在上面我们已经提到,化学科学是密切地和生产实践相联系着的。化学理论指导生产,而生产的不断发展又向化学提出了新的需要解决的问题。因此,化学学科的发展和化学工业的发展是相辅而前进的。在化学工业中一些重要的部门,我们将结合着学科的发展分述如下:
无机化学工业。随着原子能、高速飞行、半导体技术的发明,现代生产力正在飞跃前进,直接加速了无机化学工业的发展,使得这个在化学史上发展最早的部门变得益形年青多彩。在采矿、冶金等方面都是大家所熟悉的,这些工业需要大量的无机化学和重要的无机化学工业产品如酸、碱、盐等。现在就世界上新的无机化学工业的发展来介绍一些成就。现代技术是和稀有元素的广泛应用分不开的。如铀、钍等为原子反应堆的材料,它们的提炼、精制是很复杂的,在苏联和美国都已经大规模生产。由于火箭、原子能技术的发展,在工业上需要很多特种合金,这些合金大部分含有稀有元素如钨、钒、钛、钽等,尤其是耐高温的钛合金已经广泛地被采用在火箭等技术中。锗为目前应用最广的半导体材料,在生产技术中需要极纯的金属锗,因此提炼极纯元素的工作已成为近代无机化学工业中主要工作之一了。此外,如电子管技术、高温高压技术、催化作用各方面都需要稀有元素。稀有元素在我国的蕴藏很丰富,结合着我国的工业化,必须大力地开展这方面的工作。
矽酸盐工业(水泥、耐火材料、陶瓷、玻璃)。在建筑工业、化学工业(包括冶炼)中都需要很多材料,一部分是结构材料,一部分是耐火材料。水泥的制造现在各国都非常重视。用在各种不同目的需要各种不同性质的水泥,尤其是水利工程和海港工程的开展需要特种性能的水泥。在炼铁炼钢等工业中需要耐高温的材料,尤其是在近代冶炼方式的不断改进中具有特种性能耐火材料的需要大大增加,因此在无机化学家面前增加了解决这一问题的任务。
化学肥料工业。农业肥料中最主要的是化学肥料,因效力高,作用快,可以大量制备,可以严密控制组分以适应不同的需要。我国农业合作化实现以后,机械化只能逐渐开展,需要一段时期,则在栽培技术上努力结合肥料和农药的充分供应就是目前增加产量的最重要途径了。因此,化学肥料如氮肥、磷肥、钾肥的生产都需要大大提高。
在有机化学工业中,由于有机化学的长足进展,近年来开辟了很多新的部门。对不同种类有机化合物间相互转变的新方法,无论在研究工作方面或在工业生产的应用方面,均已获得极大成就。
重有机合成工业。煤、石油、天然气、油页岩等矿物中的烃(即碳氢化合物)在合成化学工业上几乎可以说是万能的原料,一般所谓重有机合成工业,都需要利用它们。从煤或石油出发可以制造那些需要甚大而且关系重要的产品,如醇类、有机酸类、动力燃料、合成橡胶、各种溶剂、爆炸物,还有各种药剂、染料等。在美国,重有机合成工业是以石油产品和天然气为主要资源的。而在德国和欧洲某些国家则大部分依赖煤和电力资源(通过碳化钙来制造乙炔)。苏联则拥有大量石油、煤、木材、泥炭和天然气资源。因此,利用上述一切种类原料来大规模发展重有机合成化学工业,就有着广大的可能性。
药物制造工业。现在药物制造的范围一天一天地扩大,除原有的多种合成药物外,许多种用作药物的维他命和性荷尔蒙的工业生产方法已经为人们所掌握了。性荷尔蒙这种最复杂细致的人工合成,是在1939年至1941年间实现的。抗生素的人工合成亦在大力研究中。抗生素是制止病菌生长的有效药剂,是结构很复杂的有机化合物,是从某些微生物里取得的。青霉素、金霉素、氯霉素、链霉素等就是其中的几种,新的有效品种还在不断地出现,有的合成方法已经完成和接近完成。许多维生素的合成与其在营养与保健上的广泛应用亦在继续研究中,如使粮食维生素含量增加,止血术中应用维生素注射,在战时飞行员服用维生素以加强在黑暗中的视力等都是这一方面的例子。(www.daowen.com)
有机化学家同生物学家、生理学家、病理学家、昆虫学家、药物学家、农学家等共同研究并制备了各种生理上有作用的药品、食用品、扑灭植物病虫害的化学药品、刺激和抑制植物生长的各种植物刺激剂、除莠剂等等极其有用的有机化学产品。实际上,我们所谓轻工业其中十之七八都是属于化学工业的,如制糖、造纸、酿酒、制革、漂染等。
高分子化合物工业(橡胶、塑料、合成纤维等)。近几十年来发展起来的高分子化合物化学,替人类在各种材料方面的需要解决了很多问题。尤其是近几年来在那些最新的工业技术如原子能、火箭、飞机等工业中,高分子化合物占有独特的地位。这些方面所需要的是具有特殊性能的人造橡胶、合成塑料、合成纤维和油漆等等。橡胶在工业上需用量的大小直接标志着工业发达的程度。在苏联、美国等工业最发达的国家,橡胶的需要每年都以百万吨计。天然橡胶无论在量上或质上都远不能满足这个要求。近代工业需要耐寒的、耐油的、不透气的、高弹性的、耐热的、耐磨的、耐酸耐碱的橡胶。只有发展人造橡胶才能满足这个要求。
塑料工业的发展是和其他工业的发展相联系着的。在机械工业上需要分量轻而又耐磨的轴承,这已不是钢铁所能胜任的,需要寻找新的材料。某些塑料(酚醛聚合物)制品可以担负这一任务。最近发明的聚酯类化合物与玻璃纤维压制在一起具有很大的强度并且比重极小,可以代替钢铁来制造很多东西如汽车车身、工业用管子等等,加工既简便,成本又低廉。在一个大飞机的设计上应用了塑料来代替金属,不但大大地减轻了重量,还可以省却铆几万个铆钉的工作。用化学性稳定的透明塑料,可以制成化学工厂中的管子、蒸馏塔和飞机用的防弹玻璃、坦克车窗等等。
新的合成纤维如尼龙、卡普隆等等,无论在工业上或日常生活中都有极大用途。这种物质和人造丝的生产必然使天然丝的需要一落千丈。
高分子化合物的生产技术还在不断改进中,这是一门新的而内容又非常复杂的工业,然而它却已经在化学工业中占着主要的地位了。
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