高分子材料的绿色路径

作者：鹏孚隆特种聚合物研究院主任-冯建荣

高分子材料的制造和应用越来越往更加环保和健康（“绿色”）的方向发展。绿色发展的途径大致可分为以下几个方面：
1、生物降解高分子材料
2、可再生原料合成高分子材料
3、高分子材料的回收和重用
4、制造应用过程的绿色环保 (低危害)
5、重要应用领域的高性能和持久稳定性

下面对这些方面进行简单介绍描述。

1、生物降解高分子材料已在食品包装、农用薄膜等行业获得广泛应用。生物降解性可以使高分子材料在使用后于自然环境中分解为碎片或气体，减少或避免高分子材料在土壤、水体中的长期性积聚和危害。但生物降解过程难免产生一些有毒中间物（尽管最终产物以水和二氧化碳为主）。生物降解材料也意味着材料在环境中使用寿命短、综合性能低、材料消耗多、总碳排放量高等缺点。

2、可再生原料合成高分子材料一度被认为是绿色高分子材料的一条重要路径，其重要性在石油资源消耗和石化产品紧张的时候尤显突出。玉米、植物籽油可以通过生物和化学过程生成单体、单体再聚合成高分子材料。目前已有少数高分子材料（如部分聚氨酯、聚酯）来自于较高比例的可再生原料，但是这条途径的问题是：玉米、油籽的获取需要耕地，大量使用会与人类粮食需求竞争、并使两者成本都急剧增加。

上述两条途径因其各自优势而引起许多技术研究和产品开发，但也因各自明显的局限性而没能获得较大规模的应用。

3、高分子材料的回收和重用已引起广泛的关注和重视，近年已家喻户晓。日常生活中使用的塑料瓶罐回收已非常普遍。这个方案的成功需要政府组织、民间响应、企业投入等多方面持续努力。可以回收的瓶罐，一般有一个国际统一的符号、几种最常用高分子都有一个国际通用的回收分类编码（PET为1、HDPE 为2、PVC为3、LDPE为4、PP为5），如下图表。

4、制造应用过程的绿色环保 (低危害)

制造应用过程的绿色环保已在高分子材料中获得广泛关注和实施。聚合过程环保溶剂、催化剂等原料大量替代高污染危害化合物；产品配方中采用环保安全的溶剂、功能助剂、颜料、填料；水性涂料大规模替代溶剂型涂料。这些改变产生了巨大的社会效益，同时仍需要开发更多的健康环保技术。

鹏孚隆不粘涂料主要包括水性氟树脂体系和水性陶瓷体系，少量溶剂型有机硅涂料也采用高固体含量、低溶剂含量体系，涂层产品达到食品接触标准，具有较高的整体环保性能。聚芳醚酮制造过程采用全流程控制、环保溶剂回收等措施，产品是高分子中最安全、稳定的材料之一。

5、重要应用领域的高性能和持久稳定性

由于多年来对生物降解高分子材料的大量宣传，似乎不稳定不持久的材料才是环保的，高性能、长寿命的材料是非环保的。人们没有把这方面有优势的高分子及其产品列为环保物质。

事实上，在许多应用领域，高性能和持久稳定产生的环保效应巨大、甚至至关重要。自润滑耐磨工程塑料（如聚芳醚酮）在关键机械部件的应用，避免了大量润滑液油或油脂的使用和污染，也避免了部件的损坏;飞机、车辆、船舰等都需要长期稳定可靠的材料，不能数月失效或造成故障；能够使用2年以上的锅具及不粘涂料，与只能使用2个月左右的不粘锅相比，可以减少近10倍的物料消耗、碳排放、进入人体的物质、及产品更换成本。