由于其性质接近羊毛，故有\合成羊毛\之称。 自 1950 年工业生 产以来，已得到很大发展。1996 年世界腈纶总产量为 252 万吨，我国产量为 29.7 万吨，今后我国将大力发展腈纶生产。腈纶虽然 通常称为聚丙烯腈纤维，但其中丙烯腈（习惯称第一单体）只占 90％～94％，第二单体占 5％～8％，第三单体为 0.3％～2.0％。 这是由于单一丙烯腈聚合物制成的纤维缺乏柔性，发脆，染色也非常困难。为了克服聚丙烯腈的这些缺欠，人们采用加入第二单体 的方法，使纤维柔顺；加入第三单体，提高染色能力。 1.腈纶的生产 腈纶的原料为石油裂解副产的廉价丙烯：由于聚丙烯腈共聚物加热到 230C 以上时，只发生分解而不熔融，因此，它不能 像涤 纶、锦纶纤维那样进行熔融纺丝，而采用溶液纺丝的方法。纺丝可采用干法，也可用湿法。干法纺丝速度高，适于纺制仿真丝织物。 十分纺丝适合制短纤维，蓬松柔软，适用制仿毛织物。 2.腈纶的性能及用途 弹性： 它的弹性较好，仅次于涤纶，比锦纶高约 2 倍。有较好的保形性。 强度： 腈纶的强度虽不及涤纶和锦纶，但比羊毛高 1～2.5 倍。 耐热性： 纤维的软化温度为 190～230C，在合成纤维中仅次于涤纶。 耐光性： 腈纶的耐光性是所有合成纤维中最好的露天暴晒一年，强度仅下降 20％。 腈纶耐酸、氧化剂和一般有机溶剂，但不耐碱。腈纶的制成品蓬松性好、保暖性好，手感柔软，有良好的耐气候性和防霉、防 蛀性能。腈纶的保暖性比羊毛高 15％左右。腈纶可与羊毛混纺，产品大多用于民用方面， 如毛线、毛毯、针织运动服、蓬布、窗 帘、人造毛皮、长毛绒等。腈纶还是高科技产品――碳纤维的原料。 丙纶 丙纶是聚丙烯纤维的商品名称。丙纶于 1957 年开始工业生产，由于原料只需丙烯，来源极为丰富、价廉，生产工艺简单，是目 前最为廉价的合成纤维。丙纶性能良好，发展速度较快，在世界范围内其产量仅次于涤纶、锦纶、腈纶而居于第四位。 1.丙纶的生产 生产丙纶纤维的聚丙烯采用溶液聚合方法制成。其热分解温度为 350～380C，熔点为 150～176C，故采用柔软纺丝法。 2.丙纶的特点及用途 相对密度：丙纶是所有合成纤维总相对密度最小的品种，因此它质量最轻，单位重量的纤维能覆盖的面积最大。 强度：丙纶的强度与合成纤维中高强度品种涤纶、锦纶相近，但在湿态时强度不变化，这一点优于锦纶。 耐磨性：丙纶的耐平磨性仅次于锦纶，但耐曲磨性稍差。耐腐蚀性：对无机酸、碱有显著的稳定性。 吸湿性：丙纶的吸湿性极小，织品缩水率小。 缺点：耐光性差，染色性差，静电性大，耐燃性差。 此外，丙纶同其它合成纤维一样，不易发霉、腐烂，不怕虫蛀。丙纶主要用于地毯（包括地毯底布和绒面）、装饰布、土工布、 无纺布、各种绳索、条带、渔网、建筑增强材料、包装材料等。其中丙纶无纺布由于其在婴儿尿布、妇女卫生巾的大量应用而引人
注目。丙纶还可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物， 经过针织加工制成外衣、运动衣等。 由丙纶中空纤维制成的絮被，质 轻、保暖、弹性良好。 维纶 维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称，也叫维尼纶。其性能接近棉花，有\合成棉花\之称，是现有合成纤维中吸湿性最大的品 种。维纶在 30 年代由德国制成，但不耐热水，主要用于外科手术缝线。1939 年研究成功热处理和缩醛化方法，才使其成为耐热水 性良好的纤维。生产维纶的原料易得，制造成本低廉，纤维强度良好，除用于衣料外，还有多种工业用途。