绿色高分子
壳聚糖
性质
主要物理性质
不能完全溶解于水和碱溶液中，但可溶于稀 酸，游离氨基质子化促进溶解。溶于稀酸呈 粘稠状，在稀酸中壳聚糖的B-1,4糖苷键会慢 慢水解，生成相对分子质量的壳聚糖。 壳聚糖在溶液中市带正电荷多聚电解质，具 有很强的吸附性。
主要化学反应
酰化反应
羧基化反应
烷基化反应度、相对分子质量、 黏度有关，脱乙酰度越高、相对分子质量越 其他化学反应（如shiff碱反应 接枝共聚反应 小，越易溶于水。 交联反应） 壳聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、 成纤性、吸湿性和保湿性。
来源
壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去 55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐 酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚 糖。事实上，N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素，就能在这种稀 酸中溶解。
自然界中的来源
甲壳素在自然界中广泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节支 动物虾、蟹、昆虫的外壳，软体动物（如鱿鱼、乌贼）的内壳和 软骨，高等植物的细胞壁等
应用
药物载体 缓释药物 抗菌 功能性药物
1. 提高肽类药物的吸收 2. 制取抗癌药剂
絮凝剂 废水处理
壳聚糖（CHITOSAN）
定义
壳聚糖（chitosan），又名 脱乙酰甲壳素，是自然界广泛 存在的几丁质（chitin）经过 脱乙酰作用得到的，属于高分 子直链型多糖，是自然界唯一 的碱性多糖，壳聚糖作为一种 天然、绿色的环保高分子物质， 具有可生物降解性、可食用性 及生物相容性等特点，且安全 无毒，对环境无公害。
绿色高分子材料
导电高分子材料
生物功能高分子材料
如聚苯胺、聚吡咯等，具有优异的导 电性能，可用于电子器件、传感器等 领域。
如生物相容性高分子、生物活性高分子等 ，具有优良的生物相容性和生物活性，可 用于药物载体、组织工程等领域。
光学功能高分子材料
如光敏高分子、荧光高分子等，具有 特殊的光学性能，可用于光电转换器 件、荧光探针等领域。
在环保领域的应用
环保包装
绿色高分子材料在包装领域的应 用，可以减少塑料污染，降低资 源消耗，如纸袋、可降解塑料袋
等。
环保建筑材料
绿色高分子材料在建筑领域的应 用，如高分子合成橡胶和合成纤 维，可以提高建筑物的保温、隔 热、隔音性能，同时降低能耗。
环保治理
绿色高分子材料可用于废水处理、 空气净化等环保治理领域，如高 分子吸附剂、高分子絮凝剂等。
05 绿色高分子材料的发展前 景
提高性能与功能
增强力学性能
通过改进聚合物的分子 结构、引入新型增强剂 等手段，提高绿色高分 子材料的强度、韧性和 耐久性。
优化热性能
通过改进聚合物的结晶 度、取向度和热稳定性 等，提高绿色高分子材 料在高温下的稳定性和 耐热性。
拓展多功能性
开发具有光、电、磁、 传感等功能的绿色高分 子材料，满足多样化的 应用需求。
03 绿色高分子材料的制备方 法
生物基高分子材料的制备
利用可再生资源
01
生物基高分子材料主要利用可再生资源，如农作物、木质纤维
素等进行提取或转化。
减少对化石资源的依赖
02
生物基高分子材料的制备可以减少对化石资源的依赖，降低对
环境的破坏和污染。
生物发酵和酶促合成
03
生物基高分子材料的制备可以通过生物发酵和酶促合成等方法
第三章 高分子材料的降解
一、高分子材料降解方式
1、降解形式
(2)解聚 解聚反应是先在大分子末端断裂，生产活性较低的自由基，然后按
连锁机理迅速脱除单体。如聚甲基丙烯酸甲酯的解聚反应。
