于超群 何軍擁

摘要：隨著時(shí)代社會(huì)的不斷發(fā)展，可持續(xù)成為人們密切關(guān)注的話題，如何應(yīng)對(duì)越來(lái)越多的資源需求，為人類社會(huì)的發(fā)展提供幫助成為科技研究的重要方向。筆者對(duì)高分子材料的基礎(chǔ)概念進(jìn)行了介紹，并對(duì)高分子材料低碳再利用的方式進(jìn)行分類探析，還對(duì)相關(guān)技術(shù)地進(jìn)展展開綜述，在其中著重介紹高分子材料低碳再利用的研究技術(shù)發(fā)展方向，以期為高分子材料的再利用，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：廢棄高分子材料;回收利用;新資源

高分子材料以質(zhì)量小、防水效能好、強(qiáng)度高以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)在一眾現(xiàn)代材料中脫穎而出。此外，高分子材料還具有成本較低以及可以通過(guò)添加不同成分被賦予更多性能的特點(diǎn)。這些特性使高分子材料在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛地運(yùn)用，比如國(guó)防建設(shè)、先進(jìn)技術(shù)、基礎(chǔ)建設(shè)等，高分子材料在其中都具有不可替代的地位。與此同時(shí)，與之伴隨而來(lái)的還有越來(lái)越多的高分子材料運(yùn)用導(dǎo)致的環(huán)境污染。目前，高分子材料的環(huán)境污染問(wèn)題隨著全球環(huán)境的惡化備受關(guān)注。如何有效地回收廢棄的高分子材料并加以再次利用是本世紀(jì)的一大環(huán)保話題，本文依據(jù)高分子材料的回收利用現(xiàn)狀，總結(jié)了高分子材料回收利用的研究應(yīng)用，并提出相關(guān)措施，以期為其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供思路。

一、廢舊高分子材料的類型

廢舊高分子材料主要來(lái)源于居民生活廢棄垃圾、工業(yè)生產(chǎn)廢料以及生產(chǎn)中的廢棄資料。工業(yè)廢料是指高分子材料在加工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料，或是無(wú)法被使用的殘次品。廢棄高分子材料的生活來(lái)源主要是居民在使用后拋棄的塑料袋以及其他塑料制品。生產(chǎn)資料廢棄的高分子材料則是在生活垃圾以外的，同樣被使用的高分子材料制品。這些廢棄高分子材料由于用途不同，其回收利用的途徑和方式也不同，從而影響了其再利用方式及再利用的成本和可行性，不利于廢棄高分子材料的可持續(xù)利用。

二、廢棄高分子材料的可持續(xù)利用方式

（1）設(shè)計(jì)出可持續(xù)利用的高分子材料

要想高效提升高分子材料的可持續(xù)利用效率，就要在高分子材料制作的最初階段，考慮到其回收利用的問(wèn)題，研制并生產(chǎn)易于可持續(xù)利用的高分子材料。日本的汽車公司，Toyoda就建立了相應(yīng)的廢舊汽車保險(xiǎn)杠回收利用項(xiàng)目，并通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，通過(guò)可回收材料制造出了具備保險(xiǎn)杠性能標(biāo)準(zhǔn)的保險(xiǎn)杠。同時(shí)，該公司還研究了一種由聚丙烯和橡膠混合而成的新型高分子材料，即超級(jí)聚烯烴。這種材料與傳統(tǒng)的橡膠增韌聚丙烯的材料不同，這種新型材料的橡膠中的晶體具備方柱形結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Σ牧系目箟盒云鸬皆鰪?qiáng)作用，同時(shí)這種材料還具有相應(yīng)的物理性能，能夠快速進(jìn)行回收利用。這家公司通過(guò)將這種既具備一定性能，又能夠?qū)崿F(xiàn)有效回收利用的材料大量應(yīng)用于汽車的零件制造，能夠有效推進(jìn)高分子材料的可持續(xù)利用，并保護(hù)人類的生存環(huán)境，使汽車行業(yè)對(duì)環(huán)境的污染降到最低，在推動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的同時(shí)促進(jìn)人類的可持續(xù)發(fā)展。