但因其生产工业流程较 长，纤维综合性能不如涤纶、锦纶和腈纶，年产量较小，居合成纤维品种的第 5 位。 1.维纶的生产 维纶的主要成分是聚乙烯醇，但乙烯醇不稳定，一般是以性能稳定的乙烯醇醋酸酯（即醋酸乙烯）为单体聚合，然后将生成的 聚醋酸乙烯醇解得到聚乙烯醇， 纺丝后再用甲醛处理才能得到耐热水的维纶。 聚乙烯醇的熔融温度 （225～230C） 高于分解温度 （200～ 220C），所以只能用溶液纺丝法纺丝。 2.维纶的特点及用途 吸湿性：维纶是合成纤维中吸湿性最大的品种， 吸湿率为 4.5% ~ 5%，接近于棉花（8％）。维纶纺织布穿着舒适，适宜制内 衣。 强度：维纶的强度稍高于棉花， 比羊毛高很多。 耐腐蚀性和耐光性：在一般有机酸、醇、酯及石油灯溶剂中不溶解，不易霉蛀，在日光下暴晒强度损失不大。 缺点：耐热水性不够好，弹性较差，染色性较差。 维纶的柔软及保暖性好，它的相对密度比棉花要小，因此与
棉花相同重量的维纶能织出更多的衣料。它的热传导率低，因而保 暖性好。维纶的耐磨性和强度也比棉花要好，因此维纶在很多方面可以与棉混纺以节省棉花。 维纶主要用于制作外衣、棉毛衫裤、 运动衫等针织物，还可用于帆布、渔网、外科手术缝线、自行车轮胎帘子线、过滤材料等。 纤维的改性及特种纤维 随着合成纤维产量的迅速增加，科学技术的不断进步和人民生活水平的提高，人们对纺织纤维的性能要求越来越多样化。为了 满足这些需求，得到更高附加价值得纤维，各厂家纷纷研究开发有更新性能的纤维，而其重点，则是对常规化学纤维的改性，也叫 差别化。国际上差别化纤维的产量已占合成纤维产量的 30％以上。差别化纤维，是指在现有合成纤维的基础上进行化学改性或物理 改性的合成纤维。化学改性是通过分子设计，改变已有成纤高聚物的结构，达到改善纤维性能的目的。物理改性则是在不改变成纤 高聚物基本结构的情况下，通过改变纤维的形态结构而改善纤维的性能。目前差别化纤维的主要发展方向为： 1.仿天然纤维 通过异型纺丝/开发细丝/复合纺丝, 生产具有仿真效果的合成纤维. 如具有丝的光泽/良好的手感和悬垂性的仿丝型纤维; 具 有羊毛的自然卷曲及弹性/柔软的光泽和良好的缩绒性的仿毛纤维; 具有麻的爽滑透凉性的仿麻纤维等。 2.赋予纤维新的性能 合成纤维受其本身的影响，在一些性能上还不尽人意，如染色性、吸湿性、阻燃性等，需要不断地加以研究、改进。主要方法 有：通过原液着色法、共混法、共聚法、复合法等改善合成纤维的染色性能。通过对纤维大分子的亲水性单体的接枝改性、与亲水 性组分共混及组成复合纤维，使纤维具有多孔结构、表面粗糙化及纤维截面异形化等处理，改善合成纤维的亲水性能。通过共混、 共聚引入阻燃剂，提高成纤高聚物的热稳定性； 通过后处理改性 织物阻燃整理等赋予合成纤维阻燃性。通过表面活性剂的表面加 工处理，把具有抗静电性能的亲水性聚合体与成纤高聚物共混的方法，改善纤维的抗静电性能。也可通过开发金属纤维、金属镀层 纤维、导电性树脂涂层纤维、导电性树脂复合纤维等，改善纤维的导电性能。采用特殊的纺丝和拉伸工艺，共聚改性，异形截面等 生产高收缩合成纤维，改善纤维的蓬松性、染色性等。 3.赋予纤维优良的物理机械性能 如生产具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀等性能的合成纤维等。除了在现有合成纤维的基础上进行改性，以开发人