分解特点是分解初期，质量减少非常快，而相对分子质量减少并没有那 么快。人们可以通过对高分子末端的封端，来阻止由于解聚而引起的质
量减少和相对分子质量的降低。
第三章 高分子材料的降解
绿色高分子的定义
相对于常规高分子材料来说，在材料合成、制造、加工和使用过程中不 会对环境产生危害（如污染或破坏环境），也称环境友好高分子材料。
广义的讲，具有耐用、性价比高、易于清洁生产、可回收利用和可环境 消纳等性能的高分子材料, 都属于绿色高分子材料研究开发和推广的范畴。 环境可降解高分子是绿色高分子材料中重要的一部分。
2、降解作用方式
Hale Waihona Puke 4) 生物降解生物降解是材料被细菌、霉菌等作用消化吸收的过程，大致有 三种作用方式: (1)生物的物理作用—由于生物细胞的增长而使物质发生机械性的毁坏; (2)生物的化学作用—微生物对聚合物的作用而产生新的物质; (3)酶的直接作用—微生物侵蚀部分导致塑料分裂或氧化崩裂。
二、降解高分子的分类与原理
可降解高分子材料 可降解高分子高分子材料概念材料是相对通用高分子而言的，广义上认
为，材料在使用废弃后，在一定条件下会自动分解而消失掉。严格地说，降 解材料是在特定的环境条件下，其化学结构发生显著变化并造成某些性能下 降的能被生物体侵蚀或代谢而降解的材料。
二、降解高分子的分类与原理
高分子材料的自然降解包括生物降解和非生物降解两大类。非生物降解 又包括光降解、热降解、氧化降解、水解等。从环保的角度考虑，生物降解 材料及生物降解与非生物降解相结合的材料更受欢迎。国内外已相继开发出 了不少产品。
绿色高分子材料的研制与应用分析
绿色高分子材料的研制与应用分析摘要:高分子材料可涵盖橡胶塑料、合成纤维等在内的三个种类,现目前其在生活中的运用频率不断得到提升。
并且发挥着不可或缺的作用。
在技术水平持续提升的背景下,高分子材料的研制与生产、运用期间,诸多生产厂家过分地关注材料功能方面情况,而忽略了材料在生产、使用及废弃期间对环境、空气造成的污染。
而绿色高分子材料正好能够弥补此缺陷。
其具有绿色性、环保性。
能够促进节能减排。
并且还能将材料循环利用。
所以当前受到重视度不断提升。
关键词:绿色高分子材料研制应用生物降解塑料引言高分子材料种类具有多样性，并且具有加工方便、质量轻且产品美观度较高等特征,备受人们的关注，并且在各行业中得到广泛地运用,除了在生活中运用率较高,在高精尖技术专业领域中也需要高分子材料作为支撑。
高分子材料加工期间与其产生的废弃物均会加速环境恶化进程，所以使用绿色化高分子材料是必然趋势。
高分子绿色化主要可包括绿色高分了材料合成与应用,象征可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收、循环使用;而高分子绿色合成则象征高分子合成无害化与对环境的友好性。
基于此,本文就绿色高分子材料研制、应用方面进行分析,内容如下1 绿色高分子材料的研制1.1“原子经济”反应开发理想型“原子经济”反应是原料分子中的原子能够完全转化为产物,并且不会生成废弃物,达到原料百分百利用率与废物“零排放”的效果。
例如聚氨醋泡沫塑料重要的生产原料包含环氧丙烷，两步反应氯醇法是传统使用方式中最常见的,此方案不但会生成危险性较高的氯气，并且还会生成大量含氯化钙的废水,导致生态环境受到极大的干扰。
现今,国内外均在开发“原子经济”新方法，包括钦硅分子筛上催化过氧化氢、氧化丙烯制环氧丙烷等,此方式中采用 TS-1 分子筛作为催化剂,温度控制在 50C以下,压力不超过0.1 MPa,可获得安全氧源。
同时,环氧丙烷具有较高的选择性,其反应后生成水,消耗少且不会生成污染原子利用率最高可达 77%,所以具有较好的工业化前景;但是此方式仍然伴有一定的缺陷,原材料中双氧水价格高昂,无法展示其竞争优势。
高分子材料绿色制造与可持续发展
