精細(xì)化工與城市生活-12

1、精細(xì)化工與城市生活深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院林 峰一、國內(nèi)外精細(xì)化工的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（一）精細(xì)化學(xué)品及專用化學(xué)品定義及分類 眾所周知，精細(xì)化工即精細(xì)化學(xué)工業(yè)，是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)。至于精細(xì)化學(xué)品的定義，迄今尚在討論之中。目前，國外傾向于贊同美國克蘭（C.H.Kline）博士提出的對精細(xì)化工的定義和分類。1974年，克蘭博士提出從商品學(xué)應(yīng)質(zhì)力量的角度對化工產(chǎn)品在特性上與其他企業(yè)有無差別性而分為差別性Differentiated Products）和非差別性產(chǎn)品（Undifferentiated Products）兩類；并結(jié)合此種分類，再以“量”為標(biāo)準(zhǔn)時，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小，則將化工產(chǎn)品分為如下四類。 （

2、1）通用化學(xué)品（Commodity Chemicals）指大量生產(chǎn)的非差別性制品，如化肥、硫酸、燒堿和通用塑料等。 （2）擬通用化學(xué)品（Pseudocommodity Chemicals）也稱半通用化學(xué)品（Semicommedity Chemicals），指大量生產(chǎn)的差別性制品，如炭黑、火藥和合成纖維等。 （3）精細(xì)化學(xué)品（Fine Chemicals）指少量生產(chǎn)的非差別性制品，如染料、顏料、醫(yī)藥和農(nóng)藥的原藥。 （4）專用化學(xué)品（Specialty Chemicals）指少量生產(chǎn)的差別性制品，如醫(yī)藥、農(nóng)藥、感光材料和調(diào)合香料等。 目前，國外對“精細(xì)化學(xué)品”和“專用化學(xué)品”這兩名詞一般通用。日本

3、將精細(xì)化學(xué)品分為34類；而我國暫分為11類（據(jù)原化學(xué)工業(yè)部1986年3月6日頒發(fā)的精細(xì)化工產(chǎn)品分類暫行規(guī)定），即農(nóng)藥、染料、涂料（含油漆和油墨）、顏料、試劑和高純物、信息用化學(xué)品、食品和飼料添加劑、膠粘劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的化學(xué)藥品（原料藥）和日月化學(xué)品、功能高分子材料。 從70年代以來，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼將化學(xué)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，故加快發(fā)展精細(xì)化工已成為世界性的趨勢。其原因是：（1）由于科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)各部門的發(fā)展，以及人們生活水平的提高，迫切要求加快精細(xì)化工的發(fā)展，以提供各種性能優(yōu)異、用途廣泛的精細(xì)化學(xué)品； （2）由于一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的石油化工已發(fā)展到相當(dāng)規(guī)模，

4、并具有技術(shù)優(yōu)勢，能為精細(xì)化工的發(fā)展提供充足的原料、中間體和技術(shù)條件； （3）一些缺乏資源的工業(yè)發(fā)達(dá)國家，由于二次能源危機的沖擊，不得不改變化工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，將其戰(zhàn)略重點由石油化工轉(zhuǎn)向省資源、省能源、附加價值高和技術(shù)密集的精細(xì)化工，以便用技術(shù)優(yōu)勢彌補資源劣勢；單從經(jīng)濟效益上看，精細(xì)化工具有如下特點和作用：一是附加價值率高1975年日本精細(xì)化工附加價值率為50，而化肥與石油化工僅為20。二是利潤率高。一美元石油化工原料加工成合成材料，可增值8美元；加工成精細(xì)化工產(chǎn)品可增值106美元。三是出口創(chuàng)匯率高。瑞士1977年進(jìn)口21.88億美元的化工原料，出口 35.84億美元的精細(xì)化工產(chǎn)品，四是投資效率高。

5、日本化學(xué)工業(yè)的平均效率為87.6，而作為精細(xì)化工的醫(yī)藥工業(yè)為241。 （4）由于一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的石油化工已經(jīng)發(fā)展到由量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變階段，目前其通用產(chǎn)品的量已能基本滿足需要，故要求進(jìn)一步開發(fā)新產(chǎn)品，開拓新的市場，那只有轉(zhuǎn)向發(fā)展功能性材料、特種材料和專用商品； （5）由于新技術(shù)的挑戰(zhàn)，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，它與精細(xì)化工有著非常密切的關(guān)系，故要求精細(xì)化工迅速發(fā)展。 80年代以來，日本采取了一系列的措施促進(jìn)精細(xì)化工的發(fā)展，從而使精細(xì)化工獲得了較快的發(fā)展，其精細(xì)化率（精細(xì)化工在整個化學(xué)工業(yè)中所占的比重）已從1979年的 40上升到50以上。日本1987年某些精細(xì)化工產(chǎn)

6、品的年平均增長率為：感光材料， 12；醫(yī)藥， 9l；有機化工產(chǎn)品， 58；石油芳香烴與煤焦油產(chǎn)品， 64；塑料， 64。 德國精細(xì)化工發(fā)展的歷史較長，基礎(chǔ)也較好。該國為了發(fā)揮自己在精細(xì)化工方面的技術(shù)優(yōu)勢，為了保持在國際市場上的優(yōu)勢地位和獲得更高的附加價值及利潤，近年來也在大力調(diào)整化工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，將發(fā)展重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，且其精細(xì)化率已超過53。在德國化學(xué)工業(yè)中起舉足輕重作用的Hoechst公司、Bayer公司和Basf公司，都在加快精細(xì)化工的發(fā)展。Hoechst公司的精細(xì)化工發(fā)展最快，現(xiàn)在是世界上最大的醫(yī)藥企業(yè)和歐洲最大的涂料企業(yè)。Bayer公司對通用塑料等原材料型的化工已經(jīng)不感興趣，正集中力量

