终转化为二氧化碳与水。
但是现在对生物降解技术的机理所了解的还不是特别清楚,生物降解技术不仅与材料的本身有关,还与材料所在的环境有关。
一、高分子分解材料可循環使用的类型(一)微生物生产型所谓微生物生产型就是各种微生物合成的一种高分子类型,这样的高分子材料的主要构成形式是生物聚酯、微生物多糖。
这样的类型材料更易于分解,而且分解后所产生的物质还不易对环境造成污染,所以微生物分解型材料更适用于制造可降解塑料袋。
(二)合成的高分子合成的高分子材料以脂肪族聚酯、芳香族聚酯以及聚酰胺为代表,这类聚酯更易于进行生物的降解。
但是,脂肪族聚酯在使用的过程中存在着一些问题,例如熔点低、强度与耐热性都不够。
生物可降解高分子材料的应用研究一、综述随着环境问题的日益严重,生物可降解高分子材料的研究与应用受到了广泛关注。
生物可降解高分子材料是一类能够在自然环境中被生物分解为水、二氧化碳和生物质的高分子材料。
本文将对生物可降解高分子材料在各个领域的应用进行综述,包括环境保护、生物医学和包装材料等。
在环境保护方面,生物可降解高分子材料可以有效减少塑料垃圾的产生,降低其对环境的污染。
这类材料在废水处理和土壤改良中也发挥了一定的作用。
研究者们通过改变聚合物的结构、组成和功能基团等方法来优化生物可降解高分子材料的性能,以提高其在环境中的降解速率和效率。
在生物医学领域,生物可降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性,可用于药物载体、组织工程和生物支架等方面。
聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物相容性较好的聚合物已被广泛应用于药物传递和细胞培养中。
一些具有生物活性的高分子材料还可用于生物传感和生物成像等领域。
在包装材料方面,生物可降解高分子材料具有可降解性、可重复使用的优点,可以替代传统的塑料包装材料。
PLA和淀粉基聚合物等生物可降解高分子材料可用于食品包装、购物袋和快递包装等领域。
这些材料的使用不仅有利于减少塑料垃圾的产生,还有利于提高消费者的环保意识。
生物可降解高分子材料作为一种具有广阔应用前景的新型材料,对于解决当前的环境问题具有重要意义。
通过不断改进合成方法和改性手段,有望实现生物可降解高分子材料在更多领域的广泛应用。
1. 生物可降解高分子材料的重要性随着现代社会对环境保护意识的不断增强,生物可降解高分子材料在保护环境方面的作用逐渐引起了广泛关注。
与传统的高分子材料相比,生物可降解高分子材料因其具有可降解性而具有重要意义。
从资源利用的角度来看,生物可降解高分子材料具有可再生性。
它们来源于可再生的生物资源,如植物淀粉等,不仅来源广泛,而且生长周期短,可持续供应。
传统的高分子材料如石油化工产品等是不可再生的,其资源有限,使用过程中产生的废弃物难以处理,对环境的压力较大。
高分子材料的再生利用技术研究高分子材料是当今最重要的工程材料之一。
它们具有许多重要的技术优点,如强度高、耐磨损、耐腐蚀等等。
然而,在现代社会中,高分子材料的生产量越来越大,随之而来的就是废高分子材料的危害。
我们必须采取措施来处理这些废材料,否则它们会对环境和人类健康造成严重的威胁。
在这篇文章中,我们将讨论高分子材料的再生利用技术。
高分子材料的再生利用技术主要包括两种类型:一种是物理学的处理方法,另一种是化学法的处理方法。
物理学的方法包括熔融回收、机械碎解和热压缩等。
其中熔融回收是一种人们常用的方法。
它通常是指将废高分子材料加热至熔点以上,然后再冷却成固态材料。
这种方法可以使废材料再次变成新的高分子材料,并回收其性能。
机械碎解是将废材料在机械力的作用下分成小颗粒。
这个方法不仅可以减少废材料的体积,而且可以增加其表面积,提高再生利用的效率。
热压缩是利用高温和高压将废物压缩成封闭形态。
这种方法可以减少空气污染和垃圾填埋。
除了物理学的方法,化学法的处理方法也被广泛地使用,它包括化学回收、裂解和纳米技术。
化学回收是将高分子材料通过化学反应还原成单体,并用于生产新的高分子材料的方法。
这种方法具有高效和可循环性,并且能够回收各种不同类型的高分子材料。
裂解是将废高分子材料通过热或化学等手段分解成小分子的方法,然后进一步用于生产新的高分子材料。
裂解法可以用于回收不同类型和品质的高分子材料。
纳米技术是将废高分子材料分解成纳米粒子,并经过化学处理,以使废料得到再生利用。
这种方法不仅可以达到高效回收,而且可以制备出纳米级的高分子材料。
高分子材料的再生利用技术已经为我们的环境保护做出了贡献,但它们仍然面临一些挑战。
例如,各种高分子材料的回收之间相互影响较大,回收过程中会产生有害气体和液体废料。
为了解决这些问题,我们需要更进一步的技术创新。
同时,政府也需要加强对高分子材料的再生利用政策,以推动这个行业的发展。
总之,高分子材料的再生利用技术是一个重要的研究领域。
生物可降解高分子材料的应用生物可降解高分子材料的应用20世纪后,合成高分子材料的研究迅速增加,给人们生活带来了巨大的便利,下面是小编搜集整理的一篇探究生物可降解高分子材料应用的论文范文,欢迎阅读参考。