高分子材料绿色制造与可持续发展发布时间：2021-12-22T05:39:27.311Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷20期作者：姜腾远[导读] 高度分子材料是现代工业和先进技术的基石，姜腾远中盐辽宁盐业有限公司 110000摘要：高度分子材料是现代工业和先进技术的基石，已广泛应用于航空、空间、运输、生物医学等领域。
并为国民经济的基础产业和国家安全提供了重要保障。
中国是世界上最大的高端分子产品生产国，拥有世界上最大的消费市场。
高质量的分子制造工业密切相关和一体化，在国家经济体系中占有不可或缺的重要地位。
与其他工业产品一样，大规模生产聚合物材料必然会产生和使用大量废物。
白色污染严重污染了环境和土壤，成为世界主要污染源之一与此同时，现代聚合物产品的生产主要依赖于石油原料，过度开采和自然中的聚合物废料积累使得这些材料的开发既面临资源压力，又面临环境压力。
在这方面，绿色生产和可持续发展已成为这方面需要考虑的问题。
为了保持我国高分子材料工业的健康和可持续发展，我们必须坚持绿色高分子材料发展方向。
关键词：高分子材料；绿色制造；可持续发展引言聚合物材料主要分为塑料、橡胶和合成纤维三类。
它有许多优点，在人们的生活中起着重要的作用在聚合物材料的研发和生产过程中，我们曾经只注重材料的性能，忽视了材料的生产和使用，浪费了大量的能量和资源，污染了环境。
随着科技的发展和生活质量的提高，高度分子材料的生产、使用和浪费与环境之间的关系得到了重新思考。
人们越来越关注绿色聚合物材料，这种材料有助于节约能源和资源，减少废物排放，减少废物排放作者从两个主要方面介绍了绿色聚合物材料的开发和应用的最新进展。
1 高分子材料的分类目前高分子材料种类繁多，比如橡胶、塑料、纤维、粘合剂、涂料等等，被广泛应用于各种产品当中。
高分子材料也被称之为聚合物材料，由许多简单的、相同的结构单元利用共价键重复连接而成。
现阶段对于高分子材料的分类有多种方法，如果按照材料的来源进行分类可以分为天然材料和人工合成；如果按照材料的特性分类可分为橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料等等；如果按照应用功能分类可以分为通用型高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料。
生物医用材料
可降解聚氨酯型组织工程多孔支架材料的制备可降解高分子材料亦称绿色高分子材料是一种环境友好型材料。
根据美国ASTMD0833- 92技术标准，在特定环境中化学结构发生重大改变，并导致在确定的时间内出现某些性能损失的高分子材料叫可降解高分子材料。
通俗的讲，就是指在一定的使用期内，具有与普通塑料同样的使用功能，之后其分子结构发生变化而被自然环境同化的高分子材料。
从20世纪80年代，随着高分子材料大规模生产，废弃高分子材料对环境的污染也日益加剧，可降解高分子材料的研究和开发逐渐被世界各国所重视。
可降解聚氨酯材料在医用包装等诸多领域都有广阔的应用前景，其开发已成为世界范围的研究热点。
生物组织工程用材料在近年来得到广泛的关注和研究。
作为组织工程用材料最基本的要求是能够与细胞外基质及组织发生相互作用从而引导细胞在其中分化及增殖。
可降解型聚氨酯由于具有很好的生物相容性及可降解性而成为一种重要的组织工程用材料，此外，聚氨酯具有较强的分子结构可设计性，易于加工成型，力学性能优异，通过将分子设计与先进多孔制备技术相结合便可制得理想的组织工程材料。
1 可降解聚氨酯的合成方法随着聚氨酯材料的大规模使用，其对环境的污染问题也越来越严重。
为了更好的解决这一问题，研究者们不断地研究可降解聚氨酯材料的合成方法。
其合成方法按时间顺序和技术发展程度，可分为与天然物质共混、改性后共混、与天然物质共聚、分子链设计等几个阶段。
1.1与天然物质共混共混是一种物理方法，即将天然高分子粉体作为聚氨酯合成的原料之一，以填料或交联剂的形式进入聚氨酯基体，是较早采用的可降解塑料合成方法之一。
