随着汽车行业的蓬勃发展和各种车辆保有量的不断增加，形成了全球性的轮胎生产需求。与此同时，轮胎的高性能给报废轮胎的进一步管理和再生带来了严重问题。因此，寻找环保、经济的新橡胶再生方法已成为21世纪最大的环境挑战之一。

本文旨在介绍废轮胎再生技术可持续发展的最新进展，特别关注废轮胎橡胶研磨技术的最新进展、废轮胎胶粉处理方法以及废轮胎胶粉和再生橡胶的特征。

此外还论述了影响废轮胎橡胶再生技术工业应用未来发展趋势的主要挑战。

全世界的医疗设施会产生大量的未感染塑料废物。然而，其中只有一小部分会再生。传统上，废塑料被送到垃圾填埋场进行处置或者进行不充分焚烧。这些做法会对我们的环境造成不利影响。凭借极高的通用性，塑料已经成为医疗行业不可或缺的一部分。新冠肺炎疫情的爆发清楚地表明了一次性塑料制品的需求不断增长。因此，目前完全避免使用塑料可能难度很大。塑料再生无疑是解决塑料污染危机的一种方案。医用塑料再生主要由于分类或清洗存在困难而具有局限性。只有通过医疗行业与再生行业之间的适当协调，才有可能对医用塑料废物进行再生。需要以可持续的方式采用新再生技术。而且，医疗应用中所采用塑料应当以可再生的方式进行设计。本综述主要阐述了医疗废物的弊端，而且论述了常用医用塑料的再生潜力。

再生聚对苯二甲酸乙二酯（rPET）的发泡是通过超临界二氧化碳（sc-CO₂）辅助挤出进行的。采用一种环氧官能化扩链剂，将rPET的固有粘度（IV）从0.62分升每克提高到0.87分升每克，为泡体稳定提供了充分的流变性质，从而能够达到小于0.15克／立方厘米的表观密度。分别采用差示扫描量热法（DSC）和扫描电子显微法（SEM），对均质和滑石粉诱导非均质晶体和泡体成核、后续泡体生长和稳定过程进行了考察。发现在采用滑石粉时结晶温度会升高，导致泡体尺寸分布变小。表明发泡rPET样品的表观密度与傅里叶变换近红外（NIR）光谱之间存在很强的相关性，可以进行快速、非破坏性的特性分析。因此，证明了NIR波谱法是再生PET挤出发泡过程中一种合适的线内质量监测方法，尤其是发生质量波动的情况下。

用生物塑料――即通过生物方式获取和／或可生物降解的塑料――取代常规塑料，不一定能解决能源枯竭和塑料废物积聚的问题。为了实现真正可持续的塑料经济，在生物塑料生产不断扩大的同时，必须针对生物塑料废物采取有效的寿命末期处理策略，无论可生物降解性如何，这对于所有生物塑料来说都是必要的。虽然对生物基非可生物降解生物塑料――例如生物聚对苯二甲酸乙二酯（bioPET）、生物聚乙烯（bioPE）和生物聚丙烯（bioPP）――进行再生的重要性已经毋庸置疑，但对于可生物降解生物塑料而言，前景尚不明朗，因为生物降解往往被视为唯一可接受的寿命末期处理方案。然而，生物降解一般并不是为了回收塑料材料或单体，以便在塑料产品的寿命周期内重新引入，但这是其他类型再生方案的明确目标，例如机械和化学再生，其中同时涉及废物管理和主要资源保护。由于生物塑料的生产规模不断扩大，而且这类材料将在未来数十年内与常规塑料共存，因此为每一种最常用的生物塑料找到最佳的寿命末期处理路径是至关重要的。