们所希望的性能外，人们也研究制备具有特殊功能的新型纤维，如高强度、高模量纤维、 耐高温纤维、耐腐蚀纤维、弹性体纤维、 医用功能纤维等。 1）高强度、高模量纤维 主要为芳香族聚酰胺系列，如聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰胺；高取向的聚烯烃纤维系列，如聚乙烯、 聚丙烯。高强度、高模量纤维主要用于防弹背心、防弹帽，制成各种复合材料用于飞机、宇航器材代替铝合金；用于体育器材方面， 如网球拍线、赛车服等。 2）碳纤维 碳纤维是由元素碳组成的纤维状物质。碳纤维可以多种形式与各种基质构成复合材料，用于制造飞机零部件，不但能满足苛刻 的环境要求，还大大减轻部件的重量，满足宇航、导弹、航空等部门的要求，还可用于汽车、高尔夫球棒等。 3）弹性纤维 如聚氨酯弹性纤维，具有相对密度小、染色性好、伸长率大、回弹性好、耐磨、耐扰曲、耐化学试剂等优点，主要用于袜子口、 胸罩、腰带、茄克衫、医用内衣等。 4）耐高温纤维 主要有聚四氟乙烯纤维、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维等。 5）塑料光导纤维 按光纤芯的组成可分为聚甲基丙烯酸甲酯类、聚苯乙烯类、重氢化聚甲基丙烯酸甲酯类等。其特点是不受静电、电磁感应的影 响，重量轻，柔韧性好，数值孔径大，线径粗，易于光器件耦合连接，用于可见光的传输，可靠性容易确定，价格便宜。可用于光 学仪器、汽车、家用电器、计算机、广告显示装置、日用品、玩具等方面。 精细化工
精细化工是化学工业的一个组成部分。 按产品的化学结构分，分属有机化合物和无机化合物。以石油为基本原料生产的有机精细化工产品，占品种和产量的绝大多数， 故列入本书介绍。无机精细化工产品本书仅介绍催化剂工业。目前国内外对精细化工的范围认识上还不
一致，广的分为 50 类，窄的 不足 10 类。 普遍地看法是， 从生产过程和产品的特点考虑， 与化学工业的其它行业相比， 精细化工产品的产量较小， 品种较多， 技 术密集程度和附加价值高，产品因具有特殊的使用功能，在专门或特定的领域使用，因此精细化工产品又被称围专用化学品。早期 精细化工品随农业生产和人们日常生活的需求获得发展。19 世纪末近代化学工业形成后，农药、染料、医药等产品急剧增多，到 20 世纪 30 年代，以煤炼焦副产的煤焦油提供的苯、萘等为主要原料，采用化学合成技术，应用多种化工单元操作，合成了多种产品， 并取得了广泛应用，形成了精细化工的主体，这些行业及其产品至今仍发挥着重要作用。从 20 世纪中叶开始，近代化学工业转向以 石油为主要原料，新的合成技术不断涌现，使精细化工依赖的原料发生转换，从煤转向石油。为满足各行各业的需要，陆续开发的 新产品逐渐形成了新的门类，产生了许多新的精细化工行业，如表面活性剂、油田用化学品、高分子材料加工和使用助剂等。这样， 新行业、新产品层出不穷，传统行业的产品不断更新换代，形成了新的精细化工， 确立了它在化学工业的重要作用。 进入 20 世纪 80 年代，以电子工业为代表的新兴产业蓬勃发展，促进了新精细化工产品的开发，如信息记录材料、电子器件用 材料等。这一时期，采用生物技术生产精细化工品（尤其是药物）也有突出发展。它们的开发应用，给精细化工开辟了崭新的发展 领域。这些产品生产技术复杂，产量小，质量要求高，专用性极强，更体现了精细化工产品技术密集程度高，附加价值高，应用领 域单一的特点，是今后精细化工发展的方向。本书介绍的精细化工行业有：表面活性剂、农药、染料（含颜料）、医药、助剂、催 化剂。此外还有涂料、胶粘剂、感光材料、磁记录材料、化学试剂、香料、食品与饲料添加剂、油田化学品、水处理剂、油品添加 剂等。精细化工产品附加价值高或产品价格高是由多种因素造成的。 首先是原料品种多，有些外购原料还要多次加工才能使用，按每吨产品消耗的原辅材料计，远远超过其他化工行业； 第二是生产工序多，化学反应和分离操作反复进行，副产物多，损失大，使产物收率较低； 第三是生产过程的技术含量高，许多专有技术诀窍和秘密隐含其中，有些特殊技术秘不示人； 第四是产品性能独特不易互换、代用，但一经问世极易被剖析、摹仿，同行业竞争激烈，加上产品更新换代快，必须加快回收 投资和取得经济效益，导致产品价格高。 发展精细化工的条件之一是要求基本原料充足，尤其实品种齐全。往往缺少一种原料，就难以生产一系列的产品，以致影响一