天然高分子一般具有很好的降解性，与聚氨酯复合后可以提高其降解性能。
另外，通过共混可提高高分子材料的物理力学性能、加工性能，降低成本，扩大使用范围。
总的来说，直接共混的方法简单易行，但所达到的效果不好，例如降解性不彻底，力学性能较差等，限制了材料的广泛应用。
所以研究者们开始寻求新的途径来对这一方法改进。
绿色高分子材料的定义
绿色高分子材料的定义绿色高分子材料的研究与进展绿色高分子材料的研究与进展摘要：本文从绿色高分子的概念出发，介绍了绿色高分子材料研究概况，主要包括绿色高分子的合成和应用，并对绿色高分子材料的发展进行了展望。
关键词：绿色高分子、合成工艺、环境友好引言随着新技术的发展和应用，各种各样的新的高分子材料异军突起，在各生产部门和人们的生活领域得到广泛的应用。
尽管它们也有诸多优点，但是随着应用时间的增加，越来越多的环境问题也显现出来，因此社会和科技都在呼吁高分子材料要绿色化．于是高分子领域掀起了一片绿色浪潮。
长期以来，化学工业为人类社会的进步起到了巨大的作用．同时，许多化学化工过程对环境造成了严重的环境污染。
为了实现社会的可持续发展，二十一世纪的化学工业必将通过调整自身的产业结构，研究开发“环境友好”的新工艺和新技术．“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化丁研究的热点和重要的科技前沿。
绿色高分子的使用不仅可以减少废弃物的量，大大节省了能源，减少了污染，还方便了人们的生活。
1、绿色高分子的概念随着科技的发展,高分子材料已渗透到国民经济各部门以及人们生活的各个领域，其用量也是与日俱增, 但在自然界中由于高分子材料的大量废弃给人类生存环境带来巨大的污染, 所以我们必须走绿色高分子的道路, 从而解决环境污染和资源危机。
绿色高分子来源于绿色化学与技术。
绿色化学顾名思义就是环境无害或环境友好化学, 绿色高分子包括高分子本身与如何应用及处理二个方面, 具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用, 前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好, 后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用。
高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。
高分子材料种类繁多，性质多样，因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。
从人们的日常生活到高精尖的技术领域都离不开高分子材料，它已成为人类最重要的材料。
绿色的高分子材料合成技术
绿色的高分子材料合成技术摘要：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。
医药用高分子材料——聚乳酸
医药用高分子材料——聚乳酸聚乳酸（PAL）也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
它是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸作为一种新型的高分子聚合材料有良好的生物相容性和生物降解性，是FDA认可的一类生物降解材料，最终降解产物是二氧化碳和水，对人体无毒、无刺激，因此聚乳酸及其共聚物已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。
20世纪50年代，由丙交酯（LA）开环聚合制得了高分子量的聚乳酸，但由于这类脂肪族聚酯对热和水比较敏感，长时间未引起人们的足够重视。
