聚合物材料生態(tài)化需從搖籃到墳?zāi)谷虒?shí)現(xiàn)
來(lái)源：peek板材供應(yīng)商-恒鑫實(shí)業(yè) 作者：PEEK板材加工
"作為化工材料可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，聚合物材料的生態(tài)化就是要從搖籃到墳?zāi)?，自始至終實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好；從原料的生態(tài)化開(kāi)始，經(jīng)過(guò)聚合過(guò)程的生態(tài)化，一直到最終產(chǎn)品的生態(tài)化。"浙江大學(xué)工學(xué)部主任李伯耿教授就化工如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展表示。
李伯耿說(shuō)，聚合物材料不僅性能和功能范圍廣，而且制造、加工與應(yīng)用的能耗都相對(duì)較低，其對(duì)金屬和無(wú)機(jī)非金屬材料的替代不僅是過(guò)去100年材料工業(yè)的發(fā)展主流，而且仍然是未來(lái)化工材料的發(fā)展趨勢(shì)。但傳統(tǒng)的聚合物生產(chǎn)依賴(lài)于石油、煤等礦物質(zhì)資源，先形成單體，再制成聚合物?？傻V物質(zhì)資源有其自身的局限性，比如，生長(zhǎng)周期漫長(zhǎng)，終有一天會(huì)枯竭，且其開(kāi)采、加工直接或間接地影響環(huán)境，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、酸雨及溫室氣體。加之近年來(lái)油價(jià)不斷上漲，因此，應(yīng)用生物質(zhì)資源和二氧化碳等可再生資源的呼聲不斷高漲。
李伯耿說(shuō)，將生物質(zhì)制成聚合物單體，要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清晰、組成純凈。物理和化學(xué)方法一般能耗高、產(chǎn)率低，且過(guò)程污染較嚴(yán)重，因此往往作為生物轉(zhuǎn)化法的輔助手段。生物轉(zhuǎn)化的酶極為重要，隨著基因工程、細(xì)胞工程、酶工程技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)能夠制造出具有較高穩(wěn)定性和容忍性的微生物，并從中提取出所需要的酶。
目前，已批量生成的二氧化碳基聚合物包括：二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧環(huán)己烷三元共聚物。李伯耿指出，開(kāi)發(fā)可活化二氧化碳反應(yīng)的催化劑體系是關(guān)鍵。此外，抑制副反應(yīng)和進(jìn)一步提高性能也是有待解決的問(wèn)題。先，聚合物生產(chǎn)過(guò)程基本都是管道化的；在溶劑的無(wú)害化方面，懸浮聚合、乳液聚合、水相沉淀聚合、液相本體聚合、氣相聚合技術(shù)等均已成熟，超臨界二氧化碳中的聚合反應(yīng)正在發(fā)展中；在原料無(wú)害化方面，非光氣法合成聚氨酯、聚碳酸酯也都已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。
在談到聚合過(guò)程的難點(diǎn)與重點(diǎn)時(shí)，他認(rèn)為，聚合過(guò)程研究開(kāi)發(fā)主要有兩個(gè)難點(diǎn)：首先是大多數(shù)聚合反應(yīng)是強(qiáng)放熱，但聚合反應(yīng)體系傳熱性能較差，往往制約了聚合過(guò)程效率；其次是聚合產(chǎn)物的分離與純化，聚合過(guò)程的能耗多來(lái)自于它。人們已經(jīng)在傳熱過(guò)程的強(qiáng)化、非均相聚合方面取得了大量的成果。他表示，用同樣的原料制成高性能、高附加價(jià)值的產(chǎn)品，廣義地說(shuō)，也是節(jié)約資源。目前，產(chǎn)品的高性能化已經(jīng)成為聚合過(guò)程研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。譬如，聚烯烴領(lǐng)域的相對(duì)分子質(zhì)量雙峰分布技術(shù)、反應(yīng)器內(nèi)合金化技術(shù)、多區(qū)流化床反應(yīng)器技術(shù)等。
產(chǎn)品的生態(tài)化是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，較為典型的生態(tài)化聚合物產(chǎn)品包括生物可降解聚合物、粉末涂料、水性涂料、水性油墨等。李伯耿強(qiáng)調(diào)，生物可降解聚合物不等于生物基聚合物，因?yàn)樯锘酆衔镉幸恍┦遣豢山到獾?。今后幾年，生物可降解聚合物的大發(fā)展還有賴(lài)于高性能化(共聚、結(jié)構(gòu)調(diào)控)、低成本化以及政府的大力支持。