大类产品的生产和应用。精细化工产品的开发往往需要大量的人力、财力投入，尤其实需要高级技术人才和产品应用服务人才。如 新农药的开发，不单包括化学品生产技术开发，产品应用方法的确定，还要包括药理、药效检定，实际试用的鉴定，还要确定对人、 家畜、家禽的影响，以及符合涉及生理、生物、药学、土壤、水源、空气、环保等一系列学科法令、法规的要求，最终还要接受国 家主管部门的审核获准才能作为商品。与此类似的还有医药、食品和饲料添加剂等。发展精细化工要妥善解决环境和劳动保护。精 细化学品生产中使用的原材料及中间产品，往往对人有毒害作用，有的被证实致癌。受化学反应和分离技术的限制，三废排放量大， 污染品种多，排放量和浓度波动大，不易治理。如生产厂过于分散，或在一个地区生产品种多，更增加治理难度。化学结构相似的 物质，其性质较为相近。国际上有些公司利用已有的生产技术，着力开发系列产品，集中生产某一领域地精细化工产品，在开发、 生产、销售等环节形成特色并取得垄断地位，借以取得更大的效益。这说明，只顾生产某一产品，不注意综合开发， 使产品成龙配 套， 提高技术含量，不但难以增加效益，而且无法在市场竞争中取得。 精细化工产品的生产过程 同其他化工产品一样，精细化工产品的生产过程一样也可分为原料预处理、化学反应、产品分离合提纯三个阶段。精细化工产 品生产过程的特点是：涉及的化学反应多，决定了生产步骤多；化工厂生产的产品还要经过商品化过程，才能和用户见面。 1.精细化工产品生产的化学反应 精细化工产品的特点之一是化学结构比较复杂, 而原料提供的化学结构太简单, 而且缺少化学反应活性, 这就要求通过化学反
应引入具有化学反应活性的结构, 化学上称为官能团, 在通过官能团的化学反应逐步改变化学结构, 使之成为具有特定性能的精细 化工产品. 常用的、基本的化学反应有：硝化、磺化、氧化、还原、水解、？？化、酯化、缩合、烷化、铣化等。按化学反应规律 选择原料，将上述反应按需要组成适当地顺序才能达到目的。为实现上述反应，还要使用相关的无机化工原料（如硫酸、氯气、纯 碱等）及各种类型的催化剂。 2.有机中间体 在精细化工产品较长的生产过程中，有些从基本原料加工的产物，如苯制硝基苯，可做为生产某一系列或不同行业产品的原料， 但它仍不具有最终产品的性能，只是生产过程的阶段性产品或半成品，因此被称为有机中间体，简称中间体。按化学结构分，有苯 系、萘系等中间体；按行业分有染料中间体、医药中间体。中间体生产处于精细化工品生产的中间环节，能衍生出品种众多、性能 各异的精细化工产品。要发展精细化工产品，必须大力发展中间生产，否则扩大产品品种就难以实现。用量较大的中间体不宜分散 生产，不能仅为某一产品的需求就配一个中间体生产装置。 3.精细化工产品的纯度是决定其质量的重要指标之一 为了提纯产品，一般采用多种分离技术，如精馏、萃取、结晶、过滤等。除了通用、定型设备外，还采用多种特殊设备。为防 止物料腐蚀设备，必须采用耐蚀材料。依原料、产品的可燃性、毒性等不同，生产车间还应防火、防毒。因此，安全生产，劳动保 护称为精细化工厂必须十分注意的工作。