消费后塑料废物的数量已经达到危及环境和人类健康的水平，其管理现在成为一大挑战。塑料生物降解和生物再生是一种新兴的常规塑料废物再生方法。本综述阐述了关于酶催化合成聚合物生物再生和生物降解的最新研究；其中，重点阐述了最成功的案例，例如聚对苯二甲酸乙二酯的酶催化解聚作用，其中采用了一种专门设计而且最近发展成工业技术的酶――PET解聚酶；还重点阐述了与有可能在温和条件下以受控方式完全降解塑料的各种酶有关、有前景的最新研究成果。本综述还阐述了导致塑料生物降解减弱的聚合物性质，以及提高酶选择性、活性和热稳定性的蛋白质工程设计方法。所述研究中涉及到很多专业领域，例如聚合物化学、微生物学、诱变机制、蛋白质工程和工艺工程。运用这些创新的跨学科知识可以为环境废物管理提供新的视角，实现可持续循环经济。

由于聚合物再生是减少不良废物和垃圾填埋行为，以及回收有经济价值的单体或其他物料的一种较好方式，因此我们对三次再生方法（化学再生）进行了评论性综述，在每种情形下特别关注了特定再生路径及其潜在适用性的化学依据。每一种广泛使用的商品聚合物――聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯和聚烯烃――的再生问题已经单独进行了论述，关注了被认为具有很大潜力的常规和非常规方法，例如酶降解、离子液体中介、微波辐射以及在超临界液体和超流体中进行处理。另外，也着重阐述了目前正在广泛研究的新兴方法，例如烷烃交叉复分解（CAM）、串联氢解／芳香化、Vitrimer（类玻璃高分子复合材料）基再生以及动态共价键合。

低介电常数、低介电损耗的高性能聚合物材料已广泛应用于高速通信网络。本综述简要介绍了几种常用聚合物材料，包括聚酰亚胺、聚苯并恶唑、聚芳醚、聚四氟乙烯以及各种多孔聚合物，还讨论了常用低介电常数聚合物的制备技术、各种性质和应用。在低介电常数材料理想性质和应用要求的基础上，探讨了进一步开发多孔聚合物材料的可能性。

随着5G网络需求的不断增长和实时关键性应用前景的显现，迫切需要高带宽和高可靠连接的高级天线。5G网络主要在6千兆赫以下（又称作“sub-6”）和毫米波这两个区间运行，大大高于4G蜂窝网络的工作频率，因此以前使用的材料和集成技术必须相应地进行更新。在这个意义上，液晶聚合物（LCP）由于卓越性质被视为理想的高性能微波／毫米波（mm-wave）基材和封装材料。具体而言，液晶聚合物通常在毫米波频带内表现出良好的热稳定性、低吸水性、稳定的介电常数和损耗正切，以致于学术界和工业界对液晶聚合物在5G设备中的应用产生越来越大的兴趣。但关注液晶聚合物针对5G应用化学性质和材料方面的综述文章非常有限。本文中，我们将从聚合物科学和工程界的角度总结5G网络中采用的液晶聚合物材料的研究进展。具体而言，更详细地介绍了典型液晶聚合物的聚合反应、化学结构、聚集状态、性质、改造和加工，有助于推动液晶聚合物在5G网络关键设备中的实际应用。

近来，对用于包装用途的可生物降解和可再生材料的需求已大大增加；需求的增加与广泛使用合成和不可生物降解的聚合物包装，尤其是聚乙烯，所引起的环境问题有关。本文对可生物降解聚合物的性能进行了讨论，特别关注淀粉和其他聚合物的共混物。此外，在食品包装工业中，微生物活动受到极大关注；因此，掺入抗微生物助剂或聚合物以生产屏障增强的或具有活性的包装材料为保护食品免受微生物的增殖和传播提供了一个有吸引力的选择。另外，本文讨论了可生物降解聚合物的阻隔、机械和其他性能。最后，还讨论了抗菌包装材料上生物活性涂层的现有和潜在应用。

由于全球变暖和塑料污染所带来的日益增加的环境压力，生物塑料已经引起了极大的关注。其中，聚乳酸（PLA）既是生物基的又是生物可降解的，已广泛用于许多一次性包装中。根据杰姆定律的估计，全球PLA需求每3-4年就会翻一番。

