有關(guān)化學(xué)發(fā)展的有突出歷史意義的事件

【專家解說(shuō)】：          高分子材料  受熱發(fā)粘，受冷變硬。1839年美國(guó)用硫磺及加熱天然橡膠，使其交聯(lián)成彈性體，應(yīng)用于輪胎及其他橡膠制品，用途甚廣，這是高分子化工的萌芽時(shí)期。1869年，美國(guó)用樟腦增塑硝酸纖維素制成塑料，很有使用價(jià)值。1891年在法國(guó)貝桑松建成第一個(gè)人造絲廠。1909年,美國(guó)制成,俗稱電木粉,為第一個(gè),廣泛用于電器絕緣材料。    這些萌芽產(chǎn)品，在品種、產(chǎn)量、質(zhì)量等方面都遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的要求。所以，上述基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)品的生產(chǎn)和高分子材料生產(chǎn)，在建立起石油化工以后，都獲得很大發(fā)展。    化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展時(shí)期  從20世紀(jì)初至戰(zhàn)后的60～70年代，這是化學(xué)工業(yè)真正成為大規(guī)模生產(chǎn)的主要階段，一些主要領(lǐng)域都是在這一時(shí)期形成的。和石油化工得到了發(fā)展，進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，逐漸興起。這個(gè)時(shí)期之初，英國(guó)和美國(guó)的等人提出的概念，奠定了化學(xué)工程的基礎(chǔ)。它推動(dòng)了生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論是裝置規(guī)模，或產(chǎn)品產(chǎn)量都增長(zhǎng)很快。    合成氨工業(yè)  20世紀(jì)初期異軍突起，用物理化學(xué)的反應(yīng)平衡理論，提出氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂钡拇呋椒?，以及原料氣與產(chǎn)品分離后，經(jīng)補(bǔ)充再循環(huán)的設(shè)想，進(jìn)一步解決了設(shè)備問(wèn)題。因而使德國(guó)能在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)建立第一個(gè)由氨生產(chǎn)的工廠，以應(yīng)戰(zhàn)爭(zhēng)之需。合成氨原用焦炭為原料，40年代以后改為石油或天然氣，使化學(xué)工業(yè)與石油工業(yè)兩大部門更密切地聯(lián)系起來(lái)，合理地利用原料和能量。    石油化工  1920年美國(guó)用生產(chǎn)，這是大規(guī)模發(fā)展石油化工的開(kāi)端。1939年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)油公司開(kāi)發(fā)了臨氫催化重整過(guò)程，這成為芳烴的重要來(lái)源。1941年美國(guó)建成第一套以為原料用制乙烯的裝置。在第二次世界大戰(zhàn)以后，由于化工產(chǎn)品市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，石油可提供大量廉價(jià)有機(jī)化工原料，同時(shí)由于化工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，逐步形成石油化工。甚至不產(chǎn)石油的地區(qū)，如西歐、日本等也以原油為原料，發(fā)展石油化工。同一原料或同一產(chǎn)品，各化工企業(yè)卻有不同的工藝路線或不同催化劑。由于基本有機(jī)原料及高分子材料單體都以石油化工為原料，所以人們以乙烯的產(chǎn)量作為衡量有機(jī)化工的標(biāo)志。