摘要:目前我国的高分子材料的生产和使用已跃居了世界前列。
为尽量减少对人类环境的污染,许多的高聚物迫切需要进行生物可降解。
本文主要探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。
关键词:高分子材料可降解生物1、前言现代材料包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。
20世纪后,合成高分子材料的研究迅速增加,给人们生活带来了巨大的便利。
随着高分子材料在各个领域的大量应用,废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。
治理白色污染和寻找新的友好型非石油基聚合物是当前全球关注的问题。
生物降解材料正是治标又治本的有效途径,也是我国可持续发展的需要。
2、生物降解机理高分子材料的降解分为光降解与光学化降解、机械化学降解、热降解与热学化降解、臭氧引发降解、离子降解、辐射分解降解以及生物降解等。
生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单的水解或酶反应,以及其他有的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以下4 个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。
依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的高分子水合作用以及可能因化学或酶催化水解而破裂的高分子主链使高分子材料的强度降低。
对交联高分子材料强度的降低,可能由于高分子主链、外悬基团、交联剂的开裂等造成。
高分子链的进一步断裂会导致分子量降低和质量损失。
最后分子量足够低的小段分子链被酶进一步代谢为二氧化碳、水等物质。
总之,生物的降解并非是单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学的协同作用,还是一个相互促进的物理化学过程。
目前为止,除了生物降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。
高分子材料在可降解材料中的应用研究高分子材料在可降解材料中的应用研究摘要:高分子材料是一类以碳链为主体的大分子有机物,具有较高的分子量和多样的结构特点。
可降解材料是一类在特定环境中能够迅速分解、降解或被微生物所利用的材料。
高分子材料作为可降解材料的一种,具有广泛的应用潜力。
本文对高分子材料在可降解材料中的应用进行探讨,包括生物可降解高分子材料的种类、可降解机制、应用领域和发展趋势等方面进行研究,旨在为高分子材料的可降解材料研究提供参考。
关键词:高分子材料、可降解材料、生物可降解、应用研究、发展趋势第一章:引言随着全球环境问题的日益加剧,可降解材料作为一种环境友好材料备受关注。
高分子材料是一类具有较高分子量和多样性结构的材料,因其丰富的资源、可定制的结构和优异的性能,成为了可降解材料中的重要组成部分。
本章将介绍可降解材料的概念和分类,以及高分子材料在可降解材料中的研究意义和应用前景。
1.1 可降解材料的概念和分类可降解材料是指在特定的环境条件下,能够发生物理或化学反应,迅速分解、降解或被微生物所利用的材料。
根据降解机制和来源不同,可降解材料可以分为生物可降解材料和环境可降解材料两大类。
- 生物可降解材料:是一类能够被微生物酶解或微生物降解的材料,最终分解为水、二氧化碳和生物质的物质。
这类材料广泛应用于医学、农业、食品包装等领域。
生物可降解材料又可分为天然材料和人工合成材料两类。
- 环境可降解材料:是一类在特定的环境中能够迅速降解并消失的材料,不通过微生物酶解或微生物降解。
这类材料主要应用于环境保护领域,如土壤修复、水处理等。
1.2 高分子材料在可降解材料中的研究意义和应用前景高分子材料是一类以碳链为主体的大分子有机物,具有较高的分子量和多样的结构特点。
其主要来源包括天然资源(如淀粉、纤维素等)和合成材料(如聚乳酸、聚己内酯等)。
由于其丰富的资源、可定制的结构和优异的性能,高分子材料成为可降解材料的重要组成部分。
浅谈生物可降解高分子材料的开发利用我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。
如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。
生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。
这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。