7、發(fā)展精細(xì)化工，目前農(nóng)藥和醫(yī)藥兩個部門的銷售額已占總銷售額的35以上。Basf公司的精細(xì)化工比重也已達(dá)30以上。美國盡管有豐富的天然氣和石油資源，且受能源危機的沖擊不大，但在70年代就開始重視精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)，許多化工公司紛紛調(diào)整化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加快精細(xì)化的步伐。例如 Du Pont公司為了發(fā)展精細(xì)化工，關(guān)閉了在國外的纖維企業(yè)，購買了 Conoco Chemicals公司，并決定把重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，并準(zhǔn)備在較短時間內(nèi)將精細(xì)化工的比重提高到50以上。其他如 Monsanto公司和 UCC公司，亦在加快精細(xì)化工的發(fā)展。美國精細(xì)化工的年平均增長速度達(dá)到12，大大超過化學(xué)工業(yè)的平均增長速度，其精細(xì)化率達(dá)

8、到50以上。英、法等國也都在進(jìn)行化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，也將戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，精細(xì)化率也在加快。前蘇聯(lián)雖未將化學(xué)工業(yè)的重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，但也在加快精細(xì)化工的發(fā)展。中國精細(xì)化工基礎(chǔ)弱，但自80年代以來產(chǎn)量增長很快。我國的上海、廣東（主要分布在深圳市及珠江三角洲區(qū)）及江浙地區(qū)的精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)尤為發(fā)達(dá)，也是今后我國精細(xì)化工大力發(fā)展的重點區(qū)域。據(jù)權(quán)威部門分析預(yù)測，我國的精細(xì)化率也可達(dá)到3540。但與世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國精細(xì)化工尚存在精細(xì)化率低，技術(shù)水平和開發(fā)能力不高、創(chuàng)制品種少、生產(chǎn)分散、裝置效益低，產(chǎn)品系列化不夠、應(yīng)變能力小，科技投入不夠、應(yīng)用研究和市場營銷比較薄弱，原料和中間體少、配套性差，部

9、分企業(yè)三廢污染問題還相當(dāng)嚴(yán)重等問題。上述情況，說明世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在加快精細(xì)化工的發(fā)展，都在調(diào)整化工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并將化學(xué)工業(yè)的戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向精細(xì)化工。（二） 精細(xì)化工技術(shù)特點 由于精細(xì)化工的含義，決定了精細(xì)化工生產(chǎn)特點，它的生產(chǎn)全過程不同于一般化學(xué)品。由化學(xué)合成、劑型、商品化三個生產(chǎn)部分組成，由于其產(chǎn)品專用性能，就導(dǎo)致精細(xì)化工必然是高技術(shù)密集度的產(chǎn)業(yè)。對精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點可歸結(jié)為以下四點。 （l）多品種小批量 精細(xì)化工產(chǎn)品本身用量相對說不是很大，因 此對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，對每一個具體品種來說年產(chǎn)量不可能很大，從幾百千克到幾噸，上千噸的也有。由于產(chǎn)品必須具有特定功能，故而它又是多品種的。隨著

10、精細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大和商品的更新?lián)Q代，專用品種和定制品種越來越多。不斷地開發(fā)新品種和提高開發(fā)新品種的能力是精細(xì)化工發(fā)展水平的一個重要標(biāo)志。 （2）綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置 由于精細(xì)化工產(chǎn)品系多品種、小批量，生產(chǎn)上又經(jīng)常更換和更新品種，故要求工廠必須具有隨市場需求調(diào)整生產(chǎn)的高度靈活性，在生產(chǎn)上需采用多品種綜合的生產(chǎn)流程和多用途多功能的生產(chǎn)裝置，以便取得較大的經(jīng)濟效益。同時由此對生產(chǎn)管理及工程技術(shù)人員和工人的素質(zhì)提出了更嚴(yán)格的要求。 （3）高技術(shù)密集度 技術(shù)密集是精細(xì)化工的另一特點，因為在實際應(yīng)用中精細(xì)化學(xué)品是以商品綜合功能出現(xiàn)的，這就需要在化學(xué)合成中篩選不同化學(xué)結(jié)構(gòu)，在劑型上充分發(fā)揮

11、自身功能與其他配合物的協(xié)同作用，在商品化上又有一個復(fù)配過程以更好發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)良性能。以上這些過程是相互聯(lián)系又是相互制約的，這就形成精細(xì)化學(xué)品技術(shù)密集度高的一個重要因素。其次，由于技術(shù)開發(fā)的成功率低，時間長，造成研究開發(fā)投資較高。因此，它一方面要求情報密集、信息快，以適應(yīng)市場的需要和占領(lǐng)市場，同時又反映在精細(xì)化工生產(chǎn)中技術(shù)保密性與專利壟斷性強，競爭劇烈。 （4）商品性強 由于精細(xì)化學(xué)品商品繁多，用戶對商品選擇性很高，商品性很強，市場競爭劇烈，因而應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)是組織生產(chǎn)的兩個重要環(huán)節(jié)，在技術(shù)開發(fā)的同時，積極開發(fā)應(yīng)用技術(shù)和開展技術(shù)服務(wù)工作，以增強競爭機制，開拓市場，提高信。（三）精細(xì)化工的