80年代，90％以上的有機(jī)化工產(chǎn)品，來(lái)自石油化工。例如、等，過(guò)去以電石乙炔為原料，這時(shí)改用氧氯化法以乙烯生產(chǎn)氯乙烯，用丙烯氨氧化（見(jiàn)）法以生產(chǎn)丙烯腈。1951年，以天然氣為原料，用蒸汽轉(zhuǎn)化法得到一氧化碳及氫，使得到重視，目前用于生產(chǎn)、，個(gè)別地區(qū)用生產(chǎn)。    高分子化工  高分子材料在戰(zhàn)時(shí)用于軍事，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，獲得極大的發(fā)展，成為新的材料工業(yè)。作為戰(zhàn)略物質(zhì)的天然橡膠產(chǎn)于熱帶，受阻于海運(yùn)，各國(guó)皆研究。1937年德國(guó)法本公司開(kāi)發(fā)獲得成功。以后各國(guó)又陸續(xù)開(kāi)發(fā)了順丁、丁基、氯丁、丁腈、異戊、乙丙等多種合成橡膠，各有不同的特性和用途。方面，1937年美國(guó) 成功地合成尼龍 66（見(jiàn)），用熔融法紡絲，因其有較好的強(qiáng)度，用作降落傘及輪胎用。以后滌綸、維尼綸、腈綸等陸續(xù)投產(chǎn)，也因?yàn)橛惺突槠湓媳ＷC，逐漸占有天然纖維和人造纖維大部分市場(chǎng)。塑料方面，繼酚醛樹(shù)脂后，又生產(chǎn)了、醇酸樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。30年代后,品種不斷出現(xiàn),如迄今仍為塑料中的大品種,為當(dāng)時(shí)優(yōu)異的絕緣材料,1939年高壓用于海底電纜及雷達(dá)，低壓聚乙烯、等規(guī)聚丙烯的開(kāi)發(fā)成功，為民用塑料開(kāi)辟?gòu)V泛的用途，這是齊格勒－納塔催化劑為高分子化工所作出的一個(gè)極大貢獻(xiàn)。這一時(shí)期還出現(xiàn)耐高溫、抗腐蝕的材料，如、，其中聚四氟乙烯有塑料王之稱。第二次世界大戰(zhàn)后，一些也陸續(xù)用于汽車工業(yè)，還作為建筑材料、包裝材料等，并逐漸成為塑料的大品種。    精細(xì)化工  在方面，發(fā)明了活性染料，使染料與纖維以化學(xué)鍵相結(jié)合。合成纖維及其混紡織物需要新型染料，如用于滌綸的，用于腈綸的，用于滌棉混紡的活性分散染料。此外，還有用于激光、液晶、顯微技術(shù)等特殊染料。在方面，40年代瑞士P.H.米勒發(fā)明第一個(gè)有機(jī)氯農(nóng)藥之后，又開(kāi)發(fā)一系列有機(jī)氯、有機(jī)磷，后者具有胃殺、觸殺、內(nèi)吸等特殊作用。嗣后則要求高效低毒或無(wú)殘毒的農(nóng)藥，如仿生合成的類。60年代，、發(fā)展極快，出現(xiàn)了一些性能很好的品種，如吡啶類除草劑、苯并咪唑殺菌劑等。此外，還有抗生素農(nóng)藥（見(jiàn)），如中國(guó)1976年研制成的井岡霉素用于抗水稻紋枯病。醫(yī)藥方面,在1910年法國(guó)制成606砷制劑（根治梅素的特效藥）后，又在結(jié)構(gòu)上改進(jìn)制成914,30年代的類化合物、甾族化合物等都是從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)，發(fā)揮出特效作用。1928年，英國(guó)發(fā)現(xiàn)，開(kāi)辟了抗菌素藥物的新領(lǐng)域。以后研究成功治療生理上疾病的藥物，如治心血管病、精神病等的藥物,以及避孕藥。此外,還有一些專用診斷藥物問(wèn)世。擺脫天然油漆的傳統(tǒng)，改用，如醇酸樹(shù)脂、、丙烯酸樹(shù)脂等，以適應(yīng)汽車工業(yè)等高級(jí)涂飾的需要。第二次世界大戰(zhàn)后，丁苯膠乳制成水性涂料，成為建筑涂料的大品種。采用高壓無(wú)空氣噴涂、靜電噴涂、電泳涂裝、陰極電沉積涂裝、光固化等新技術(shù)（見(jiàn)），可節(jié)省勞力和材料，并從而發(fā)展了相應(yīng)的涂料品種。    