生物可降解的机理大致有以下3 种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。
按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1、生物可降解高分子材料概念及降解机理生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。
一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。
首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,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。
到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。
除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。
生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。
2、生物可降解高分子材料的类型按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。
按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。
高分子材料的可持续发展与循环利用研究随着全球环境问题的日益严重,可持续发展和资源循环利用成为了全球范围内的热议话题。
在这个背景下,高分子材料可持续发展和循环利用的研究显得特别重要。
本文将探讨高分子材料的可持续发展和循环利用,并提出一些相关研究的观点和建议。
一、可持续发展的背景和重要性可持续发展是指在满足当前需求的同时,不影响未来世代满足其需求的能力。
在过去的几十年里,人们对于资源的过度开采、能源的过度消耗和环境污染等问题导致了严重的环境破坏和生态危机。
为了改变这种状况,可持续发展的理念被提出,并逐渐在全球范围内推广。
高分子材料是一类重要的工程材料,广泛应用于汽车、建筑、电子等领域。
然而,高分子材料的生产和使用过程中常常伴随着大量的资源消耗和环境污染,这与可持续发展的理念相冲突。
因此,研究高分子材料的可持续发展和循环利用,既是迫切需要解决的问题,也是推进可持续社会发展的一种重要途径。
二、高分子材料的循环利用高分子材料的循环利用是指将废弃的高分子制品进行再生、回收和再利用,以减少资源消耗和环境压力。
目前,高分子材料的循环利用主要包括物理回收、化学回收和能源回收三种方式。
1. 物理回收物理回收是指通过物理方法将废弃的高分子制品进行分离和纯化,以获得高质量的再生材料。
常见的物理回收方法包括筛选、干燥、磨粉等。
物理回收的优点是操作简单,能够保持高分子材料的原有性能,但对于一些复杂的高分子制品,物理回收效果可能不佳。
2. 化学回收化学回收是指利用化学方法将废弃的高分子制品进行降解和转化,获得可再利用的化合物。
化学回收常常通过热解、溶解和重聚等过程来实现。
化学回收的优点是可以处理复杂的高分子制品,并能够得到高纯度的再生材料,但需要消耗较多的能量和化学试剂。
3. 能源回收能源回收是指将废弃的高分子制品通过焚烧等方式转化为能源,如热能和电能。
能源回收的优点是能够最大限度地利用资源,并减少废弃物的排放,但焚烧过程中可能产生有毒气体和固体废物,对环境造成二次污染。
高分子材料论文3000字近年来,高分子材料处于不断变化发展中,并且随着它的不断发展,已经渗透到人类生活中的方方面面。
因此,高分子材料在日常生活中的生产和生活活动中发挥着重要作用。
高分子材料又称之为聚合物材料,主要是由无数个小分子化合物通过化学键,进而形成的大分子化合物,称之为聚合物材料。
在日常的生产生活中常见的高分子材料主要有合成橡胶、合成纤维、合成塑料等,并且在新中国成立之后,上述高分子材料在日常生活中得到了广泛应用,例如服装业、日用品,以及各种工业材料中,满足了各行业对高分子材料的需求。
此外,在未来高分子材料将会运用于纳米高分子材料复合应用、生物可降解高分子材料、高分子材料功能化,以及航空航天领域。
二、高分子材料的发展高分子材料是一种聚合物大分子化学品,其组成主要是由半人工和人工合成的高分子材料,与其他化合物的主要区别是高分子材料在化学性质和物理性质上均能发生较大变化,可以有一些特殊功能,例如光学、电学等功能。
此外,随着科学技术的不断进步,新能源开发、微电子和生物医药的不断发展,高分子材料得到了更广泛的应用,其作用主要表现在以下结果方面。
其一,使用高分子材料设计合成新能物质,并且具有新功能,例如研制出的新型非晶质光盘,具有较好的耐腐蚀性,几乎不会被腐蚀,这一特性主要是来自于非晶质合金表面生成的耐腐性保护膜。
其二,高分子材料利用特别的加工方式来增加磁疗的特殊功能,如利用高分子膜和塑料光纤使高分子材料更加容易加工成型,并且降低其加工成本。
