石油枯竭后 拿什么生产塑料？

如果有一天石油资源耗尽，高分子产业怎么办?很多小伙伴可能并不清楚高分子产业与石油产业有什么联系。其实很好理解，所有高分子材料都是来自于相应的单体，比如PE聚乙烯的单体是乙烯C2H4，乙烯怎么来的?石油的裂解。

再比如PET(绝大多数矿泉水瓶的成分)，单体之一是对苯二甲酸衍生物，前体是对二甲苯(这个东西就是被广大无知群众妖魔化的PX)，对二甲苯怎么来的?也是从石油里炼出来的。所以说，高分子工业是建立在石油工业之上的，如果没有石油，所谓巧妇难为无米之炊，整个高分子工业，甚至整个现代文明生活必将受到极大影响。

好在天无绝人之路，虽然石油枯竭那一天还还很遥远，但是有识之士还是想出了一些办法，答案就在“树皮”，这一类可再生资源。什么意思呢?以往聚合物材料的单体最原始原料不都是来自于石油吗，那就想想办法看看其他地方能不能找到这些初始的原料呢。

找来找去就发现，利用植物和微生物就可以制备很多初始的化工原料啊，这么多年来这些植物一岁一枯荣的真是白白浪费掉了，不过好在它们可以春风吹又生;顺手科学家们又看了看植物体内还有啥好东西呢?

这一找不要紧，发现植物里面还有通过石油工业无法规模生产的单体或聚合物。这里我们要注意到，人们只需要解决一些上游原料的来源，许多下游化学品来源问题变迎刃而解，进而衍生出更加多样的聚合物种类。如下图。

总体而言，这两个路线在一定程度上足够人们应付石油枯竭造成的原料短缺危机了，那么科学家具体都发现了什么呢?下面挑一些重要的例子详细地说一说。

1.基于生物路线的重要原料

乙烯ethylene

乙烯工业的重要性就不言而喻了。有了乙烯就可以合成氯乙烯、环氧乙烷、苯乙烯等等非常重要的化工原料，进而得到相应的聚合物材料。植物本身的确是可以合成乙烯的，它是植物五大激素之一，主要作用为促进果实成熟与脱落。大家都知道香郑州军海医院韩向东医生治疗癫痫病怎么样蕉催熟把，就是这个原理。

乳酸

乳酸就是每次锻炼后让你肉疼的分子。

这个东西可以通过单糖的微生物发酵得来。乳酸可以生产出聚乳酸(PLA)，这是基于可再生资源聚合物的典范。

PLA是一种生物相容性非常好的聚合物，已经广泛用作可降解性手术缝合线等生物医用材料，并且基于PLA的塑料已经在市场上出现，可以作为包装与纤维应用，优势在于与一般的塑料相比它的降解周期更短，对环境的污染自然就更小，同时降解产物就是单体乳酸，所以可以回收再利用。实际上PLA是在资源短缺环境下非常理想的一类聚合物：来源是基于可再生资源，生产的产品性能足够好，使用完可以在有限的时间内降解，降解后的产物可以重新用于生产。

2.植物油类

植物油的成分是甘油与一些长链烷基羧酸的酯类。所以，有了植物油就可以将其水解生产甘油与相应的羧酸。

甘油，也就是丙三醇，这个东西妹子们最了解， 好多化妆品中利用甘油作为保湿成分。利用甘油可以衍生出非常繁多的下游化学品。

当然人们更希望的是利用是占植物油质量大部分的有机羧酸部分。这些羧酸分子一般都是含不同长度碳链的不饱和结构，广西哪几家医院治癫痫好或者是羟基啊环氧之类的结构。

化学家们最喜欢含官能团的原料了，因为它们都可以根据不同的化学反应发生聚合。典型的商业品牌如帝斯曼公司的EcoPaXX，一种4,10聚酰胺类薄膜与纤维材料，其中的一种单体二酸就是衍生自蓖麻油酸。

3.二氧化碳与其他工业废料

二氧化碳在来源实在太广泛了，尤其考虑到在人类在工业生产中排出了过量CO2，并已经对生态圈产生了负面的影响，如果可以把排到大气中的二氧化碳都转变为可用的高分子材料真是再好不过了。

这在科研界已经开始出现一些令人振奋的成果，研究最多的是二氧化碳与一些环氧类单体的共聚和。

当然这里面最重要的就是高效聚合催化剂的开发，并且还需要考虑一个实际的问题，就是这些催化剂要足够高效，也就是生产催化剂所产生的二氧化碳一定要远小于它们所能聚合的二氧化碳的量，否则得不偿失。

变废为宝在资源短缺的时代实在一个高招，所以化学家也盯上了其他常见工业废料。亚丽桑那大学的一些化学家就盯上了硫磺。这玩意大家都知道，太原癫痫医院治疗基地不光火山口附近有，工业上每年要产生6000万吨左右的单质硫。一般是工业脱硫过程中的废弃物。在武汉癫痫专科医院化工厂中常年堆积如山。

这些化学家觉得这么多硫磺堆着实在是浪费，就发现在熔融状态下可以将其与烯类单体共聚，将它们做成了聚合物材料，这是绿色化学的一个典范。

好了，说了这么多好听的，也要泼点冷水了。可再生资源聚合物虽然前景广阔，但是要想全面实现产业化阻碍也不小。

最实际的问题，就是生产成本问题。虽然企业家们天天被变来变去的石油原料化学品价格搞得焦头烂额，但是平均起来还是比全新路线的可再生聚合物明显便宜。就如同前面所说，在还没有火烧眉毛的时代，大多数企业，尤其是中小型企业，其实并不愿意去改变生产工艺，今朝有酒今朝醉嘛。另一方面，生产成本的提高也就意味着终端产品价格的提高，并不是所有人都会为了绿色产业发展而买这笔账。

再次，从上面所述的也可以看出来，生物基的方法很多是要使用粮食的。这个问题就比较严峻了，全世界还有那么多人食不果腹，何况本来世界上用于生产粮食的耕地就少得可怜。因此，尽可能少地占用耕地，尽可能不使用粮食作物作为原料来源都是要面临的问题。