绿色的高分子材料合成技术

绿色的高分子材料合成技术

李思问1,卢开剑2

1身份证号码：510107197508150010  2身份证号码：510321198503152319

摘要：化工行业是高耗能、高污染行业，近年，在我国绿色环保理念的倡导下，化工企业亟待转变生产模式，积极推动高分子材料合成与应用的绿色创新发展。本文指出高分子材料合成与应用中存在的问题，提出了实现绿色化工的三个基本途径，即低碳化、清洁化和节能化。从高分子材料绿色制备技术、绿色加工技术及绿色应用技术三方面进行了探讨。

关键词：绿色；高分子材料；合成技术

引言

高分子材料在各行各业中应用广泛，其具备轻便、灵巧、性能佳的特点，在合成时需要应用有机化学，从而在极大程度上提高了现代人的生活质量和生活水平。文章对高分子材料与有机化学合成材料进行概述，重点分析有机化学在高分子材料合成中的应用，得出结论：二者结合可促进合成工艺创新发展，提高水平。

1高分子材料

1.1高分子材料的分类

中国医用高分子材料研发起步较早，主要用于疾病诊疗、病变组织修复或替换、器官功能增强或恢复等，逐渐成为理想型的医疗器械原料。按照来源的不同，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。前者多为天然聚合物，来源广泛可再生，与人体组织具有高度的相容性，但加工性能较差、稳定性存在不足，导致其应用范围有限。后者具有更好的加工性和可控性，能根据产品需求进行针对性加工和改性，使材料具有更优良的性能。按照合成材料与生物体的作用关系，合成高分子材料可分为惰性高分子材料和可降解高分子材料。惰性高分子材料在人体内较为稳定，不会发生降解、变性等化学反应；而可降解高分子材料会在人体内缓慢降解，逐渐被人体吸收，避免了二次手术取出带来的伤害。

1.2高分子材料的特点

医用高分子材料在临床诊治、医学检测、术后康复等方面有显著的优势。作为直接接触或作用于人体的医用材料，其安全性、耐用性、加工性都必须要达到一定的标准，既要保证医疗器械不会引发机体的免疫排斥，避免对人体造成二次伤害，又要保障植入体或介入物在人体内正常运行，达到必要的治疗功效。

医用高分子材料作为一种人体外源物质，为起到良好的诊治效果，医疗器械在使用过程中，不能与人体组织或体液发生反应，不会产生明显的不良反应。为保障患者的人身安全，医疗器械在投入使用前，通常会进行材料的生物相容性评价。除检测高分子材料与细胞作用后理化性质的变化，还会进行免疫反应、组织反应、血液反应实验，作为高分子材料毒性评价指标[4]。有研究表明，聚酯类高分子材料与人体血液相容性良好，溶血率较低，血小板、纤维蛋白原吸附较少，是理想的抗凝血材料。

2高分子材料概述

该材料也被人们称为聚合物材料，它是国内出现的一种新型材料。其主要基础为高分子化合物，在其中添加不同种类的添加剂，便可组成该材料。其主要原料大都源于天然橡胶、树脂、纤维，由于合成高分子材料类型不一，且种类较多，将其划分为不同类别后更易区别，如涂料、塑料等。

尽管该材料原料基本上为自然物质，但是在具体应用过程中，仍然会对环境造成一定污染。例如，若将塑料产品随意丢弃，其在自然环境中很难降解，最终会成为白色污染源，破坏生态平衡，引发水源污染等问题。因此，一般在合成该材料过程中，人们要选择绿色合成原料。首先，在使用这种原料时，需要筛选对环境无影响、资源丰富的原料作为主要原料进行合成。例如，可以将农副产品作为相关合成材料，实现环保目标。其次，人们可以选择无毒化溶剂，利用该溶剂，防止污染源在环境中产生，影响生态平衡。经过聚合过程中的添加剂，溶液可以应用水、离子液体或者临界流体，使得污染源减少。再次，人们可以应用和吸纳新型先进技术，改善环境污染问题，提高整体效率，完成保护环境目标。一般情况下，新技术不会对人类造成影响，其可能会成为未来发展新趋势。最后，人们可以应用无毒催化剂，慎重选择催化剂类型，尽量保证该催化剂效率高、无毒，不会对自然环境造成严重污染。例如，应避免选用含有辛酸亚锡的催化剂，避免其有害物质侵害环境。

3高分子材料合成与应用中的绿色发展战略研究

3.1高分子材料绿色制备技术

传统的高分子材料合成过程中会应用大量挥发性强、毒性大的有机溶剂和催化剂等，生成大量有机挥发物质；同时，一些高分子材料合成工艺繁琐，耗时较长，造成极大水资源和能源的浪费。因此，亟待开发一种新型的环境友好、资源节约的高分子材料制备技术，实现材料的绿色制备。

3.2绿色加工技术

通过将流体引入到高分子材料的加工环节中，在流体压力流动和冷却作用下加工高分子材料产品。该技术具有装置简单、对设备损耗小、能耗低、制备工艺可控性强等优势，是现代高分子材料绿色加工技术的重要代表。辐射加工技术。高分子材料在电离辐射下可形成性质活泼的中间体和自由基，该反应过程在室温常压环境下进行，具有清洁、高效、污染低的特点。目前，辐射技术在化工领域的应用主要包括通过辐射技术诱导发生交联、降解反应等，在高分子改性领域发展前景广阔。

3.3动态反应加工一体化技术

传统的高分子材料制备过程主要有两步，反应过程复杂、耗时长、能耗高、效率低，造成严重的资源和能源浪费。动态反应成型一体化技术是将材料的合成与加工过程合并，实现整个过程一体化的动态控制，不仅节约时间，还降低能耗，提升产品品质。目前，该工艺在制备聚氨酯泡沫材料等领域应用较多。基于拉伸流变的绿色加工成型技术。该工艺是利用塑化混炼原理及非螺杆挤压系统结构的几何拓扑技术，加工制备过程能耗低且简单，可实现废弃塑料合金化加工和循环利用。该项技术已进入市场化应用推广阶段，有助于高分子材料加工制备技术的转型升级。

3.4高分子材料绿色应用技术

物理循环又称为“机械回收”。主要过程是先收集、分类后，再进一步分离和干燥，通过熔融加工再利用。由于在该系列过程中，材料本身分子结构会遭到一定破坏，材料性能难免发生不同程度的降低，可通过加入添加剂等方式提升材料性能。目前，物理回收是简单、经济的回收方式，几乎适用于所有的热塑性高分子材料，不足之处在于过程中会导致材料部分性能的降低或丧失。化学循环是将高分子材料选择性解聚为低分子量化学产品，之后再聚合呈原始或其他聚合物材料进行再利用的过程，目前该方法已引起市场广泛关注。化学循环回收技术可分为溶剂解聚技术和热分解技术两类。

结语

高分子材料合成中，有机化学在其中应用广泛度有目共睹。其不仅将材料性能进行良好转变，还在极大程度上降低了相关生产成本，促进了材料合成效率的提升，满足了不同行业对材料合成的相关需求。由此可见，未来应该不断推广有机化学应用于合成过程中，持续研究新技术，强化合成技术。

参考文献

[1]许志绍.试析高分子材料合成与应用中的绿色战略[J].化工管理,2017(5):131.

[2]臧晓玲,温变英.高分子材料绿色制造与可持续发展[J].中国塑料,2021,35(8):9-20.

[3]颜静,耿旺昌,姚东东,等.有机化学知识在高分子材料合成创新实验中的运用:分享几个实例[J].大学化学,2020,35(7):104-108.