¿Qué son los productos químicos finos?
[Editar este párrafo] Estado de desarrollo de la química fina en el país y en el extranjero
Según las estadísticas, hay 17 empresas químicas entre las 500 principales del mundo, entre las cuales las principales son DuPont. , BASF y Hess Tehe Bayer, Dow de Estados Unidos, Ciba-Cargill de Suiza. Todos tienen más de 100 años. Antes de la década de 1970, la industria petroquímica se desarrolló vigorosamente y más tarde se dedicó gradualmente a la química fina. Alemania es el primer país en desarrollar productos químicos finos. Comenzaron con la industria química del carbón, que antes de la década de 1950 representaba alrededor del 80% de las materias primas. Sin embargo, debido a la ruta del proceso químico del carbón y a la baja eficiencia, la proporción de productos químicos que utilizan petróleo como materia prima se disparó de 65.438 a 0,970, alcanzando más del 80%.
DuPont es la empresa química más grande del mundo, fundada en 1802. La transición de la industria petroquímica a la industria química fina comenzó alrededor de 1980 más tarde que en Alemania, pero se desarrolló rápidamente. La empresa tiene como objetivo mejorar la calidad, reducir costos y mejorar la competitividad en el mercado de productos generales anteriores. Desde la década de 1980, ha ampliado la producción de productos químicos especiales, principalmente productos químicos finos como pesticidas, productos farmacéuticos, polímeros especiales y materiales compuestos. El objetivo a largo plazo de la empresa es desarrollar productos de ciencias biológicas, como productos para el cuidado de la salud, fármacos anticancerígenos y antienvejecimiento y productos médicos biónicos. Desde 65438 hasta 0995, la empresa obtuvo una ganancia de 3.300 millones de dólares.
Dow Chemical Company se fundó en 1897. A finales de la década de 1970, mediante el ajuste de la estructura del producto, fortalecimos la producción de productos farmacéuticos y diversos polímeros de ingeniería, especialmente recubrimientos y adhesivos para automóviles. El valor de la producción de productos químicos finos de la empresa en 1973 fue de sólo 540 millones de dólares estadounidenses, y el índice de productos químicos finos fue del 18%, que se disparó al 50% en 1996. A principios de la década de 1990, el valor total de la producción era de 20 mil millones de dólares, y el valor de la producción de productos químicos finos representaba 110 mil millones de dólares.
BASF, Hoechst y Bayer son los tres pilares de las empresas químicas alemanas. La mayoría de ellos utilizan fusiones, transferencias y ventas como medio para aumentar la inversión, implementar negocios centrales con el poder de la tecnología y hacer todo lo posible para aumentar la proporción de negocios principales y la participación de mercado de los productos líderes. Centrarse en el desarrollo de campos de alta tecnología como atención médica y suministros médicos, productos químicos agrícolas, productos químicos electrónicos, suministros de diagnóstico médico, suministros de información y video, productos químicos aeroespaciales, nuevos materiales, etc., lo que ha mejorado enormemente el contenido científico y tecnológico. y beneficios económicos de los productos de química fina. Por ejemplo, las ventas de varios productos especializados, como los revestimientos y las resinas fotosensibles de BASF, representaron el 30 por ciento de las ventas totales, de 65.438 + 11 por ciento en 1980 al 30 por ciento en 1995. El volumen de negocios de la empresa en 1994 ascendió a 46,2 mil millones de marcos alemanes, en 1996 en Hoechst a 521 millones de marcos alemanes y en Bayer a 26,7 mil millones de dólares. Todos ellos conceden gran importancia al desarrollo de la alta tecnología. A finales de 1995, Bayer había obtenido 155.000 patentes y 24.000 productos. Sus productos farmacéuticos líderes tienen una historia de 100 años.