12、發(fā)展趨勢 從科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來看，各國正以生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)和空間科學(xué)為重點進(jìn)行開發(fā)研究。其中主要的研究課題有：新材料（含精細(xì)陶瓷、功能高分子材料、金屬材料、復(fù)合材料）；現(xiàn)代生物技術(shù)（即生物工程，包含遺傳基因重組利用技術(shù)、細(xì)胞大量培養(yǎng)利用技術(shù)、生物反應(yīng)器）；新功能元件，如三維電路元件、生物化學(xué)檢測元件等。所有這些方面的研究都與精細(xì)化工有著非常密切的關(guān)系，必將有力地推動精細(xì)化工的發(fā)展。 功能高分子材料是指具有物理功能、化學(xué)功能、電氣功能、生物化學(xué)功能、生物功能等的高分子材料，其中包括功能膜材料、導(dǎo)電功能材料、有機電子材料、醫(yī)用高分子材料、信息轉(zhuǎn)換與信息記錄材料等。在90年代，功能高分子材

13、料已有許多重大進(jìn)展，并獲得蓬勃發(fā)展。 1幾種功能高分子材料的發(fā)展趨勢 （1）功能膜 經(jīng)實際應(yīng)用的功能膜有電滲析膜、擴散透析膜、微孔濾膜、超濾膜、逆滲析膜和氣體分離膜等。膜材料正在向具有耐化學(xué)藥品、耐氧化、耐細(xì)菌、耐有機溶劑、耐污染、耐洗、耐壓、耐熱、生物機體適應(yīng)性和機械強度高等特性方向發(fā)展。美、日的研究處于領(lǐng)先地位。 （2）電功能材料 由于電子工業(yè)、情報和信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對導(dǎo)電功能材料的需要越來越多。目前，導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、透明導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電膠粘劑和導(dǎo)電涂料等的發(fā)展很快，并已經(jīng)工業(yè)化。 （3）醫(yī)用高分子材料 醫(yī)用高分子材料分為體外使用的與體內(nèi)使用的兩大類。體外使用的有醫(yī)療器具，這在國外已

14、大量生產(chǎn)。體內(nèi)使用的如人工臟器、醫(yī)用粘合劑、整形材料和心導(dǎo)管等。此外，還有高分子藥物和在藥物制劑上的應(yīng)用等。 （4）有機電子材料 作電子材料的高分子材料，主要用于絕緣材料、半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料、光刻膠和封裝材料等。由于大型集成電路元件的封裝密度越來越高，故要求開發(fā)能在300使用2 ×104 h以上的耐熱性薄膜，要求具有更優(yōu)良性能的電子元器件封裝材料，要求具有更高分辨率的新型光刻膠。 （5）信息轉(zhuǎn)換與信息記錄材料 對信息技術(shù)的發(fā)展來說，十分重要的材料是光導(dǎo)纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等。這些材料，目前國外正在大力發(fā)展中。此外，精細(xì)陶瓷的研究、開發(fā)日益受到重視。目

15、前，主要開發(fā)的材料有：高絕緣性陶瓷，它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板；軟磁性陶瓷，它用于電子計算機、變壓器和磁帶錄音機；壓電性陶瓷，它用于超聲元件、電子電路和時鐘等；誘電性陶瓷，它用于高容量電容器。 2現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢 生物工程（Boiengineering）是直接利用動物、植物、微生物的機體或模擬其功能而進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的技術(shù)。此處所指的物質(zhì)生產(chǎn)，包括醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品添加劑等生物活性物質(zhì)；有機化工原料及甲醇、乙醇等能源物質(zhì)；糧食和飼料的生產(chǎn)，以及為了凈化環(huán)境而實行的物質(zhì)分解。生物工程在美國、日本和歐洲，都把它作為21世紀(jì)的革新技術(shù)而集中大量人力物力進(jìn)行研究、開發(fā)，并主要圍繞如下幾方面進(jìn)

16、行。 （l）重組DNA技術(shù) DNA（脫氧核糖核酸）具有儲存遺傳信息的功能。生物由于DNA的核苷酸的堿基部分的排列不同，故儲存的遺傳信息也不同，并按照此種遺傳信息生產(chǎn)各種物質(zhì)。生物如果沒有自己的DNA而復(fù)制異種DNA，那就只能按異種DNA的遺傳信息生產(chǎn)異種物質(zhì)。欲使此情況實現(xiàn)，就要應(yīng)用DNA重組技術(shù)。 （2）生物反應(yīng)器 現(xiàn)在，生物反應(yīng)器已進(jìn)入第二代，即最大限度地利用酶反應(yīng)的特異性和精密的、多階段的反應(yīng)系統(tǒng)。正在研究、開發(fā)的生物反應(yīng)器，根據(jù)其使用目的可分為兩類：通過特定的酶和底物，合成有用物質(zhì)的“合成用生物反應(yīng)器”，例如多肽的合成；利用特定的化合物與酶反應(yīng)而進(jìn)行定量或定性分析的裝置，如診斷用生物反