其三,使用两种或者两种以上性能不同的高分子材料,经过复合化学反应形成新的高分子材料,如屏蔽导电、塑料以及复合层的复合填料。
当前,随着高分子材料在生产生活中的应用日益加深,其与众不同之处逐渐凸显出来,它可以代替日常生产生活中的许多材料,并且可以通过高分子材料来改善其他材料的功能和性能,使他们成为一种全新材料,进而更好的发挥他们的功能。
进而,我国也对高分子材料这一领域的研究较为重视,在自我研发的基础上,不断加强了国际研究领域的沟通交流。
高分子材料论文课题名称:高分子材料导论学院:班级:姓名:学号:高分子材料回收利用与发展可降解材料现代文明以经济腾飞和生活水平的提高为主要标志。
随着经济发展,大规模的物质循环不可避免地引起各种问题,如资源短缺、环境恶化已为全球所关注。
科学家预言地球能源(煤、石油、天然气等)不久将消耗完,会发生严重的能源危机;现代工业以及消费业的发展已给大自然带来严重的影响,大气、海洋等受污染,温室效应发生和臭氧层的破坏等等。
所有这些已严重影响着自然界的生态平衡,最终必然会阻碍世界经济的高速发展。
材料的制造、加工、应用等均与环境和资源有直接的关系。
高分子材料自从上世纪初问世以来,因重量轻、加工方便、产品美观实用等特点,颇受人们欢迎,其应用越来越广,从而使用过的高分子材料日益增加。
据统计,2011年,我国塑料制品的产量达5474万吨,同比增长22%。
其中,塑料薄膜的产量为844万吨,占总产量的15%;日用塑料制品的产量为458万吨,占总产量的8%;塑料人造革、合成革的产量为240万吨,占总产量的4%。
如何处理这些废料已成为非常重要的课题。
处理废旧高分子材料比较科学的方法是再循环利用。
循环是废旧高分子材抖利用的有利途径,不仅使环境污染得到妥善的解决,而且资源得到最有效的节省和利用。
从资源利用的角度,对废旧高分子材料的利用首先应考虑材料的循环,然后考虑化学循环及能量回收。
回收:我国塑料回收面临的困难是数量大、分布广、品种多、体积大,许多废塑料与其它城市垃圾混在一起。
处理废塑料的主要方法是:填埋和简单焚烧,但可供填埋场地不断减少,填埋费用急剧上升以及简单焚烧带来的二次污染等问题也给我们敲响了警钟。
国外在废塑料回收方面已积累了不少经验,他们把废塑料的回收作为一项系统工程,政府、企业、居民共同参与。
德国于1993年开始实施包装容器回收再利用,1997年回收再利用废塑料达到60万t,是当年消费量(80万t)的75%。
目前,德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点,各网点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制品,并有统一颜色标志[2]。
降解高分子材料范文高分子材料是由大量重复单元组成的材料,具有重要的工程应用价值。
然而,由于高分子材料的长链结构和大分子量,使得其在自然环境中的降解速度相对较慢。
因此,如何有效降解高分子材料,减少对环境的污染,成为了全球范围内的研究热点之一为了降解高分子材料,目前主要采用以下几种方法:1.生物降解:利用微生物、真菌、酶等生物体来分解高分子材料。
这种方法具有高效、无二次污染等优点。
例如,一些厌氧菌能够分解聚乙烯醇(PVA)等高分子材料,将其分解为可溶性物质,降低其对环境的污染。
2.光降解:利用光照条件下的化学反应来降解高分子材料。
光降解主要是通过紫外光照射高分子材料,引发其链内或链间断裂,从而实现降解的目的。
例如,聚丙烯(PP)等高分子材料在紫外光的辐射下能够发生链内断裂,最终分解为低分子量的化合物。
3.热降解:通过升高高分子材料的温度,使其发生分解反应。
热降解方法适用于高分子材料的热稳定性较差的情况下。
例如,一些聚酰胺类高分子材料在高温下会发生链内或链断裂,最终分解为低分子量的产物。
4.化学降解:通过化学反应来降解高分子材料。
例如,加入降解助剂或添加剂,使其与高分子材料发生化学反应,从而导致高分子材料的降解。
这种方法通常需要添加一些特定的物质,具有相对较高的成本。
上述方法常常需要结合使用,以提高降解效果。
同时,还需要考虑降解产物的环境安全性以及降解过程中可能产生的副产物对环境的潜在影响。
因此,选择合适的降解方法是非常关键的。
除了以上提到的降解方法,还有一些新的降解技术正在不断发展中。
例如,生物质基材料是一种可再生、可降解的高分子材料,通过利用农业、林业和食品加工废弃物等生物质资源,制备可降解的高分子材料,从根本上解决了高分子材料长期存在的环境问题。
总之,降解高分子材料是一个复杂的问题,需要综合考虑材料结构、降解效果、环境安全性等多个因素。
随着科技的不断进步和人们环保意识的提高,相信在不久的将来会有更多高效、低成本的降解方法被开发出来,从而更好地解决高分子材料对环境带来的挑战。
生物可降解高分子材料的研究【摘要】生物可降解高分子材料作为一种环保型高分子材料引起了广泛关注。
生物可降解高分子材料指在特定条件下能够在微生物分泌酶的作用下被分解成小分子的材料。