直到20世纪60年代，科学工作者重新研究PAL对水敏感这一特征时，发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年，Kulkami等提出低分子量的PAL能够在体内降解，最终的代谢产物是CO2和H2O，中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，不会在体内积累，因此PAL在生物体内降解后不会对生物产生不良影响。
随后报道了高分子量的PAL也能在人体内降解，由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。
1 聚乳酸及其共聚物在缓释药物中的作用缓释、控释制剂又称为缓释控释给药系统（sustained and controlled release drug delivery system）,不需要频繁给药，能够在较长时间内维持体内有效的药物浓度，从而可以大大提高药效和降低毒副作用[4]。
聚乳酸及其共聚物被用作一些半衰期短、稳定性差、易降解及毒副作用大的药物控释制剂的载体，有效的拓宽了给药的途径，减少了给药的次数和给药量，提高了药物的生物利用度，最大限度的减少药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。
高相对分子量聚乳酸用作缓释药物制剂的载体可分为两种:一是使用聚乳酸制作药物胶囊，可有效抑制吞噬细菌的作用，让药物定量持续释放以保持血药相当平稳；另一种是作为-囊膜材料用于药物酶制剂、生物制品微粒及微球的微型包覆膜，更有效控制药物剂量的平稳释放。
绿色高分子材料
反应原料应选择自然界中含量丰富的物质，而 且对环境无害，避免使用自然界中的稀缺资源， 以农副产品作为原料是最好的选择。如以蓖麻 油酸、豆油脂肪酸为原料等制备醇酸树脂。 聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。采用水、 离子液体、超临界流体作溶剂，或对使用的有 毒溶剂进行循环利用，并降低其在产品中的残 留率。 聚合过程采用新技术。微波引发聚合、光引发 聚合、辐射交联聚合及等离子聚合等绿色工艺。
绿色高分子材料——聚乳酸
聚乳酸(PLA)是以微生物的发酵产物L-乳酸为 单体聚合成的一类聚合物，是一种无毒、无刺激 性，具有良好生物相容性，可生物分解吸收，强 度高，不污染环境，可塑性加工成型的高分子材 料。具有良好的机械性能，高抗击强度，高柔性 和热稳定性，不变色，对氧和水蒸气有良好的透 过性，又有良好的透明性和抗菌、防霉性，使用 寿命长。 在应用方面应用广泛。在卫生医药方面 、在 农业方面 、工业方面都有很高的价值。例如，由 于PLA韧性好故适合加工成高附加值薄膜，用于 代替目前易破碎的农用地膜。乳酸基聚合物农用 薄膜具有良好的耐候性、可维修性、生物可降解 性、透明度和韧性。这在农业上得到极大推广， 更利于农作物生长。
为使制得的中间体具有进一步转化所需的 官能团和反应性,在现有化工生产中仍使用 剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人 类健康和社区安全,需要用无毒无害的原料 代替它们来生产所需的产品。 例如，美国开发了玉米淀粉和PVA的共混物， 可用普通加工技术加工，强度与普通相近， 且其分解率达到100 %。 淀粉还可以非常容 易的转化为葡萄糖，利用葡萄糖可以制备 己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等一系列化 工原料，实现了聚合物原料单体的无害化。
采用高效无毒的催化剂，如酶催化聚合。 聚合过程没有副产物的生成，至少没有有 毒副产物的生成。
绿色高分子材料
绿色高分子材料——聚乳酸
应用
(1)卫生医药方面 因为PLA安全无毒，具有生物相容性和可吸收性， 除用于幼儿尿布，妇女卫生用具外，还用于医用成骨材料及敷料和 医用缝合线，药物运载及释放系统旳药物基质以及组织工程等。