17、應(yīng)器，它能精確地測定血液中的糖和膽固醇等微量成分。 今后，生物工程在精細(xì)化工的領(lǐng)域，將會有許多新技術(shù)被開發(fā)，并用于產(chǎn)品的生產(chǎn)，且使其實現(xiàn)工業(yè)化。生長激素和干擾素已商品化。另外，尿激酶等醫(yī)用酶和工業(yè)用酶已經(jīng)或正在實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。再如，在精細(xì)化學(xué)品的食用色素等食品添加劑、獸藥（如疫苗、激素等），以及石油鉆井泥漿添加劑等方面也有應(yīng)用。由上述不難看出，生物工程將促進(jìn)精細(xì)化工的技術(shù)水平邁向新的階段。精細(xì)化學(xué)品新品種的研究、開發(fā)將出現(xiàn)質(zhì)的變化，將從目前的經(jīng)驗式方法，走向定向分子設(shè)計階段，從而定向開發(fā)新品種。這就可以縮短時間、減少費用、提高篩選幾率，從而創(chuàng)造性能更優(yōu)異的完全新型的品種。例如在醫(yī)藥方面，可能在

18、防治腫瘤、心血管病、病毒性疾病、精神病等方面取得突破，從而開發(fā)出較理想的防治藥物；在提高人的智力和抗衰老方面，也將會取得進(jìn)展。在農(nóng)藥方面，會出現(xiàn)高效、無公害和無殘毒的新農(nóng)藥。當(dāng)然，精細(xì)化工的其他行業(yè)也將獲得突破性的進(jìn)展。二、城市生活中的精細(xì)化工產(chǎn)品（一）生活中的日用化工產(chǎn)品（化妝品）眾所周知，作為精細(xì)化工專用品的化妝品已經(jīng)深入于我們的日常生活之中，每天，每個人都在使用，而且長期連續(xù)地使用。并伴隨著人們的日常生活，其發(fā)展趨勢必然受到世界潮流、現(xiàn)代生活方式以及人們的審美觀和消費意識的支配而變化?；瘖y品包括基礎(chǔ)化妝品、美容化妝品和特殊用途化妝品三大部分?；A(chǔ)化妝品是為了保護皮膚、毛發(fā)以及增進(jìn)皮膚和毛

19、發(fā)健康的制品。而美容化妝品是為了修飾臉面、指甲等部位，使之增加魅力而使用的制品。特殊用途化妝品乃指用于面部、毛發(fā)等部位具有防御功能或需經(jīng)過一些特殊的理化處理的制品，還具有一定的緩和的治療作用?；仡櫥瘖y品科學(xué)的發(fā)展過程，我們可以發(fā)現(xiàn)人們在化妝品的消費上，其主要動機是實現(xiàn)個人的幻想美，希望所購得的產(chǎn)品能符合和滿足自己的欲望。開始時，僅滿足于護膚即為美的感受，逐步向美容和科學(xué)性過渡，從接受美開始向追求美進(jìn)展。 20世紀(jì)70年代人們重視化妝品的安全性，要求化妝品無刺激性以及無任何副作用，長期使用亦無不良反應(yīng)；80年代對化妝品除安全性外，還要求每種產(chǎn)品都有自己的獨持功能，尤其是在回歸自然的呼聲中人們逐步

20、地認(rèn)識到“天然”的真正含義及其獨特的魅力；20世紀(jì)90年代人們對化妝品更有高安全性、高功能性及低公害性的環(huán)保要求，針對全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，一些著名的化妝品廠已樹立了“化妝品應(yīng)具有防污染功能”的觀念，除了護膚、潔膚、潤膚功能外，還可以在皮膚表面形成保護層，防止紫外線、污染氣體、粉塵等對皮膚的侵害；至21世紀(jì)化妝品的趨勢是“使人年輕”更為突出，由于人們審美觀念和生活方式的更新，對健康有了新的認(rèn)識和追求，保持青春、延緩衰老已成為男女老少普遍的愿望，具備療效佳，營養(yǎng)皮膚、促進(jìn)細(xì)胞新陳代謝，要求生物型化妝品對表面細(xì)胞的吸收有效原料的開發(fā)和要求生理物質(zhì)含量高，由于生物技術(shù)化妝品更接近自然，且沒有許

21、多化學(xué)化妝品的副作用，因此在目前化妝品市場上生物技術(shù)化妝品以它獨特功效脫穎而出，成為廣大消費者首選的第三代化妝品。 縱觀國際化妝品市場：天然品牌流行走俏；男士化妝品異軍突起；環(huán)保主題日益風(fēng)行這一切都形成了化妝品市場的消費新潮。1997年世界化妝品銷售接近500億美元（見表1-1）。當(dāng)然各國每人每年對化妝品的消費水平差異還很大，如美國47美元、德國41美元、法國39.6美元、東歐12.5美元、日本36美元，而我國僅0.3美元，消費的差距也反映了一個國家的物質(zhì)及文化水準(zhǔn)的差異。近年來，有些工業(yè)觀察家竟然稱20世紀(jì)90年代為“羥酸的10年”。旁氏公司是在護膚產(chǎn)品中開發(fā)一羥酸較早的公司之一。事實表明羥