本文笔者从生物可降解高分子的机理、应用领域、影响因素与发展前景等发面对生物可降解高分子进行分析与阐述。
【关键字】生物降解;高分子;材料随着经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,大量的高分子材料在各个领域发挥重要作用,而废弃的高分子材料对环境的污染也日益严重。
废弃塑料的处理方法主要分为掩埋和焚烧,这两种方法都会产生新的污染物污染环境。
针对这一问题,许多国家实行了3R工程,3R指的是减少使用(Reduction)、重复使用(Reuse)、循环回收(Recycle)。
但这只是减少了废弃塑料的使用,没有从根本上解决问题。
如今,各种存在的处理废弃塑料的方法都会造成污染,因此研究与开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要方法。
1生物可降解高分子材料的用途生物可降解高分子材料也被称为“绿色生态高分子材料”,它在环境日益污染的今天发挥着重要的作用,主要分为以下几个部分。
1.1解决环境污染问题利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解决环境污染问题。
据统计,目前世界的高分子材料的产量已经超过1.2亿吨,这些高分子材料在被使用后产生了大量废弃物,这些废弃物变成污染源,造成地下水与土壤的严重污染,进一步危害动植物的生长,对人类更是极其不利。
20世纪90年代初期,在可以用来处理固体废物垃圾填埋的场地用完以后,一些发达国家开始向落后国家出口垃圾,这一行为对发展中国家的影响是巨大的。
一系列环境危机引发了人类的觉醒,发展可降解的环境友好型的材料成了科学家们的主要研究的方向,生物可降解高分子材料的出现为人类解决了这一难题,它能在一定条件下,利用微生物分泌酶的作用进行分解,大大减少了对环境的污染。
1.2生物可降解高分子在医疗器材中的使用利用生物可降解高分子的特性可以制作生物医用材料。
生物可降解高分子材料生物可降解高分子材料,是指以天然有机物为主要原料制备的高分子材料,经过特殊处理后能够在自然环境中被微生物或其他生物降解,最终转化成二氧化碳、水和生物质等无害物质的材料。
与传统的合成塑料相比,生物可降解高分子材料具有许多优势,如低碳排放、资源可再生、对环境友好等。
生物可降解高分子材料的原料主要来自于可再生的植物和动物资源,如淀粉、纤维素、蛋白质等。
它们通过特殊的加工技术,如酯交换反应、水解反应等,转化成生物可降解高分子材料。
这些材料在使用过程中通常不会对环境造成污染,因为它们可以被微生物分解并与自然界无害物质循环。
生物可降解高分子材料具有许多优点。
首先,它们能够显著减少对环境的污染。
传统塑料制品通常需要数百年才能被降解,对环境造成严重威胁。
而生物可降解高分子材料的降解速度远远快于传统塑料,减少了对土壤和水源的污染。
其次,生物可降解高分子材料可以降低碳排放。
生产生物可降解高分子材料的过程中,相对于传统塑料,其二氧化碳排放量更低,对气候变化的影响更小。
此外,生物可降解高分子材料可以有效利用可再生资源,不会对非可再生资源造成枯竭。
与此同时,生物可降解高分子材料本身也能作为良好的土壤改良剂和植物营养源,促进土壤生态系统健康发展。
然而,生物可降解高分子材料也存在一些挑战和限制。
首先,由于生物可降解高分子材料通常比传统塑料价格更高,其成本仍然是一个制约因素。
其次,目前的生物可降解高分子材料在性能上还无法完全替代传统塑料。
例如,在机械性能、热稳定性和耐化学性等方面,生物可降解高分子材料仍然存在一定差距,不能满足一些特殊行业的需求。
此外,生物可降解高分子材料的降解速度也需要控制,否则可能会造成不必要的资源浪费。
为了推动生物可降解高分子材料的广泛应用,需要加强相关技术的研究和开发。
首先,需要提高生物可降解高分子材料的性能,使其能够满足广泛的应用需求。
这可以通过改进材料配方、加强材料加工和改良材料结构等方式来实现。
可降解高分子材料可降解高分子材料是一类具有良好性能并且在使用后可以自然降解的材料,它们在当今社会中扮演着越来越重要的角色。
与传统的塑料材料相比,可降解高分子材料具有更低的环境影响,对于解决环境污染和资源浪费问题具有重要意义。
首先,可降解高分子材料在环保方面具有明显优势。
传统的塑料制品在被丢弃后需要数十年甚至上百年才能自然降解,而可降解高分子材料则可以在较短的时间内降解为无害的物质,减少对环境的污染。
这对于解决塑料垃圾围城的问题具有重要意义,可以有效减少对土壤和水源的污染。
其次,可降解高分子材料在资源利用方面具有优势。
传统的塑料材料是由石油等化石燃料制成的,而这些资源是有限的。
可降解高分子材料通常采用可再生资源作为原料,如淀粉、纤维素等,不仅可以减少对化石燃料的依赖,还可以促进农业和林业资源的合理利用。
此外,可降解高分子材料在应用领域也具有广阔的前景。
它们可以被用于制造一次性餐具、购物袋、包装材料等,满足人们日常生活中对塑料制品的需求,同时又不会对环境造成长期的污染。