与传统的石油基塑料相比，PLA更昂贵，并且通常具有较少的机械和物理性能。 D（-）乳酸及其聚合物PDLA的最新复合研究和商业化具有改善PLA的机械和热特性的潜力（例如通过形成立构复合物PLA），可用于高端市场。但是，PLA在其他领域中的使用仍然受到限制。

聚乙醇酸（PGA）具有与PLA相似的结构，具有良好的生物降解性和阻隔性等前景广阔的特性，这可能是对PLA的有益补充。使用PGA对PLA进行改性，可以通过共聚、物理共混和多层层压实现。PGA及其与PLA的组合已在生物医学应用中进行了广泛的研究，但由于其相对较高的生产成本，因此尚未大规模开发。在这种情况下，新型生产技术的发展和政府法规的出现是全球向生物塑料过渡的关键驱动力。最近，已经发布了多个政府法规，这些法规限制了传统塑料的使用并促进了生物可降解塑料的应用。PGA可以使用创新的生产技术从工业废气中提取，从而减少碳排放量和生产成本。通过开发生产和复合技术，PGA可以与PLA结合使用，在可持续和环保的塑料工业中发挥重要作用，尤其是对于需要在室温或自然环境中快速降解的一次性产品。

本文回顾了淀粉基材料的最新发展，包括基础和应用研究。为了克服纯淀粉基材料的弱点，例如天然聚合物较低的机械性能和对湿气的敏感性，在过去的二十年中开发了各种共混物和复合材料。实际上，在开发完全可生物降解的淀粉基材料时，任何添加剂的掺入都是敏感的。此外，对于食品包装应用中的任何添加剂，安全问题都是第一位的。基于这些考虑，在基于淀粉的材料中已经使用了各种天然填充剂和食用增强剂，例如天然纤维、淀粉或纤维素晶体和紫菜类。通过改性淀粉颗粒增强淀粉基质的所谓的自增强技术也已用于开发淀粉基复合材料。在开发淀粉基泡沫的过程中，已经对水的独特功能进行了系统研究，水既充当淀粉基泡沫的增塑剂又充当发泡剂。迄今为止，已经将各种常规加工技术，例如挤出、注塑、压塑、浇铸和发泡，以及一些新技术，例如反应性挤出，已经用于加工淀粉基聚合物材料。各种基于淀粉的产品已经开发并商业化。

越来越多的研究兴趣在于设计新的可生物降解的聚合物，以解决与常规塑料相关的化石资源和环境污染问题。脂肪族-芳香族共聚酯是一种新型的可生物降解聚合物，近年来得到了广泛的研究，发展迅速，因为它可以将脂肪族聚酯提供的优异生物降解性与芳香族聚酯的优良性能相结合；其中，聚己二酸丁二酯对苯二甲酸酯（PBAT）最重要。通过使用常规的聚酯制造技术，丁二醇（BDO），己二酸（AA）和对苯二甲酸（PTA）的缩聚反应可实现PBAT的商业化，并且已经被认为具有在许多领域中应用的期望的特性和竞争成本。因此，本综述旨在概述PBAT的合成，性质和应用。

本文提出了一种基于近红外（NIR）反射光谱技术和支持向量机（SVM）的塑料废物识别系统。开发了一种用于在检测平台上获得塑料近红外光谱的装置。经过预处理（标准化，一阶导数和平滑度）后，光谱吸收特征的可重复性得到了改善，这将有助于识别。提出了一种“主要成分分析（PCA）SVM”识别方法，用于识别聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）和聚对苯二甲酸乙二酯（塑料），其识别准确率可达到97.5％；该方法可以清楚地识别出样品的类型，并且可以大致分辨出样品的形状。清楚地表明，该系统可以实现良好的识别结果，同时大大降低成本，在工业回收方面具有巨大的潜力。

