塑料、橡膠等高分子材料制品的應用已遍布我們生活的各個方面,并成為我們生活中須臾不可或缺的重要組成部分。但是,隨著制造技術和高分子材料技術的發展,傳統的制造模式對我們的生態環境帶來了日益嚴重的威脅和破壞。采用新的環境友好性的綠色低碳制造模式以改善高分子材料廣泛應用帶來的環境問題成為塑料橡膠工業發展必須解決的迫在眉睫的問題。全新的綠色低碳制造模式需要系統考慮綠色材料、綠色設計、綠色制造工藝、綠色包裝和產品的使用及用后處理等各個方面。
綠色材料
高分子材料在給人類帶來巨大物質文明的同時也對環境造成了嚴重的污染。傳統的處理方法多采用對廢舊高分子材料回收焚燒、掩埋及簡單的分類回收利用等方法,這種環境末端治理方法不能從根本上解決高分子材料的環境污染問題。更有效的方法必須從源頭即材料研究和選擇方面入手,在選擇材料時應用環境友好、便于回收再利用和可自然降解的綠色材料,達到產品與環境的和諧。
綠色高分子材料包括高分子材料本身與應用及處理方面的內容。前者是指高分子合成的無害化及其對環境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成與使用及其對環境穩定型高分子材料的回收與循環使用。面向綠色低碳制造的綠色材料是一種全新的理念和思路,追求的是產品與環境的和諧,它是技術性原則、經濟性原則和環境協調性原則的綜合與集成。材料選擇的環境協調性原則主要考慮材料資源的豐富程度、材料的環境友好性、材料的可回收利用性等方面。
可降解高分子材料是近年來綠色材料研究的熱點。所謂可降解是指在一定的使用期內具有與普通塑料相同的使用性能,當達到一定使用期限后其分子結構發生變化,能夠在一定條件下自動降解而被自然同化。根據降解方式不同,目前主要包括三種類型:光降解塑料、生物降解塑料和光/生物降解塑料。
目前對生物降解塑料和光降解塑料開發研究較多,但這兩種降解塑料還存在著一些問題:首先是成本問題,生物降解塑料的巿場價格比普通塑料的價格高出幾倍甚至十幾倍,所以靠巿場來推廣生物降解材料具有很大阻力。其次是技術問題,降解塑料的降解速度可控性還有待提高,在不同應用領域對降解塑料的降解速度要求不同,目前對可控降解塑料的研究還需要投入很大的精力。除了這兩方面的問題,還有類似于應用的安全性等問題需要解決。
面對生物降解塑料和光降解塑料存在的問題,同時考慮這兩種降解塑料的突出特點,科研人員嘗試將兩者結合,制成生物/光雙降解塑料,目前這一方法已經成為降解塑料的主要研究方向之一。
正確認識傳統的石化基高分子材料本身的綠色性質也是近年來頗受關注的一個重要方面。合理地選用、應用塑料、橡膠等高分子材料,已為汽車、電子、建筑、食品飲料包裝等領域帶來顯著的節能、減碳效果。通過合理選擇材料與改性以實現針對性的用途,兼之塑料本身優異的可回收性,我們應認識到高分子材料的綠色低碳本質,關鍵在于用好、回收好。