在医疗领域,可降解高分子材料也可以被用于制造可降解的缝合线、支架等医疗器械,有助于减少手术后的二次伤害。
然而,可降解高分子材料也面临一些挑战。
首先是成本问题,目前可降解高分子材料的生产成本相对较高,需要进一步降低成本才能更广泛地应用于各个领域。
其次是性能问题,部分可降解高分子材料的力学性能、耐热性能等方面还需要进一步改进,以满足不同领域的需求。
综上所述,可降解高分子材料是一种具有环保、资源利用和应用前景的新型材料,它们在解决环境污染和资源浪费方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展,相信可降解高分子材料将会在未来发展中扮演更加重要的角色,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
生物材料论文:生物降解高分子材料的研究与应用前言生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料,作为一种可自然降解的材料。
在环保方面起到了独特的作用,其研究和开发已得到迅速发展,作为解决“白色污染”最为有效的途径,已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。
1生物降解高分子材料的降解机理生物降解机理和光一生物降解机理,完全生物降解机理大致有三种途径:①生物物理作用:由于生物细胞增长而使聚合物组分水解,电离质子化而发生机械性的毁坏,分裂成低聚物碎片:②生物化学作用:微生物对聚合物作用而产生新物质(CH4、C 02和H20);③酶直接作用:被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。
而光一生物降解机理则是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解,增大表面,体积比,同时,日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成含氧化物。
并氧化断裂,分子量下降到能被微生物消化的水平。
进一步研究发现。
不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大关系,包括化学结构、物理结构、表面结构等。
对不同种类的生物降解材料而言,它们降解机理的不同决定了它们具有不同的性质。
天然降解高分子材料,其本身来源于生物体,能保证足够的细胞及组织亲和性,降解周期一般较短,最终降解产物为多糖或氨基酸,容易被机体吸收,但是这种材料力学性能差,难于满足组织构建的速度要求,应用时需要进行改性。
化学合成的生物降解材料的组成、结构和降解行为更易于控制,比如降解速度和强度可调,易构建高孔隙率三维支架,但材料本身对细胞亲和力弱。
往往需要引入适量能促进细胞黏附和增值的活性基团、生长因子或黏附因子等。
2生物降解材料的应用2.1聚合物超细纤维组织工程支架组织缺损和创伤修复的研究和发展与生物材料同步,在上世纪60年代中期,合成性纤维开始用于烧伤治疗的人工皮肤,在70年代致力于对植入物的人工表面处理,避免引起血液凝集,如在材料表面引入肝素复合物涂层等。
论高分子材料的回收利用【摘要】随着我国国民经济的不断发展,环境污染问题也日益严重,化工行业渗透在各个方面,与人们的衣、食、住、行密切相关,是国民经济十分重要的一部分,而化工环保也就显得尤为重要。
这其中对原材料成本和副产品循环利用效率为重中之重。
本文综述塑料、橡胶、复合材料和其他交联高分子材料回收利用现状和进展,简述了废弃高分子材料回收利用存在的科学与技术问题及其发展方向。
目前全球高分子聚合物的产量已超过2亿吨,高分子材料在生产、处理、循环、消耗、使用、回收和废弃的过程中也带来了沉重的环境负担。
聚合物废料的来源主要有:1、生产废料:生产过程中产生的废料如废品,边角料等。
其特点是干净,易于再生产;2、商业废料:一次性用于包装物品,电器,机器等包装材料,如泡沫塑料。
3、用后废料:指聚合物在完成其功用之后形成的废料,这类废料比较复杂,其污染程度与使用过程,场合等有关,相对而言污染比较严重,回收和利用的技术难度高,是材料再循环研究的主要对象。
我国每年废弃塑料和废旧轮胎占城市固态垃圾重量的10%,体积30-40%,难以处理,形成所谓“白色污染”(废弃塑料)和黑色污染(废弃轮胎),影响人类生态环境,也影响高分子产业自身的进一步发展。
因此废弃高分子材料的回收利用对建设循环经济、节约型社会意义重大。
【关键字】高分子材料化工环保回收利用1、国内外废弃高分子材料的回收利用研究及现状1.1国内外废弃高分子材料的回收现状废弃高分子材料又叫废弃塑料,随着高分子材料工业的发展,塑料制品的应用也日益广泛,已成为人们生活中不可缺少的重要组成部分,2000年全世界塑料总产量已超过一亿一千万吨,中国总消费两也超过数百万吨,随着塑料产量的增加,废弃塑料数量也在不断增加,全球废弃塑料量也已经达到四千万吨,已成为全世界的“白色污染”,这是环境保护的一大公害,已造成资源的巨大浪费。