22、酸產(chǎn)品的研究與開發(fā)仍在進(jìn)行中?？蒲泄ぷ鞯姆较虺つw細(xì)嫩、難以維護的區(qū)域（如眼圈部位）以及減少藥物刺激性，提高皮膚不受陽光損傷的保護能力來開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝。除了羥酸外、還有從天然界取得的物料中進(jìn)行探索，明顯趨向藥效化妝品，還著重于尋找許多特殊功效的化妝品添加劑。如：營養(yǎng)劑、抗菌劑、保濕劑、紫外吸收劑、各種特效功能的調(diào)整劑等，對香精和色素亦提出了定的質(zhì)量要求，甚至國外有些婦女認(rèn)為市售產(chǎn)品加香太多，怕香精中的香料對皮膚有刺激而要求或自制不加香產(chǎn)品。在日本，已有以生物工藝學(xué)應(yīng)用于化妝品的動向，資生堂、鐘紡公司均已有產(chǎn)品問世。 利用天然動、植物來用于化妝品，這是一個新的起點。隨之，利用現(xiàn)代生物技術(shù)，

23、使人們對皮膚的研究進(jìn)一步深入，現(xiàn)代護膚化妝品是在對皮膚細(xì)胞代謝過程和細(xì)胞基質(zhì)組成的全面理解的基礎(chǔ)上，再創(chuàng)一個保持皮膚健康狀況的最佳環(huán)境，從而達(dá)到護膚目的。地球上，植物就達(dá)50多萬種，以1993年版中華藥海記載著可作藥物的動植物就有8488種；1984年版生化藥物藥品集第8分冊所介紹的生化藥物就達(dá)363種，何況一種生物就可綜合開發(fā)多個產(chǎn)品，如豬身上目前可用于化妝品的物質(zhì)就可達(dá)20多種。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，分析技術(shù)的日臻完善和對陸地和海洋動植物資源的開發(fā)，可用于化妝品的天然材料必將與日俱增?；瘖y品領(lǐng)域?qū)⒄故境稣T人的前景。（二）生活中的化工新材料（功能高分子材料、涂料和醫(yī)用生物材料）化學(xué)是人類使用新

24、材料的源泉1、化工新型材料的范疇和在國民經(jīng)濟及國防建設(shè)中的地位 材料科學(xué)是物理、化學(xué)和材料工程學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，這一學(xué)科領(lǐng)域，一直備受各國工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視，而新材料更是眾矢之的，所以有人說，“新材料是發(fā)展工業(yè)的生命線”。 化工新型材料是新材料的主要組成部分?；ば滦筒牧鲜侵附诎l(fā)展起來的或正在發(fā)展之中的具有特異性能和效用的化工材料。 目前，化工新型材料已形成擁有十余大類或品種眾多的新興產(chǎn)業(yè)。化工新型材料產(chǎn)業(yè)的范疇主要包括特種工程塑料及其合金、功能性高分子材料、有機硅、有機氟材料、納米材料、超導(dǎo)材料（金屬氧化物）等等。另外，結(jié)合我國通用工程塑料發(fā)展的現(xiàn)狀，包括以聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（PO

25、M）、熱塑性聚酯樹脂（PBT、PET、PIT）、聚酸胺（PA）、聚苯醚（PPO）為原料的塑料制品，還正處于發(fā)展的初期或正在發(fā)展之中，也可把它也列入化工新型材料范疇?；ば滦筒牧线€包括微電子化學(xué)品及信息記錄材料、感光材料、特種涂料、特種膠粘劑等等。 化工新型材料既是最新科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物又是最新科學(xué)與技術(shù)（包括國防尖端技術(shù)）發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。完全可以說，沒有化工新型材料，就沒有現(xiàn)代化的國防和新興產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展，因此它直接和間接地影響了國防和國民經(jīng)濟的發(fā)展。 例如，特種工程塑料和合金，由于具有重量輕、穩(wěn)定性高、電絕緣性好、耐腐蝕、耐熱等特點，可代替金屬和木材，用于汽車、飛機、建筑、機械等的結(jié)構(gòu)

26、材料；特種纖維及復(fù)合材料用于飛機結(jié)構(gòu)、隱形飛機的涂層及隱身結(jié)構(gòu)材料，特種纖維的復(fù)合材料集中了組成它的各種材料的特點更是相得益彰；有機硅、有機氟材料廣泛用石油和化工、電子、機械及軍事領(lǐng)域；功能性高分子材料，如高吸水性樹脂，由于可吸收為自重1001000倍的水，廣泛用于兒童、婦女排出體液的吸收、農(nóng)業(yè)水上保墑；高分子功能膜，例如用于氯堿的離子交換膜，可降低能耗，提高燒則濃度和純度，功能膜還可用灣水淡化、自來水過濾消毒等；納米材料加入高分子材料中制成的刀具，比金剛石制品還堅硬?？偠灾?，化工新型材料，在科學(xué)、國防尖端技術(shù)、國民經(jīng)濟發(fā)展和日常生活中的作用將愈來愈大，甚至難以估量。 下面著重介紹幾種生活中

27、的新型化工材料。2、生活中的新型化工材料有機硅材料和涂料 （1）有機硅材料有機硅材料一般是指以聚硅氧烷為主的合成高分子材料。其主要品種包括硅橡膠及硅樹脂，除此以外，有機硅化工產(chǎn)品還有硅油和硅烷偶聯(lián)劑（屬精細(xì)化工范疇）。有機硅材料是二戰(zhàn)期間作為軍用特殊材料而發(fā)展起來的，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，目前約有一千多個品種、型號，廣泛地應(yīng)用于電子、電氣、建筑、紡織、造紙、金屬與非金屬涂料，化工、醫(yī)藥及航空航天等眾多的領(lǐng)域。在化工新材料中占有十分重要的地位。 隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，近幾年我國對有機硅材料的需求量逐年增長。目前我國有機硅單體的生產(chǎn)量僅占需求量14左右，可見在我國發(fā)展有機硅工業(yè)的迫切性。 我國大

