聚合物材料生态化需从摇篮到坟墓全程实现
来源：peek板材供应商-恒鑫实业 作者：PEEK板材加工
"作为化工材料可持续发展的一个重要方向，聚合物材料的生态化就是要从摇篮到坟墓，自始至终实现环境友好；从原料的生态化开始，经过聚合过程的生态化，一直到最终产品的生态化。"浙江大学工学部主任李伯耿教授就化工如何实现可持续发展表示。
李伯耿说，聚合物材料不仅性能和功能范围广，而且制造、加工与应用的能耗都相对较低，其对金属和无机非金属材料的替代不仅是过去100年材料工业的发展主流，而且仍然是未来化工材料的发展趋势。但传统的聚合物生产依赖于石油、煤等矿物质资源，先形成单体，再制成聚合物。可矿物质资源有其自身的局限性，比如，生长周期漫长，终有一天会枯竭，且其开采、加工直接或间接地影响环境，会产生二氧化碳、酸雨及温室气体。加之近年来油价不断上涨，因此，应用生物质资源和二氧化碳等可再生资源的呼声不断高涨。
李伯耿说，将生物质制成聚合物单体，要求产品结构清晰、组成纯净。物理和化学方法一般能耗高、产率低，且过程污染较严重，因此往往作为生物转化法的辅助手段。生物转化的酶极为重要，随着基因工程、细胞工程、酶工程技术的不断发展，人类能够制造出具有较高稳定性和容忍性的微生物，并从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/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物。李伯耿指出，开发可活化二氧化碳反应的催化剂体系是关键。此外，抑制副反应和进一步提高性能也是有待解决的问题。先，聚合物生产过程基本都是管道化的；在溶剂的无害化方面，悬浮聚合、乳液聚合、水相沉淀聚合、液相本体聚合、气相聚合技术等均已成熟，超临界二氧化碳中的聚合反应正在发展中；在原料无害化方面，非光气法合成聚氨酯、聚碳酸酯也都已经产业化。
在谈到聚合过程的难点与重点时，他认为，聚合过程研究开发主要有两个难点：首先是大多数聚合反应是强放热，但聚合反应体系传热性能较差，往往制约了聚合过程效率；其次是聚合产物的分离与纯化，聚合过程的能耗多来自于它。人们已经在传热过程的强化、非均相聚合方面取得了大量的成果。他表示，用同样的原料制成高性能、高附加价值的产品，广义地说，也是节约资源。目前，产品的高性能化已经成为聚合过程研究开发的重点。譬如，聚烯烃领域的相对分子质量双峰分布技术、反应器内合金化技术、多区流化床反应器技术等。
产品的生态化是最后一个环节，较为典型的生态化聚合物产品包括生物可降解聚合物、粉末涂料、水性涂料、水性油墨等。李伯耿强调，生物可降解聚合物不等于生物基聚合物，因为生物基聚合物有一些是不可降解的。今后几年，生物可降解聚合物的大发展还有赖于高性能化(共聚、结构调控)、低成本化以及政府的大力支持。