(2)农业方面 因为PLA韧性好故适合加工成高附加值薄膜，用于替代 目前易破碎旳农用地膜；另外还用于缓释农药、肥料等,不但低毒 长期有效，还可在使用几年后自动分解，而且不污染环境。
目前，顺利实施城市生活垃圾变电能旳关键，是将聚氯乙烯 （PVC）除开，防止与PP、PE等混杂，防止造成能源回收困难而挥霍能 源。
隐患性高分子旳安全应用
第四，对PVC应合理使用。PVC旳制造、加工、使用和废弃物旳处 理，都涉及环境问题，其中最危险旳是PVC废弃物旳处理，绝对不可进 行焚烧处理，这是因为不但PVC旳燃烧热值低，与纸相当，而且其焚烧 过程会生成对人类最毒旳二恶英类物质，同步释放出旳HCl会对设备造 成严重腐蚀。
（3）PLA 丙交酯在高压水蒸气中开环聚合而制得聚乳酸，未反应旳丙交酯被 水蒸气所捕获以预防喷嘴旳堵塞，从丙交酯水溶液中可收到高浓度 旳乳酸。其反应温度应控制在160℃、压力为13.3 kPa下经100 h旳 连续聚合反应后，清除气化旳丙交酯,得到聚乳酸，其产率为 37±3%，若用常规措施产率为35±12%。
甲苯，能够使甲苯反应停留在苯甲醛。）
•变化反应条件实现绿色合成（例如甲苯采用电氧化旳措施，
在Mn3+电极，H2O，latm下氧化能够得到高纯度旳苯甲醛，此法 温和，选择性好，纯度高，节能源，无污染。）
•变化聚合反应中老式旳能量互换方式
高分子材料合成旳绿ຫໍສະໝຸດ 化使用绿色原料和试剂聚乳酸及其衍生物都是能够生物降解旳高分子材料，是绿色高分子中旳研 究热点（2023年，美国Cargill Dow LLC企业有关聚乳酸旳成功开发，使其荣获 了美国总统绿色化学奖）。它们能够作为通用高分子（如塑料）使用，其主要 合成原料乳酸来自于淀粉，而且作为医用材料使用后旳主要降解产物乳酸是生 物兼容旳。所以，聚乳酸类生物降解材料旳合成中，原料旳绿色化研究也较多。
可降解绿色高分子材料PLA
可降解绿色高分子材料PLA可降解塑料产品百花齐放。
塑料是现代化工行业最重要的材料之一，然而由此产生的“白色污染”问题被广泛关注。
可降解材料不仅可以大幅减少废弃塑料对环境造成的影响，同时也是实现资源循环和利用的有效载体。
各种可降解塑料在性能、实用性、降解性、安全性上都有其各自的特点。
PLA 技术壁垒较高，核心竞争优势在于丙交酯的生产PLA 目前是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物基和生物降解塑料。
PLA 制备有两种方法，分别是丙交酯开环聚合法和直接缩聚法，工业上广泛采用的是丙交酯开环聚合法。
中间体丙交酯的合成和纯化是目前 PLA 工艺流程中的核心技术和难点，其反应条件苛刻、工艺复杂、技术要求较高、生产成本较高，是国内企业 PLA 产能扩张的主要技术壁垒。
目前 PLA 产能主要集中于海外，国内仍处于起步阶段。
许多企业正在加强与科研机构的合作研发，试图打通乳酸、丙交酯、聚乳酸的全产业链。
预计未来 PLA 投产速度将有大幅提升，市场前景广阔。
国内在建或规划 PLA 项目新增产能合计160 万吨。
上市公司金丹科技、万华化学、道恩股份、中粮科技也在积极布局 PLA 产业链。
“禁塑令”开始实施，应用场景不断拓展，供不应求经过 2020 年一年的准备期，我国已形成了国家-地方多层次的禁塑政策体系，政策再度趋严，进入执行阶段，对可降解塑料行业的利好正式落地。
可降解塑料已应用在多个场景，如线下商超、零售和餐饮、外卖平台、社区团购平台等，需求量因此大幅增加，出现了供不应求的局面。
据我们测算：未来 5 年中国可降解塑料市场需求量有望达到 238 万吨，市场规模可达 477 亿元；未来 10 年有望达到 428 万吨，市场规模可达 855 亿元，未来可降解塑料市场空间较大。
1.1 可降解塑料产品百花齐放可降解塑料是白色污染的最佳解决方案。