几种细菌已经可以在工业规模上生产聚羟基脂肪酸酯（PHA）作为生物塑料。由于PHA的不稳定性和高成本，分子量（Mw）和结构的不稳定性以及由此导致的热力学和机械性能的不稳定性等原因，PHA的商业化一直具有挑战性。PHA的高生产成本主要是与灭菌相关的复杂生物处理、碳底物向PHA产品的转化率低、微生物生长差以及下游分离的复杂性有关。为了降低PHA生产的复杂性，特地进行了针对耐污染细菌的强大微生物，特别是嗜极生物，尤其是盐单胞菌属的工程方法的开发。为了更好地生产PHA，已经成功地进行了生产，并被称为“下一代工业生物技术”（NGIB）。 多种PHA也可以通过工程细菌盐单胞菌属或假单胞菌属生产。本综述介绍了工程细菌在增强PHA生物合成和多样性方面的最新进展。

将二氧化碳固定在聚合物中是构建高附加值生物可降解塑料的可行建议；由于原料是废气，这些聚合物对环境友好且节能，最终它们分解回二氧化碳。这篇综述主要介绍我们在基于CO₂的共聚物方面的最新进展，特别是聚碳酸亚丙酯（PPC）方面。我们还广泛介绍了通过物理和化学改性对PPC的热和机械性能进行的改进；同时，还详细讨论了它们的实际应用，以代替常规的不可生物降解的塑料。 商用PPC已经在通用包装行业中找到了巨大的应用前景。

过去几十年内，对具有定制属性的多功能材料不断增长的需求促进了新商用聚合物共混物的开发，这些共混物与常规基材相比具有优越的物理性质，而且在合成新塑料方面具有经济优势。由于塑料废物治理中环境问题的递增、分选技术存在的难题以及绝大部分成对聚合物之间有限的化学相容性，因此在考虑再生阶段时，聚合物共混物的技术潜力往往未得到利用。在一些情形下，即使向再生共混物中添加增容剂也不能成为保持和／或调整其性质的满意解决办法。

本综述的目的是对聚合物共混物再生的可能性进行批判性分析。在关于塑料再生问题和定义的介绍章节之后，阐述了聚合物共混物物理特性的一些基本概念。本综述第三章主要是对聚合物共混物的机械再生进行分析，而且对运用于相容和不相容聚合物共混物的再生技术进行了一般性区分。在这章中，还分析了源于未分选废物的掺和塑料的再生潜力，以及二次热处理对聚合物共混物形态和热机械特性的影响。考虑到生物塑料在现代社会中越来越重要，本综述的第四章主要介绍了含生物塑料共混物的机械和化学再生过程，尤其是基于聚乳酸（PLA）和热塑性淀粉（TPS）的共混物。运用于聚合物共混物的再生技术的关键方面和未来展望如综述最后一节所述。

众所周知，风能可以成为现代社会能源需求持续增长的一种发展前景可观的解决办法。2016年底，欧洲风力发电量达到153.7吉瓦，来自77,000台风力发电机，占供电量的10.4％。考虑到欧盟计划在2030年前将可再生能源的份额提高到27％，风能在未来十年内的关键作用已经非常明显了。随着未来几年内将要拆除的风电塔数量不断增加，提出对这些设备进行寿命终结处置的可持续做法至关重要。这些风力发电机的一些部件（塔架、基座、发电机和齿轮箱）由再生率较高的材料制成，而目前由热固性纤维增强聚合物制成的叶片很难再生，这是由于这些材料的性质和复杂成分。

因此，本综述的目的是介绍复合风力发电机叶片再生中前沿技术。第一章阐述了风能和复合风力发电机叶片的一些一般概念。第二章主要分析了复合层压材料最重要的再生方式。第三章介绍了直接运用于废复合叶片的再生工艺。考虑到复合叶片再生中的实际困难，第四章中尤其关注开发可再生性较高的复合结构的创新解决办法，而且给出了改性热固性复合物、热塑性层压材料和天然纤维增强复合物的一些实例。最后一章总结了复合风力发电机叶片再生的关键方面和未来展望。