28、陸有機硅化工各類產(chǎn)品的比例估計如下： 硅橡膠 50 硅 油 40 硅樹脂 7 其它（含硅烷偶聯(lián)劑） 3 有機硅產(chǎn)品在我國各行業(yè)中的消費比例如下： 電子電氣 20 建筑工業(yè) 20 紡織、造紙、皮革 20 金屬與非金屬涂料 10 化學(xué)工業(yè) 10 醫(yī)藥工業(yè) 5 其它 5 下面是有機硅材料在健康和生命科學(xué)中的典型應(yīng)用。 食品加工業(yè)： 民以食為天，有機硅產(chǎn)品具有安全、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點，硅橡膠可用于食品工業(yè)和炊具等，聚二甲基硅氧烷可作為食品添加劑直接應(yīng)用于食品加工業(yè)。例如。面包烘烤的烘盤上噴涂二甲基硅油或其食品級乳液，可使面包表面光亮、不會枯模、減少脂肪的用量，降低膽固醇。在豆?jié){、豆奶制品加工時，

29、由于皂甙類物質(zhì)存在而產(chǎn)生大量的泡沫，有機硅消泡劑對此有特效。聚二甲基硅氧烷與其它原材料配合，可用于油炸食品的消泡。 發(fā)酵工業(yè)： 食品和醫(yī)藥工業(yè)的許多基礎(chǔ)性原料例如L-谷氨酸，抗生素、檸檬酸、肌苷、維生素等通常是經(jīng)過生物發(fā)酵工藝制得。所有這些生物加工工藝都需要通人大量的空氣以及強力的攪拌，加之反應(yīng)底物中常有表面活性物質(zhì)，因此產(chǎn)生大量的泡沫、有機硅消泡劑能有效地消除并抑制此類泡沫。醫(yī)療衛(wèi)生： 聚二甲基硅氧烷與氣相二氧化硅的反應(yīng)物制成消泡劑，在美國藥典（ USP）和國家處方集（NF）中有收載，名稱為Simethicone。本品可直接加入胃腸道X-射線鋇餐或鋇灌腸劑中使用，也可在內(nèi)窺鏡檢查前或檢查中加

30、入，從而消除氣泡，有利于檢查和診斷。另外，本品與抗酸性潰瘍治療藥物和促進(jìn)胃腸排空性藥物配伍，發(fā)揮協(xié)同作用，可消除病人的胃腸脹氣、緩解反酸、暖氣、腹脹等癥狀，用于治療消化性潰瘍，返流性食管炎等疾病。 醫(yī)用級硅橡膠可制作輸血管、球囊式輸液器、胸腔引流管、胃鏡套管、靜脈插管、腹膜透析管、人工心肺機泵管、中耳炎通氣管、鼻插管等，能經(jīng)受高溫滅菌消毒，并保持其物理性能不變。硅橡膠還可用作移植管或永久性的導(dǎo)尿管。移植的硅橡膠膠管代替尿道的割斷部分能愈合在體內(nèi)，而不發(fā)生異物反應(yīng)和排斥反應(yīng)。 硅橡膠在整容和修復(fù)術(shù)方面已經(jīng)長期廣泛地應(yīng)用。例如，用硅橡膠來修補面容的缺陷，修補前額、鼻子、下領(lǐng)、顎、脖頸等，治療外耳的

31、缺損，用來進(jìn)行顱骨和胸部的整容手術(shù)以及修補內(nèi)臟等。為增加婦女乳房的美容，施于她們所期望的形態(tài)，可以埋植一種內(nèi)部填滿有機硅凝膠的硅橡膠封套，有時這種封套內(nèi)也可注射聚硅氧烷液體。第一例人工乳房是在1962年埋植成功的。但是，自從90年代以來，在美國陸續(xù)有投訴聲稱硅酮人工乳房會導(dǎo)致類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等結(jié)締組織性疾病，影響機體免疫機能，以及疑有癌變等，世界著名的有機硅生產(chǎn)廠商道康寧（Dow Corning）公司因此而敗訴，并為此賠付了38億美圓！因此，在我國有機硅人工乳房在生產(chǎn)和使用現(xiàn)已十分慎重。 硅橡膠制成的嬰兒奶嘴，無味、表面光滑，極易清洗，能高溫消毒反復(fù)使用。 有機硅與丙烯酸酯類的共聚物可制成隱形眼

32、鏡，具有氧氣透過率高，配帶舒適等優(yōu)點。 近年來，化妝品學(xué)科與醫(yī)藥學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科相互融合，相互滲透，取得了長足的進(jìn)展，有人已將化妝品（cosmetics）與醫(yī)藥學(xué)（pharmaceutical）兩詞合并，派生了一個新的詞匯“療效性化妝品（ cosmeceutical）”，有機硅材料在這一領(lǐng)域具有相當(dāng)廣闊的前景。 聚二甲基硅氧烷經(jīng)乳化制成硅乳或硅霜，用于治療接觸性皮炎、濕疹、職業(yè)性皮炎、“主婦手”等皮膚性疾病具有顯著的療效。 各種聚有機硅氧烷已現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化妝品和個人護理品中。（2）涂料 與塑料、橡膠和纖維等合成高分子材料不同，涂料一般不單獨作為工程材料使用，而總是涂覆在某、物件表面起保護、裝