塑料是现代化工行业最重要的材料之一，然而，使用后的废弃塑料制品具有数量大、分布广、难回收等特点，形成了全球都非常关注的“白色污染”问题，不仅污染环境、危害健康，还占用宝贵的土地资源。
第11章绿色高分子材料
HOOC
+ COOH
_ H2O HOCH2CH2OH
O C
O
C OCH2CH2O
n
但是，曾经风靡一时、目前仍大量使用的涤纶，因其中的 苯环在自然界中很难降解而面临淘汰——赶走不再喜欢的“宠 物（PET）”——聚酯类本身存在高稳定与易降解的矛盾
第一节 可降解高分子材料的利用/ 二、合成的生物 降解高分子
便、安全可靠、空气污染小等优点，是绿色的合成方法。
O
OC O
三光气
开环聚合
H2N-CH-C-OH CH2CH2COOCH2Ph
HN-CH-C O CH2CH2COOC— ¡HC2POh2
O
HN-CH-C
n
CH2CH2COOCH2Ph
第二节 高分子材料合成的绿色化
三、使用绿色催化剂合成（上）
在聚乳酸类材料的研究中，即使是上述提及的用绿色试剂、 绿色原料的范例，仍有一个可能潜在的不安全因素，这就是催 化剂问题。目前，聚乳酸的合成，尤其是开环聚合法合成的主 要方法，大多使用辛酸亚锡为催化剂。辛酸亚锡虽然为美国 FDA所认可，但锡盐（包括辛酸亚锡）都可能具有生理毒性。
寻找合成纤维材料——1930年可抽丝的脂肪族聚酯——分 子量低、易水解等缺点——最终放弃——今天可降解聚酯的优 点：存在酯键的脂肪族高分子材料最易于生物降解。
第一节 可降解高分子材料的利用
二、合成的生物降解高分子
（一）发展史（中）
就在卡罗瑟斯放弃了聚酯的研究以后，英国的温费尔德在
吸取卡罗瑟斯上述研究成果的基础上，改用芳香族羧酸（对苯 二甲酸）与二元醇进行缩聚反应，1940年成功地合成了第一种 聚酯纤维——涤纶（PET），为服装材料带来了一场革命。
例如，荷兰学者Bruin报道了绿色原料赖氨酸二异氰酸酯 （LDI）等扩链由肌醇、L-丙交酯、ε-己内酯生成的星形预聚 体，合成降解后完全无毒的聚乳酸类网状弹性体材料的探索。 LDI是“绿色”的二异氰酸酯扩链剂，因为LDI扩链部分最终 的降解产物是无毒且生物相容的乙醇、赖氨酸等。
聚乳酸简介
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
简介聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
一、聚乳酸的优点聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。
其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
关爱地球，你我有责。
世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中，而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。
（2）机械性能及物理性能良好。
聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。
新型绿色高分子材料的制备与应用研究
新型绿色高分子材料的制备与应用研究近年来，环保和可持续发展的重要性越来越被人们所认识和关注。
绿色高分子材料也因此成为了研究的热点之一。
它不仅可以帮助我们解决环境污染问题，还可以应用于众多领域，如电子、建筑、医疗等。
那么，新型绿色高分子材料的制备与应用研究是什么呢？下面我们来探讨一下。
在绿色高分子材料的制备方面，主要有以下几个方向：一、生物质资源的开发生物质资源的开发是制备绿色高分子材料的有效途径之一。
生物质如木制品、纤维素等，经过物理方法或化学反应，就能生成一系列绿色高分子材料。
举个例子，纤维素是天然材料中含量最多的有机化合物，而纤维素基材料最常见的就是纸张。