聚氨酯这种材料定义了“多样性”这个词。二异氰酸酯与多元醇之间的结构性质关系决定了它能让制造商实现多样性和定制化。聚氨酯的性质变化多端，从柔软触感涂层到硬度极高的刚性建筑材料均可实现。这些机械、化学和生物特性以及定制的便利性让人们对它产生了极大的兴趣，不仅限于科学界，也包括相关行业。可以通过控制原料并添加不同的添加剂和纳米材料对材料进行强化。因此，通过对原料组分进行适当变更可以一种生成几乎适合各种应用的聚氨酯。本研究阐明了聚氨酯成分的基本化学性质及其在医学、汽车、涂料、粘合剂、密封剂、油漆、织物、海洋、木质复合材料和服装等领域的最近应用进展。

多年来，3D打印技术在工程和医疗领域取得了重大进展。还引进了4D打印，它是3D打印的高级版本。4D打印的过程是当打印的3D物体由于外部能量输入(如温度、光线或其他环境刺激)的影响而成为另一种结构。该技术利用了具有良好的形变能力的智能材料的输入。自组装和可编程材料技术旨在重新想象构建、生产、组装和产品性能。4D打印应用于工程、医学等各个领域。4D打印蛋白质或许是一项伟大的应用。在这个新的维度下，3D打印的物体可以在光、热、电、磁场等外部刺激的影响下自行改变形状。本文对4D打印技术进行了简要的讨论。本文以图解的方式讨论了4D打印在制造业领域的各种特点、发展及其应用。概念化了4D增材制造的工作流程，并最终确定了4D打印在制造领域的十个主要作用。虽然可逆4D打印本身是一个奇妙的发展，但它是具有创新性的，在形变期间使用了耐用和准确的可逆变材料。它帮助我们创造传统制造技术无法轻易完成的复杂结构。它似乎是不同行业的游戏规则改变者，因为它依赖自然因素而不是能源，而且完全改变了生产、开发、捆绑和运输商品的方式。

增材制造(AM)利用其数据逐层生产复杂形状的产品，精度高，材料损耗少。与传统制造工艺相比，增材制造技术具有许多积极的环境优势。最重要的是，减少了原材料的浪费，使用了新的智能材料。它似乎专注于能够减少材料浪费、能源消耗和机器排放物组件的产出。有必要对增材制造技术及其应用的环境可持续性进行研究。随着越来越多的企业致力于加强他们的生态足迹，AM的可持续性正不断地获得动力。有远见的行业领导者不断地直面挑战，鼓励他们的员工找到新的方法来减少浪费，改善员工的制造环境，并找到使用新材料的创新方法，使其变得更具可持续性。这些举措推动了产品、商品和服务的增值。本文讨论了增材制造在创建可持续生产系统方面的重大效益。最后，本文确定了AM在可持续性方面的12个主要应用。虽然增材制造和技术的主导地位正在关键行业中确立，但它们的可持续性优势在当前的制造场所中是显而易见的。主要目标是鉴定增材制造技术相对于传统制造的环境效益。现在各个行业可以决定适当的技术来满足环境目标。

水性聚氨酯分散体（APUD）一直是涂料行业和研究的焦点，可以提出更环保的解决方案来解决现代涂料问题。APUD的配制过程涉及多种成分，即多元醇、异氰酸酯、扩链剂和离子中心，这些成分可以让聚氨酯在水中分散，从而降低了对溶剂基涂料的依赖性，同时为现有体系提供了一种更好、更环保的替代品。室温固化和优良附着力等优点进一步强化了APUD的案例。本综述阐述了上述成分的协同作用，同时生动地描述了它们对涂料最终性质的影响方式。

相关工作旨在研究过氧化物固化体系对SBR基橡胶化合物交联和性质的影响。首先，对硫化温度、固化过程中过氧化二异丙苯的数量和物理机械性质进行了研究。然后，将一类和二类助交联剂添加到用过氧化物固化的橡胶配方中。结果表明温度升高会加快固化过程，而固化动力学和物理机械性质均受过氧化物数量影响。一类助交联剂的应用加快了固化过程并提高了硫化橡胶的交联密度，这体现在硬度增加和断裂延伸率降低上。二类助交联剂对固化动力学的影响可以忽略，而它们大多会引起硫化橡胶交联程度下降。一类助交联剂有助于提高硫化橡胶的抗拉强度，而二类助交联剂对抗拉强度的影响微不足道。