33、飾作用或賦予某種特殊功能。被涂覆的物件既可以是金屬材料，如鋼、鋁、鐵、銅及其合金等，也可以是非金屬材料，如混凝土、磚石、木器、塑料、紙張等，通稱為基材或底材即基材性質(zhì)不同。這些被涂的物件既可用于室內(nèi)，又可用于室外；既可以在通常的環(huán)境條件下使用，又可以在惡劣環(huán)境條件下使用（如高溫、低溫、高濕度、鹽霧、紫外光等）即使用環(huán)境不同。涂料可使城市生活環(huán)境變得五彩繽紛。 涂料的作用和分類 i) 涂料的作用 涂料總是涂覆在被涂物件表面，通過形成涂膜而起作用。對被涂物件而言，涂料的作用可概括為以下幾個方面： （a）保護作用物件暴露在大氣中，總是受到光、水分、氧氣及空氣中的其他氣體（如二氧化碳、一氧化氮、硫化氫

34、等）以及酸、堿、鹽水溶液和有機溶劑等的侵蝕，造成金屬腐蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象，在物件表面涂上涂料，形成一層保護膜，可使物件免受侵蝕，使材料的壽命得以延長。一般工業(yè)用涂料均要求具有保護作用。 （b）裝飾作用在被涂物件表面涂上涂料，形成具有不同顏色、不同光澤和不同質(zhì)感的涂膜，可以得到五光十色、絢麗多彩的外觀，起到美化環(huán)境、美化人們生活的作用，例如，大家熟悉的建筑物的內(nèi)外墻涂料、汽車涂料等。 （c）特殊功能作用涂料除了保護和裝飾作用外，還可以經(jīng)過適 當(dāng)?shù)呐浞皆O(shè)計，得到具有特殊功能的涂膜，如用于飲料廠或食品廠等 場合的防霉涂料可以使涂飾該涂料的墻面具有防止霉菌生長的功能； 輸油管內(nèi)壁的防結(jié)蠟

35、涂料，除了防腐作用外，還可減少石蠟粘結(jié)在管 壁上，減少輸送阻力；防火涂料能夠使被涂覆的物件產(chǎn)生防人特性。此 外還有防水涂料、防結(jié)露涂料、導(dǎo)電涂料、絕緣涂料、靜電屏蔽涂料、 防輻射涂料、示溫涂料、隔熱涂料、防污涂料等等。 涂料的分類 涂料發(fā)展到今天，可以說是品種繁多，用途十分廣泛，性能各異。 涂料的分類方法很多，通常有以下幾種分類方法： （l）按涂料的形態(tài)可分為水性涂料、溶劑性涂料、粉末涂料、高 固體分涂料等； （2）按施工方法可分為刷徐徐料、噴涂涂料、輥涂涂料、侵徐涂 料、電泳涂料等； （3）按施工工序可分為底漆、中涂漆（二道底漆）、面漆、罩光漆等； （4）按功能可分為裝飾涂料、防腐涂料、導(dǎo)電

36、涂料、防銹涂料、 耐高溫涂料、示溫涂料、隔熱涂料等； （5）按用途可分為建筑涂料、罐頭涂料、汽車涂料、飛機涂料、家電涂料、木器涂料、橋梁涂料、塑料涂料、紙張涂料等。 即使對于同一類涂料品種，其性能和用途也各不相同。例如。大 家熟知的建筑涂料可以進(jìn)一步分為內(nèi)墻涂料（包括平光涂料、半光涂 料、有光涂料、防結(jié)露涂料、多彩涂料、噴塑涂料、仿瓷涂料、復(fù)層 涂料）、外墻涂料（包括平光涂料、半光涂料、復(fù)層涂料、防水涂料） 和地板涂料。汽車涂料則可分為底漆、中涂漆和面漆。 目前世界涂料總產(chǎn)量超過23Mt，其中美國約55Mt，西歐約5.4Mt，日本約2Mt。據(jù)預(yù)測，至2000年，世界范圍內(nèi)的溶劑性涂料將減少到3

37、0，水性涂料將占40，粉末涂料占10，輻射固化涂料占3%，其他“節(jié)約型”涂料將占17。三、談?wù)劤鞘协h(huán)境污染問題（1）環(huán)境問題的產(chǎn)生與發(fā)展 人類自誕生以來就一直處在同環(huán)境的相互作用之中。但是，在漫長的歲月里，人類主要使利用環(huán)境，而很少有意識地改造環(huán)境。那時，基本沒有環(huán)境問題，更沒有環(huán)境污染問題。 隨著人類學(xué)會了馴養(yǎng)動物和栽培植物，開始出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)，人類改造環(huán)境的作用越來越明顯。與此同時，也產(chǎn)生了相應(yīng)的環(huán)境問題：大量砍伐森林、破壞草原，由此引起了水土流失，水旱災(zāi)害和沙漠化；由于興建水利引起了土壤鹽漬化、沼澤化等。 16、17世紀(jì)，人類發(fā)展史上出現(xiàn)廠一次以科學(xué)技術(shù)發(fā)展為主要標(biāo)志的偉大革命，人類