現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)  20世紀(jì)60～70年代以來(lái)，化學(xué)工業(yè)各企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)激烈，一方面由于對(duì)反應(yīng)過(guò)程的深入了解，可以使一些傳統(tǒng)的基本化工產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置，日趨大型化，以降低成本。與此同時(shí),由于新技術(shù)革命的興起,對(duì)化學(xué)工業(yè)提出了新的要求，推動(dòng)了化學(xué)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，發(fā)展了精細(xì)化工、超純物質(zhì)、新型結(jié)構(gòu)材料和功能材料。    規(guī)模大型化  1963年，美國(guó)凱洛格公司設(shè)計(jì)建設(shè)第一套日產(chǎn)540t（即600sh.t）合成氨單系列裝置,是化工生產(chǎn)裝置大型化的標(biāo)志。從70年代起，合成氨單系列生產(chǎn)能力已發(fā)展到日產(chǎn) 900～1350t，80 年代出現(xiàn)了日產(chǎn)1800～2700t合成氨的設(shè)計(jì),其噸氨總能量消耗大幅度下降。乙烯單系列生產(chǎn)規(guī)模，從50年代年產(chǎn)50kt發(fā)展到70年代年產(chǎn)100～300kt，80年代初新建的乙烯裝置最大生產(chǎn)能力達(dá)年產(chǎn) 680kt。由于冶金工業(yè)提供了耐高溫的管材，因之毫秒裂解爐得以實(shí)現(xiàn),從而提高了烯烴收率,降低了能耗。其他化工生產(chǎn)裝置如硫酸、燒堿、基本有機(jī)原料、合成材料等均向大型化發(fā)展。這樣，減少了對(duì)環(huán)境的污染，提高了長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)了安全、環(huán)保的預(yù)測(cè)和防護(hù)技術(shù)的迅速發(fā)展。    信息技術(shù)用化學(xué)品  60年代以來(lái)，大規(guī)模集成電路和電子工業(yè)迅速發(fā)展，所需電子計(jì)算機(jī)的器件材料和信息記錄材料得到發(fā)展。60年代以后，多晶硅和單晶硅的產(chǎn)量以每年20％的速度增長(zhǎng)。80年代周期表中 ～V族的二元化合物已用于電子器件 隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展,氣態(tài)源如磷化氫 (PH )等日趨重要。在大規(guī)模集成電路制備過(guò)程中,需用多種，其雜質(zhì)含量小于1ppm,對(duì)水分及塵埃含量也有嚴(yán)格要求。大規(guī)模集成電路的另一種基材為，其質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響其集成度和成品率。此外，對(duì)基質(zhì)材料、密封材料、焊劑等也有嚴(yán)格要求。1963年，荷蘭菲利浦公司研制盒式錄音成功后,日益普及。它不僅用于音頻記錄、視頻記錄等,更重要的是用于計(jì)算器作為外存儲(chǔ)器及內(nèi)存儲(chǔ)器，有磁帶、磁盤(pán)、磁鼓、磁泡、磁卡等多種類型。為重要的信息材料，不僅用于光纖通信，且在工業(yè)上、醫(yī)療上作為內(nèi)窺鏡材料。    高性能合成材料  60年代已開(kāi)始用（俗稱尼龍）、聚縮醛類（如）、，以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 （）等為結(jié)構(gòu)材料。