精细化工产品采用间歇生产，生产工序多，而且各工序技术特点和操作不同，因此要求较 高的操作技能。这也是精细化工技术密集的一个反映。 4.商品化 化工厂生产的精细化工产品一般不能直接使用。要满足用户（特别是个人消费）需求，必须使产品商品化， 其中最重要的是复 配。通过复配时产品专用功能突出，辅助功能齐全。未来的市场竞争，将不完全取决于产品的纯度，很可能是产品的综合性能，复 配在这方面将有重要作用。以粉末状日用洗涤剂为例，复配中要填加多种助剂，以增加溶解度，软化水，稳定泡沫，抗结块，具有 增白、漂白功能。有的加酶制剂便于除去衣物上的某种污渍；有的加入柔软剂、抗静电剂、香料等。有时助剂的总重量超过洗涤剂 本身。通过复配可形成风格独特的商品，（如婴儿用、消毒用），对提高产品附加值有重要作用。 表面活性剂 表面活性剂是能改变气－液、液－液、液－固表面性能的物质，通常只需加入少量即可取得明显的效果，以在水中应用为主， 少量用在油中。表面活性剂的功能有：去污、乳化、润湿、分散、发泡、消泡、增溶等。经过与多种原料配合，主要用于生产各类 洗涤剂、乳化剂、破乳化剂、抗静电剂、防水剂、浮选剂、防锈剂、食品添加剂，在许多工业部门和日常生活中广泛应用。从化学
结构看，表面活性剂由两部分组成，一部分具有亲水性能；另一部分具有亲油性能。根据在水中离解情况，分为阳离子型、阴离子 型、两性型、非离子型。阴离子型的产量最大，常见的洗衣粉主要是阴离子型。我国用于工业的表面活性剂约占 40％民用的约 60％。 生产品种约 1200 种。 农药 农药在农业生产中有着极为重要的作用，主要表现在提高产量（10％ ～ 20％），改进产品品质。目前使用的农药大部分采用 有机化学合成，少数为无机化工和生物化工产品。农药对人、畜有不同程度的毒害，在生产、保管、使用各环节都应有严格规定。 按用途分，农药可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等， 前三类占总产量的绝大部分。全世界约有 1500 种农药，复配成的商品在 1 万种以上。农业地区广，灾害种类多，为了克服抗药性和保护生态环境，农药品种更新较快，目前 向高效、低毒、低残留方向发展。一些历史上驰名品种，如六六六、滴滴涕等都已淘汰、禁用。当前主要的生产品种为有机磷和拟 除虫菊酯（仿天然除虫菊的有效成分）等类农药。为保证食品卫生、防止人畜和保护环境，各国都制定有农药管理法规。农药工业 的特点之一是农药厂生产的农药是实际使用产品的有效成分， 被称为原药， 根据农药特点和施用方法做成一定剂型再作为商品出售。 常用剂型有：粉剂、片剂、颗粒剂、气雾剂、油剂、种子包衣剂等，为此需使用专门的助剂，以便于更好的发挥药效和方便使用。 染料、颜料 染料主要用于天然纤维和合成纤维的着色。颜料主要用于塑料、涂料、油墨、建材等的着色。除无
机颜料外， 有机颜料的化学 合成和生产与染料较为一致。染料工业实传统精细化工行业之一。当前主要想更新品种，更好地为纺织印染服务方向发展，特别是 开发非印染方面的应用，如有机半导体、液晶、激光、功能染料等新材料等方面的应用。染羊毛、棉花、蚕丝主要用酸性染料、直 接染料、反应性染料（活性染料），它们可溶于水或经过处理后溶于水。染合成纤维主要用分散染料（微溶于水）、阳离子染料。 合成纤维染色性较差，染色方法不同于天然纤维，对天然纤维和合成纤维的混纺织物要采用专门方法染色。染料通常以粉状、粒状 和浆液三种剂型供应市场。染料需要进行多种加工并配合多种助剂，如稳定剂、分散剂、润湿剂等才做为商品出售。在纺织品染色 印花时还要加入多种助剂， 如渗透剂、固色剂、阻燃剂、防霉剂等。 