由此,已引起全世界各国政府的重视和关注,根据各个国家的实际情况,有的国家投入巨大资金进行治理,美国采取限制塑料的生产,我国政府也非常重视,三令五申,严禁乱扔塑料薄膜袋,减少或杜绝“白色污染”。
高分子材料的再生利用研究一、引言高分子材料因其良好的耐热、耐化学腐蚀、强度高、质轻等特性,被广泛应用于医药、食品、建筑、汽车等多个领域。
然而,随着高分子材料的广泛应用,产生的废弃物和污染物也越来越多,对环境和资源的影响日益显著。
因此,高分子材料的再生利用研究具有重要的意义。
本文将分别从高分子材料的再生利用方法及其应用领域进行介绍,让读者全面了解高分子材料的资源回收与利用。
二、高分子材料的再生利用方法高分子材料是由大分子化合物聚合而成的,常见的高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
在高分子材料的再生利用研究中,主要有以下方法:1.机械再生法机械再生法是指对高分子材料进行机械性加工后再进行再利用的方法。
例如,将塑料废弃物破碎后,再进行模压成型等加工,其成本低,但产品质量不稳定。
2.化学再生法化学再生法是指对高分子材料进行化学反应或改性后再进行再利用的方法。
例如,将聚乙烯废弃物进行裂解,得到乙烯和一些有机介质,再通过聚合反应制备新的聚乙烯。
3.能量回收法能量回收法是指利用高分子材料中的化学能转化为热能或电能,进行资源回收的方法。
例如,一些聚合物废弃物可用于发电或热能利用。
4.物理再生法物理再生法是指利用高分子材料的物理性质进行回收。
例如,废弃塑料瓶可进行再利用,成为再生塑料颗粒。
5.生物再生法生物再生法是指利用微生物或化学反应降解废弃物,转化为化合物或资源的方法。
例如,通过微生物菌群将废弃聚合物转化为基础化合物,再用化学合成制备新聚合物。
三、高分子材料再生利用的应用领域1.纺织品在纺织品领域,聚酯、尼龙等高分子材料被广泛应用于纺制面料。
高分子材料的再生利用对于纺制面料同样具有重大作用。
例如,废旧服装、包装袋等聚合物制品可进行化学或物理再生利用,再生制为面料等织物。
2.建筑材料在建筑材料领域,聚苯乙烯、聚碳酸酯等高分子材料广泛应用于制造隔热板、隔音板、保温板等建材。
从废弃材料中回收利用高分子材料,制备新型建筑材料是发展的方向之一。
高分子材料的可持续生产与回收利用研究随着全球经济的迅速发展和人口的不断增长,高分子材料的应用范围也在不断扩大。
然而,高分子材料的生产和处理过程中面临着一系列的环境和资源问题。
为了实现高分子材料的可持续生产和回收利用,各国学者和工程师们积极投入到了相关研究中。
高分子材料的可持续生产是指通过改进生产工艺和原材料选择,减少能源消耗和环境污染,降低生产成本,提高产品质量。
可持续生产的关键在于发展新的生产技术和清洁生产方法,以及选择可再生、可降解原材料。
近年来,研究人员致力于寻找替代石化原料的可再生原料,并探索新的生产路径和催化剂,以实现高效率和低环境影响的生产过程。
一种常见的可持续生产方法是通过生物质转化来替代传统的石化制造过程。
生物质转化可以利用农作物残渣、林木和废弃物等可再生资源作为高分子材料的原料。
例如,纸浆和纤维素可以用于生产生物塑料,而生物质能源可以用于生产生物基聚酯和生物基聚酰胺。
这种方法不仅利用了可再生资源,还减少了对石油等有限资源的依赖,有助于减少温室气体的排放和环境污染。
另外,改进生产工艺也是实现可持续生产的重要手段。
传统的高分子材料生产过程往往需要高温高压条件,消耗大量的能源。
现代工艺技术的发展可以通过降低温度、压力的要求和缩短反应时间来减少能源消耗。
例如,研究人员发现通过微波辅助合成可以显著提高聚合反应的效率,从而减少了传统工艺中对温度和时间的要求,降低了能源消耗。
在高分子材料的回收利用方面,目前主要有物理回收、化学回收和能源回收等方法。
物理回收是将废弃的高分子材料通过破碎、粉碎、分离等物理方法,将其分离为原料重新回收利用。
化学回收则是通过化学方法将废弃的高分子材料转化成可再利用的原料。
能源回收则是在高分子材料的处理过程中,将废弃材料中的能量转化为电能、热能或生物质能源来进行利用。
然而,高分子材料的回收利用面临着一系列的挑战。
首先是废弃物的分类和收集问题,因为高分子材料的回收利用需要不同类型的废弃物分开处理。
可降解高分子材料循环利用探讨
【摘要】虽然,我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前茅,但是随之而来的是每年产生几百万吨高聚物废旧物。
我们迫切需要对其进行生物可降解,从而减少对人类及环境的污染。
本文着重探讨一下高分子材料的循环利用途径。
【关键词】高分子材料可降解循环利用
1 生物可降解高分子材料的含义及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下三种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。