研究表明，通过纤维素的降解和再组合，可以制备出生物质基纤维复合材料，具有高强度、轻质化、阻燃性、防水性等优点。
该材料可广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域。
二、探究新型催化剂催化剂在高分子材料制备中起着至关重要的作用，而绿色高分子材料的制备也不例外。
随着科技的不断发展，新型催化剂的研究越来越广泛，其中碳基催化剂受到了研究人员的青睐。
碳基催化剂在结构上具有多级孔道结构，能够提高催化剂的选择性、活性和稳定性，从而有望实现对传统催化剂的替代。
另外，由于碳基催化剂来源丰富、易制备、低成本，所以被广泛应用于高分子材料、生物燃料电池、催化剂载体等领域。
还有，金属有机框架也是制备绿色高分子材料的重要催化剂之一。
金属有机框架具有高的表面积和多级孔道结构，能够有效地提高催化反应的效率和选择性。
在制备绿色高分子材料的过程中，金属有机框架可帮助反应的热力学和动力学参数控制，从而实现可控和高效的反应。
三、智能功能材料的导入智能功能材料的导入是绿色高分子材料追求可持续性发展的重要途径之一。
智能功能材料通过改良、改进材料的物理、化学、电子等性质或结构，在特定条件下从而实现对外部环境的响应和控制。
例如，研究人员将具有高柔性、弯曲自如的电极导入到绿色高分子材料中，以实现对运动状况的检测和控制。
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绿色高分子
材料工业的快速发展虽然给人类创造了巨大的物质财富，但这样的快速发展也消耗了大量的资源、能源，生产过程中也排放了大量废气、废水和废渣，废旧材料成为了社会公害。
因此，材料工业与环境的和谐发展是一件需要解决的重要任务。
为解决环境污染和资源的消耗，可持续的绿色高分子道路是我们必须走道路。
绿色高分子具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子的合成与应用。
高分子的绿色合成指高分子合成的无害化或对环境友好，绿色高分子的合成和应用指可降解高分子材料的合成与使用和对高分子材料的回收与循环使用。
在合成高分子材料时可以通过改变聚合反应中传统的能量交换方式实现高分子的绿色合成，但这种方式效率低。
同时，可以在催化剂的选择上实现高分子的绿色化。
比如在聚乳酸化合物的生成过程中所使用的催化剂辛酸亚锡虽然能加快化学反应的过程，但是这种催化剂含有锡盐成分，可能具有生理毒性，被人体吸收可能造成中毒。
相比辛酸亚锡，利用生物酶作为催化剂便显得安全可靠，但酶的种类有限，一些化学反应找不到相应的生物酶进行催化。
因此，催化剂的绿色化道路的发展还需要进行努力探索。
绿色高分子的制备和应用也是实现材料工业与环境发展的一条可行道路。
光降解材料是可行的方法。
光降解材料可分为二类：一类是共聚型光降解高分子,另一类是添加型光降解高分子。
光降解高分
子降解的原因是因为聚合物材料中含有光敏基团,可吸收紫外线发生光化学反应,但普通聚合物中一般不含有光敏基团,所以可通过添加少量的光敏剂,用常规方法就可以得到光降解材料。
光降解材料的应用可以使高分子材料对环境的污染减少，减轻高分子废旧材料对环境的伤害。
高分子材料的随意丢弃也是对环境的污染和对生态造成破坏的原因之一，并且乱丢废弃的高分子材料的现象随着经济的发展越来越严重。
但不可能因为这种现象便完全抛弃了高分子材料这种久经考验的好材料。
因此，对高分子材料垃圾的绿色化处理便很重要。
对高分子材料的再使用、在循环能有效的减少高分子材料对环境的危害。
绿色高分子作为高分子科学新的发展方向将变得越来越重要。
但中国在高分子绿色化方面所做的工作还不是很多,这就为从事高分子材料研究的科技人员提出了更高的要求和更迫切的期望。
同时对高分子材料行业，应加强行业领导和法制建设、制定、实施环保、“绿色”标志认证制度，通过政府的宏观调控，建立完整的生态环境教育体系,，最终实现高分子材料的可持续发展。