（2）高分子材料利用的多種新方法

不同材質(zhì)的高分子材料需要采取不同的回收利用方法。例如，對(duì)于金屬聚合類的高分子材料，人們可以采取電磁快速加熱的方法，使金屬類高分子材料的升溫速度能夠達(dá)到15度每秒，從而使金屬與聚合物失去黏合作用，實(shí)現(xiàn)金屬類高分子材料的回收利用。而對(duì)于聚酯、玻纖增強(qiáng)塑料以及聚酰胺復(fù)合膜這類高分子材料，人們常常采用超臨界流體法來(lái)幫助回收利用。舊聚酯是一種縮聚物，能夠通過(guò)堿性的水使其分解為化學(xué)物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)回收目的。采取超臨界流體法來(lái)回收聚酯的優(yōu)點(diǎn)是其分解速度快，且不需要催化劑就可以實(shí)現(xiàn)完全回收。對(duì)于玻纖增強(qiáng)塑料，超臨界水可以有效破解玻纖的回收困難問(wèn)題，僅需5分鐘就可以將其分解為油狀分子和玻纖，使其從高分子材料中脫離出來(lái)。此外，對(duì)于復(fù)合膜這種高分子材料，通過(guò)亞臨界水來(lái)進(jìn)行回收，能夠?qū)⑵渲械腜A6部分溶解于水，從而使PE分離，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的高分子材料達(dá)到70%～80%的回收率。總之，超臨界流體法能夠有效回收這三種材料，實(shí)現(xiàn)高分子的可持續(xù)利用。此外，還有固相剪切擠出法、反應(yīng)性共混法、熱裂解、催化裂解以及多層夾心注塑技術(shù)等方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)各類型的高分子回收利用。

（3）制造可生物降解的高分子材料

要想有效減少環(huán)境污染的危害，就要既對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行回收利用、降解處理，又要從生產(chǎn)端入手，減少有害材料的生產(chǎn)，并進(jìn)一步生產(chǎn)利用可再生資源，滿足需求。比如，相關(guān)研究人員可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)，利用可進(jìn)行生物降解的高分子材料，例如纖維素、淀粉等，也可以通過(guò)制造具備生物降解特性的合成材料，實(shí)現(xiàn)回收利用，比如聚丙交酯，聚丁二酸丁酯等。這種材料的運(yùn)用能夠有效減少環(huán)境污染，但同時(shí)，由于這種材料具備較高的成本，難以在世界范圍進(jìn)行大面積的推廣，阻礙了高分子材料的持續(xù)發(fā)展。但是，各國(guó)學(xué)者仍然沒(méi)有放棄進(jìn)行這類材料的運(yùn)用，通過(guò)不斷地研究和實(shí)驗(yàn)，荷蘭研究了熱塑型淀粉分子的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)分子的加工性與力學(xué)性能的關(guān)系添加了適量的增塑劑和相應(yīng)的聚合物，制造出了可生物降解的塑料，為高分子材料的可生物降解發(fā)展提供了思路及幫助。美國(guó)也采取了沒(méi)有毒素且價(jià)格相對(duì)低廉的 NMMO作為可降解纖維素薄膜的溶劑，從而避免了傳統(tǒng)溶劑對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，并且這種薄膜與聚丙烯薄膜的質(zhì)量相當(dāng)。世界各國(guó)都在可生物降解的高分子材料聚合物方面進(jìn)行了深入地研究，推動(dòng)了相關(guān)材料的有效發(fā)展，并進(jìn)一步使人們認(rèn)識(shí)到可生物降解聚合物各種類型之間的區(qū)別及優(yōu)勢(shì)，為未來(lái)創(chuàng)造出更加綠色的高分子材料提供了有效途徑和堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

總結(jié)

要想推動(dòng)高分子材料的有效回收利用，就要從高分子制造以及回收利用兩方面入手，不斷提高相關(guān)技術(shù)。即研究者一方面要在相關(guān)材料的制造端加大研究投入，創(chuàng)造出更多能夠進(jìn)行有效回收利用的綠色高分子材料，另一方面對(duì)已建材料要通過(guò)積極的研究，盡可能地實(shí)現(xiàn)完全降解以及回收利用，實(shí)現(xiàn)舊高分子材料的回收利用，推動(dòng)資源的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：一作：于超群（1988-10-）女，蒙古族，黑龍江省哈爾濱市巴彥縣，碩士研究生，專任教師，專業(yè)負(fù)責(zé)人，講師，主要研究方向?yàn)閼?yīng)用韓語(yǔ)。

二作：何軍擁（1971.11-），男，碩士研究生，廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，教授，主要研究方向：材料工程、職教研究。