一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。
首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,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。
到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。
除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。
生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境
有关。
2 生物可降解高分子材料的类型
按材料来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。
按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。
按合成方法可分为如下几种类型。
2.1 微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。
这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。
2.2 合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。
但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。
芳香族聚酯(pet)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。
将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3 天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共同混制。
2.4 掺混型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
3 生物可降解高分子材料的研发
3.1 传统方法
传统利用生物可降解高分子材料的方法主要包括:天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
(1)天然高分子的改造法。
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。
此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
②化学合成法。
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降
解的链段。
化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
(2)微生物发酵法。
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。
但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2 酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催
化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3 酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。
4 结语
随着高分子材料合成与加工的技术进步,生物可降解高分子材料在各行业得到广泛、深入的应用。
生物可降解高分子材料助剂、树脂原料和加工机械一起组成了生物可降解高分子加工的三大基本要素。
此外,加工工艺水平、配方技术以及相关配套服务设施也成为完美展现制品性能的不可或缺的因素。
我国生物可降解高分子材料工业起步较晚,发展迟缓,难以适应目前的发展趋势,必须借助行业发展,探索一条具有中国特色的工业之路。
在消化、吸收、仿制国外先进品种和技术的基础上,针对不同行业要求和特点,开发出高效、多功能、复合化、低(无)毒、低(无)污染、专用化的生物可降解高分子品种,提高规模化生产和管理能力,改变目前行业规模小、品种少、性能老化且雷同、针对性(专用性)差、性能价格比明显低于国外同类产品、创新能力低下、污染严重、无序竞争的局面,一些新型功能的生物可降解高分子材料的发展时间不长,消费量较低,却带来了产业新的突破点和增长点,丰富完善了整个体系,其高技术含量和巨大的增幅显示了强大的生命力,创造一个投入产出比明显高于其他化工产品的新产业。
参考文献:
[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[j].塑料科技.2009(03).。