在炼油厂 , 塑料制品生产真正开始了 , 像糖蜜一样的原油在炉子上加热 , 依据碳氢化合物所含原子的数量以及由此产生的分子量 , 将它们分成不同的基团 , 然后将它们送入附近的蒸馏管中 。 在蒸馏管中 , 通常分子结构较长、较重的碳氢化合物沉积在底部 , 而分子结构较短、较轻的碳重化合物上升至顶部 , 最终原始被分离成几种不同的化学物质 , 例如:石油、汽油和石蜡 , 每一种都含有相似重量和分子长度的碳氢化合物 , 其中一种是石脑油 , 该化学物质将成为制造塑料的主要原料 。
石脑油就像塑料生产中的金粉 , 因为它所包含的碳氢化合物中有乙烷和丙烯 , 这两种化合物对地球上最常见、最普遍的塑料产品的形成至关重要 , 包括用于制造牛奶瓶的塑料 , 但是要想制造出真正可以用于制造塑料的物质 , 乙烯和丙烯必须先将它们的烃类原料分解成更小的单元 。
有不同的方法可以做到这一点 , 一种方法是在零氧环境中使用高温高压 , 该过程被称为“蒸汽裂解” , 它将碳氢化合物分解成更短的分子结构 , 其被称为单体 。
专注于可持续聚合物材料的阿斯顿大学博士后研究员帕亚尔·巴赫蒂说:“像乙烷中的乙烯 , 都可以在热裂解后直接从石脑油中提取 , 最终提炼出来的乙烯和丙烯是制造塑料物质结构的重要原料 。 ”
下一步研究是通过一种叫做聚合反应的过程展开的 , 在该过程中 , 那些单独的单体成分以新方式进行化学组合 , 产生较长的重复链 , 被称为聚合物 , 在该情况下 , 乙烯和丙烯形成了聚乙烯和聚丙烯 , 这是地球上两种最常见、生产最广泛的聚合物 。
那么 , 为什么这两种聚合物如此受欢迎?聚乙烯的结构可用于制造不同密度的塑料 , 这意味着它可以是脆弱而柔韧 , 或者是坚固而坚韧的物质 , 因此它的用途非常广泛 。 此外 , 聚丙烯的结构也具有独特的灵活性和弹性 , 因此 , 我们每天能看到许多类型的塑料产品 , 聚丙烯主要用于制造一次性塑料用品 , 例如:牛奶瓶 , 日常生活所用的塑料包装、吸管、水瓶、购物袋、洗发水瓶、瓶盖等 。
然而 , 这仅是几十种合成塑料中的两种 , 其他类型的碳氢化合物是从不同的来源中分离和分解出来的 , 不仅来自原油 , 也来自天然气 , 它们也被用于制造塑料 , 在某些情况下 , 聚合物可能是由单个单体重复组成 , 就像我们看到的聚乙烯和聚丙烯一样 , 或者它们可能包括几种类型的单体组合 。
更重要的是 , 每一个聚合物链都将以不同方式进行加工处理 , 并与各种添加剂混合 , 其中包括:抗氧化剂、发泡剂、增塑剂、阻燃剂等 , 使它们具备各种的生态位功能 , 从而使塑料变得如此“万能” 。
巴赫蒂说:“不同的塑料具有不同的特性 , 以食品包装为例 , 它应该阻止过量的氧气和阳光 , 从而避免被降解 , 所以它含有添加剂使其降解 , 我们可以说 , 正是这些添加剂赋予了聚合物特性 , 才导致塑料的形成 。 ”
最终这些塑料产业链创造了我们现今所拥有的塑料产品多样性 , 它们为食品生产和储存、化妆品、技术研发和医药保健做出了巨大贡献 。
“外来材料”
现在让我们“快进式”了解塑料产品的生产过程 , 从石油和天然气中合成的塑料 , 是通过分离碳氢化合物 , 分解成它们的组成部分 , 然后将这些部分重组在自然界中从未见过的全新形态 。 简单地讲 , 这是创造了一种“外来材料” , 这是地球水和土壤中的微生物所不熟悉的 , 巴赫蒂解释称 , 合成塑料中的碳主链无法被土壤细菌识别 , 这意味着它们无法被消化 , 并将其转化为水和二氧化碳 。
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