二氧化碳是我们所熟悉的一种气体,我们呼吸时吸入氧气,经过血液循环,氧气变成了二氧化碳;而绿色植物则恰好相反,绿色植物的表面能够通过光合作用,将二氧化碳变为氧气。含碳的物质在氧气中燃烧也会生成二氧化碳。
近年来,由于石油化学工业的迅速发展,地下的石油、天然气和煤炭等大量被开采出来,为化学工业提供了丰富的原料。然而,另一方面,由于这些含碳物质在氧气中大量燃烧,又产生了一个严重的环境问题——二氧化碳剧增。大气中含有适量的二氧化碳对植物生长是有益的,可是过量的二氧化碳不能被植物完全吸收转化,就会造成严重的大气污染。它就像一顶帽子笼罩在地球的头上,这不仅严重污染了大气,而且也妨碍了其他污染物质的扩散。
此外,二氧化碳的增加还影响了地球正常的大气循环,使气候发生了变化,一些热带地区冬天飘起了雪花,而一些寒冷地区却出现了罕见的暖冬天气。近年来,科学家发现,由于二氧化碳剧增,导致地面热量不能顺利散发到太空,全球气温普遍上升,整个地球成了个巨大的温室。因此,人们又把二氧化碳叫做“温室气体”。气温的升高使地球两极的冰盖融化,海平面上升,如果二氧化碳的排放得不到有效控制,有一天,冰川融化,海洋将会把大陆淹没,陆地上的动植物包括我们人类就会面临灭顶之灾。
不过,虽然二氧化碳给人类生活带来了麻烦,但它对人类还有有用的一面,而且目前科学家们也正在研究如何将二氧化碳用作资源来造福人类。其中将聚合二氧化碳作为一种重要的材料,便是其用途之一,高分子材料就是二氧化碳聚合物。
这种高分子化合物主要就是由碳、氢、氧元素组成。二氧化碳的分子量是44,但是这些高分子材料的分子量高达几千、几万、几十万甚至几百万,这也是我们称之为高分子的原因。像蛋白质、纤维素等都属于天然高分子。
大量的二氧化碳分子聚合在一起就形成了二氧化碳聚合物。聚合的分子个数不同,方法不同,所得到的高分子材料的性能也不同;用二氧化碳为原料来制造各种高分子材料,还有一个重大的意义,就是可以减少环境污染,一举两得。
据预测,到21世纪初,科学家可能找到一种聚合二氧化碳来制造人类所需要的原材料,再用这种材料来制造其他高分子材料。为了提高聚合反应的效率,科学家设想将制造工厂建造在宇宙中,利用那里充足的太阳能和高真空的优越条件,生产高纯度合成高分子材料。