医药 医药工业也是传统精细化工行业之一，主要指采用化学或生物化学合成制成的药物，包括原料药生产和制剂（片、粉、针剂等） 生产。在防病、治病、保健、计划生育中发挥重要作用。化学药品通常按用途和药理作用分类，如抗感染药、抗寄生虫药、解热镇 痛药、抗肿瘤药、心血管药、消化系统药。医药工业的特点是合成方法复杂、收率低、品质要求高、产品更新换代快。新药开发难 度大、投资大、周期长，合成新药的成功率约万分之一。各国为保证药品及制剂的安全性、有效性，都定有强制执行的药典和药品 管理法。制造、销售、使用伪劣药品要承担法律责任。目前，销售额最大的药物为抗生素（抗菌素）、心血管药和维生素药。采用 生化技术多而新是制药工业有别于其他行业的显著特点，除已广泛采用的发酵法（如制青霉素）外，某些新药，如干扰素、激素、 胰岛素等都采用了生化法生产。 助剂 虽具备某种功能但结构较为单一的化合物，难以满足多方面功能的要求，而且，愈是功能特殊的产品，往往存在某种严重不足。 为了弥补性能上的不足，开发了各种助剂，又称添加剂。助剂品种多，功能有交叉，应用广，形成了新的精细化工行业，习惯上按 主要应用领域进行分类，如塑料、食品、饲料、印染、皮革、造纸助剂等。助剂的作用是：改善产品功能，或赋予新的功能。在保 证产品应用性能前提下，添加一些惰性物（如石粉）起填充作用以增加重量，节约成本，这时称为填充剂。助剂可分为两类：加工 性助剂和功能性助剂。加工性助剂是为了宜于加工，不在加工中损坏物料或防止性能下降；功能性助剂是改进或赋予新的性能。以 塑料加工成型为例，加入增塑剂、热稳定剂、润滑剂、脱模剂等便于加工；加入抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、防霉剂可改进塑料制 品性能。通常，主机用量不大，但效果显著。有的助剂兼有以上两种功能。石油产品添加剂在汽油、煤油、柴油、润滑油中有广泛 应用，在改善油的燃烧性或润滑性能，保护机器设备，在防锈、抗氧化、防冰、抗静电方面也都有不可缺少的作用。食品添加剂是 发展较快的精细化工行业，在提高食品营养（如氨基酸、无机盐），防止腐败质变（抗氧化剂），改善食品感观（鲜味剂味精）， 增加风味（蓬松剂），便于加工（消泡剂）等方面有重要作用。 催化剂工业 催化剂在化学工业中占有重要地位，约 80％的生产过程使用催化剂，在石油化工中尤为突出，在此基础上形成了催化剂工业。 催化剂生产厂要把催化剂科研、开发成果以工业产品形式提供石油化工厂，以满足生产需求。 催化剂性能的优劣在发展石油化工中 有举足轻重的作用。常见的催化剂按化学组成分为：金属、金属氧化物、硫化物、酸、碱、盐和络合物等。绝大多数以固体形式应 用，少数液体催化剂在化工厂现场配制。催化剂按用途分为：石油炼制、石油化工、无机化工、环境保护等。石油炼制催化剂用量 最大，其中又以催化裂化所需分子筛催化剂用量最大，年产量约 40 万吨。催化剂配方、生产技术，是最重要的知识产权之一。催化 剂的价值不完全取决于制作材料和加工费用，而是与其应用后的效果密切有关。 氨和尿素 合成氨工业的发展 氮对植物生长的作用很早就已了解。 空气中氮占 78％，但是，除豆科植物外，空气中的氮不能被固定、吸收。1898 年，利用 炭化钙吸收氮制氨获得成功，1905 年建成工厂。1909 年又实现了在催化剂存在下，氮和氢直接合成氨，并于 1912 年建成日产 30 吨的装置，此后，直接合成氨的方法发展迅速，而利用碳化钙的方法因成本高在 30 年代被淘汰。几十年来，合成氨在技术上发生了 很大变化. 一.是生产原料由煤转