它們具有高強(qiáng)度、耐沖擊、耐磨、抗化學(xué)腐蝕、耐熱性好、電性能優(yōu)良等特點(diǎn),并且自重輕、易成型,廣泛用于汽車、電器、建筑材料、包裝等方面。60年代以后，又出現(xiàn)、、、等。尤其是為耐高溫、耐高真空、自潤(rùn)滑材料，可用于航天器。其纖維可做航天服以抗輻射。聚苯并噻唑和聚苯并咪唑?yàn)槟透邷貥?shù)脂,耐熱性高,可作燒蝕材料，用于火箭。共聚、共混和復(fù)合使結(jié)構(gòu)材料改性，例如多元醇預(yù)聚物與經(jīng)催化反應(yīng)，為尼龍聚醚嵌段共聚物，具有高沖擊強(qiáng)度和耐熱性能，用于農(nóng)業(yè)和建筑機(jī)械。另一種是以纖維增強(qiáng)樹(shù)脂的高分子復(fù)合材料。所用樹(shù)脂主要為環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯、聚酰胺 聚酰亞胺等 所用為玻璃纖維、或（常用丙烯腈基或?yàn)r青基）。這些復(fù)合材料比重輕、比強(qiáng)高、韌性好，特別適用于航天、航空及其他交通運(yùn)輸工具的結(jié)構(gòu)件,以代替金屬,節(jié)省能量。和含氟材料也發(fā)展迅速，由于它們具有突出的耐高低溫性能、優(yōu)良電性能、耐老化、耐輻射，廣泛用于電子與電器工業(yè)、原子能工業(yè)和航天工業(yè)。又由于它們具有生理相容性，可作人造器官和生物醫(yī)療器材。    能源材料和節(jié)能材料  50年代原子能工業(yè)開(kāi)始發(fā)展，要求化工企業(yè)生產(chǎn)重水、吸收中子材料和傳熱材料以滿足需要。航天事業(yè)需要高能。固體推進(jìn)劑由膠粘劑、增塑劑、氧化劑和添加劑所組成。液體高能燃料有液氫、煤油、偏二甲肼、無(wú)水肼等，氧化劑有液氧、發(fā)煙硝酸、四氧化二氮。這些產(chǎn)品都有嚴(yán)格的性能要求，已形成一個(gè)專門的生產(chǎn)行業(yè)。為了滿足節(jié)能和環(huán)保的要求，1960年美國(guó)試制成可以實(shí)用的膜，以淡化、處理工業(yè)污水，以后又?jǐn)U展用于醫(yī)藥、食品工業(yè)。但這種膜易于生物降解，也易水解，使用壽命短。1970年，開(kāi)發(fā)了芳香族聚酰胺反滲透膜，它能夠抗生物降解,但不能抗游離氯。1977年,改進(jìn)后的復(fù)合膜用于海水淡化,每立方米淡水僅耗電23.7～28.4MJ 此外，還開(kāi)發(fā)了和用膜等。聚砜中空纖維氣體分離膜，用于合成氨尾氣的氫氮分離及其他多種氣體分離。這種技術(shù)比其他工業(yè)分離方法可以節(jié)能。精細(xì)以其硬度見(jiàn)長(zhǎng)，用作切削工具。1971年，美國(guó)福特汽車公司及威斯汀豪斯電氣公司以β-氮化硅 (β-Si N )為燃汽透平的結(jié)構(gòu)材料,運(yùn)行溫度曾高達(dá)1370℃,提高功效，節(jié)省燃料，減少污染，為良好的節(jié)能材料，但經(jīng)10年試驗(yàn),仍存在不少問(wèn)題,尚須進(jìn)一步改進(jìn)?，F(xiàn)主要用作陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)、透平葉片、導(dǎo)電陶瓷、人造骨等。陶瓷的主要物系有氧化物系,如氧化鋁(Al O )、氧化鋯(ZrO )等，和非氧化物系,如碳化物(SiC)、氮化物(BN)、氮化硅(Si N )等。80年代,為改進(jìn)陶瓷的脆性，又在開(kāi)發(fā)硅碳纖維增強(qiáng)陶瓷。    專用化學(xué)品得到進(jìn)一步發(fā)展，它以很少的用量增進(jìn)或賦予另一產(chǎn)品以特定功能，獲得很高的使用價(jià)值。例如食品和飼料添加劑,塑料和橡膠助劑,皮革、造紙、油田等專用化學(xué)品，以及膠粘劑、防氧化劑、表面活性劑、水處理劑、催化劑等。以催化劑而言，由于電子顯微鏡、電子能譜儀等現(xiàn)代化儀器的發(fā)展，有助于了解催化機(jī)理，因而制備成各種專用催化劑，標(biāo)志催化劑進(jìn)入了新階段。