38、改造和利用自然環(huán)境的能力大幅度提高了。近百年來，尤其是20世紀(jì)以來，人類在改造環(huán)境、征服大自然的歷史過程中更以空前的步伐前進(jìn)，創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富和現(xiàn)代文明，但隨之帶來的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重。 總之，人類從地球深處喚醒了沉睡的自然力，創(chuàng)造了現(xiàn)代文明，同時也帶來了毒氣、毒渣和污水。 由此可見，我們所說的環(huán)境問題不是指自然災(zāi)害，而是指由于人類活動作用于周圍環(huán)境所引起的人為環(huán)境問題。一般，將前者稱為原生環(huán)境問題”或“第一環(huán)境問題”，把后者稱為“次生環(huán)境問題”或“第二環(huán)境問豚。而入為環(huán)境問題一般又可分成兩類：一是不合理的開發(fā)利用自然資源，使自然環(huán)境遭受破壞；二是由于城市化和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展而引起的環(huán)境污染。

39、總之，它們都是人類社會發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系不協(xié)調(diào)所引起的問題。（2）世界的主要環(huán)境問題 當(dāng)前，世界的環(huán)境問題主要有以下幾類： 第一類是利資源的不合理開發(fā)利用造成的環(huán)境問題。如大批森林砍伐導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失；草原破壞和過度放牧導(dǎo)致大面積土地沙化；酷漁濫捕導(dǎo)致生物資源衰竭、生物多樣性下降；過量開采地下水導(dǎo)致地面沉降等等。 第二類是工業(yè)廢氣釀成的環(huán)境災(zāi)害。如二氧化硫的增加引起溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球氣候變暖，海平面上升；氯氟烴、氮氧化合物等源源不斷進(jìn)入k氣層。導(dǎo)致臭氧層破壞，不僅影響地球生態(tài)，而且損害人的免疫力，使傳染病發(fā)病率猛增；二氧化硫和氫氧化物的過量排放，導(dǎo)致大面積的酸雨，破壞土壤，酸化水體，腐蝕金屬和

40、建筑材料，也危害人體健康；燃煤產(chǎn)生大量煙塵，燃油產(chǎn)生大量碳?xì)浠衔锖鸵谎趸?，冶煉廠產(chǎn)生大量有毒氣體，導(dǎo)致大片森林枯死，作物絕收，疾病肆虐等等。 第三類是工業(yè)廢水引起的環(huán)境破壞。如有毒廢水排入江河、湖泊，污染水源，導(dǎo)致越來越多的國家和地區(qū)嚴(yán)重缺水，或因飲用被污染的水，致使疾病蔓延。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)展中國家80的疾病和33 的死亡都是因飲用污染水造成的，全球每年因飲用不潔水死亡的兒童達(dá)500萬人，工業(yè)廢水的排入使越來越多的水體不適應(yīng)生物生存，導(dǎo)致魚類絕跡或致畸、致癌、致突變等，破壞生物種群結(jié)構(gòu)，毀壞生態(tài)平衡冰體中的重金屬、有機化合物等有害物質(zhì)更導(dǎo)致各種“公害病”的發(fā)生。 第四類是固體廢棄物帶來的環(huán)境問

41、題。如礦山固體廢棄物每年破壞80億噸植被、土壤和巖石，其損害程度超過全世界河流造成的水土流失的總和；礦業(yè)固體廢棄物超過全世界所有城市垃圾的總量；工業(yè)固體廢棄物占用大量土地，污染土壤和水源，淤塞河道。 第五類是農(nóng)業(yè)污染造成的環(huán)境問題。如濫施農(nóng)藥導(dǎo)致全球性的環(huán)境問題，污染了大氣、水體和土壤，破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)系，危害了人類健康和動植物的生存；不適當(dāng)施用化肥導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，影響人類生存和水體凈化，化肥中的有害元素殘留在作物中危及人類健康；農(nóng)業(yè)污水?dāng)?shù)量不斷增加，可造成大范圍土壤污染，破壞自然生態(tài)系統(tǒng)，使物種失去平衡；農(nóng)業(yè)固體廢棄物，尤其是地膜的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了“白色污染”。 第六類是現(xiàn)代生活方式帶來的環(huán)境

42、問題。例如隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，生活垃圾越來越多，堆積成山，不僅侵占土地，污染大氣和水源，還滋生病菌，引發(fā)傳染??；城市生活污水中有機物和洗滌劑含量與日俱增，使不少水域“富營養(yǎng)化”，甚至?xí)r常誘發(fā)“赤潮”。 第七類是放射性污染引起的環(huán)境災(zāi)難。核武器試驗、核艦船失事、核電廠事故以及核廢料的不當(dāng)處置都可能使大量放射性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，并伴隨著海產(chǎn)品的食用進(jìn)入人體，產(chǎn)生長期、潛伏性的危害，損傷人體造血器官、內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等。 第八類是其他因素造成的環(huán)境問題。如噪聲污染、光污染、熱污染、電磁波污染等都可導(dǎo)致程度不同的環(huán)境問題。（3）世界八大“公害事件” 所謂“公害”是指由于人類活動而引起的環(huán)境污染和破壞，以致對公眾的安全、健康、生命、財產(chǎn)和生活舒適性等造成的危害。 在眾名的公害事件中，比較重大、具有代表性、世界著名的有八起，即通常所說的“八大公害事件”。 馬斯河谷事件。1930年12月15日發(fā)生在比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)，以SO2污染為主的公害。