La empresa suiza Ciba-Jiaji es un fabricante mundialmente famoso de pesticidas, medicamentos, colorantes, aditivos, cosméticos, detergentes, adhesivos para aviación, etc. , y es la única empresa a gran escala en el mundo que subcontrata el desarrollo de química fina con todas las materias primas. En 1994, el volumen de negocios fue de 16.100 millones de dólares EE.UU. y la tasa de productos químicos finos ocupó el primer lugar en el mundo, alcanzando más del 80%.
Los países desarrollados continúan ajustando la estructura de productos de la industria química en función de las necesidades de beneficios económicos y desarrollo, así como de la orientación del mercado, el medio ambiente y los recursos. El foco de su transformación son los productos químicos finos, y el desarrollo de productos químicos finos se ha convertido en una tendencia mundial. En 1991, las ventas mundiales de productos químicos finos superaron los 40.000 millones de dólares, principalmente en Europa occidental, los Estados Unidos y el Japón. A principios de la década de 1990, la tasa de uso de productos químicos finos en los países desarrollados era de alrededor del 55%, y aumentó al 60% a finales de la década de 1990. La velocidad de desarrollo de la química fina siempre ha sido mayor que la de otras industrias. Tomemos a Estados Unidos como ejemplo. A finales de la década de 1980, la tasa de crecimiento industrial era del 2,9% y la de la química fina llegaba al 5%. Sus principales objetivos de desarrollo son ampliar la producción de productos especiales, como productos farmacéuticos y para el cuidado de la salud, productos químicos electrónicos, polímeros especiales y materiales compuestos, y desarrollar vigorosamente productos de ciencias biológicas, como medicamentos contra el cáncer, productos médicos biónicos, herbicidas y fungicidas eficientes y libres de contaminación esperan.
Desde que mi país hizo del trabajo refinado un objetivo clave de desarrollo en la década de 1980, las políticas se han inclinado y el desarrollo ha sido rápido. Durante el período del "Octavo Plan Quinquenal", se construyeron 10 centros de desarrollo de tecnología química fina, con una capacidad de producción anual de más de 8 millones de toneladas, alrededor de 10.000 tipos de productos y un valor de producción anual de 90 mil millones de yuanes, lo que supone una base determinada. A finales del siglo XX, la tasa de química fina alcanzó el 35%. En comparación con los países desarrollados del extranjero, la brecha es enorme. Necesitan 16.000 tipos de productos químicos finos, y solo la industria electrónica necesita más de 7.000 tipos de televisores en color. La tasa de igualación de los productos nacionales es inferior al 20% y el resto son todos importados. Otros escasean en acabados de tela y acabados de cuero. Además, la calidad, variedad, nivel técnico, equipo y experiencia de los productos químicos finos de mi país no pueden satisfacer las necesidades de muchas industrias.
[Editar este párrafo] Oportunidades que enfrenta la química fina
La química fina está estrechamente relacionada con la vida diaria de las personas. Su importancia es nada menos que la de la producción de alimentos y está relacionada con la seguridad nacional. Por lo tanto, la química fina es una de las industrias pilares de China. A principios del nuevo siglo, la Comisión Estatal de Economía y Comercio incluyó la química fina entre las prioridades de desarrollo. Esta es una de las grandes oportunidades para la química fina.
La mayoría de los productos químicos finos producidos tienen nuevas tecnologías, rápidas actualizaciones de variedad, fuerte especificidad técnica, fuerte monopolio, tecnología sofisticada, separación y purificación precisas, alta concentración técnica, pequeño volumen de producción relativo y valor agregado. con alta funcionalidad y especificidad. Muchos expertos y académicos nacionales y extranjeros definen la química fina en el siglo XXI como de alta tecnología. Hay muchas empresas de química fina en parques de alta tecnología extranjeros, como el parque de alta tecnología Les Ulis en los suburbios del suroeste de París, Francia. Lo mismo en casa. Hay un gran número de empresas de química fina en las zonas de desarrollo de alta tecnología de Shanghai, Suzhou y Hangzhou. Mientras sean empresas de alta tecnología, pueden disfrutar de condiciones preferenciales en términos de políticas, financiación, comercio exterior, adquisición de tierras, empleo, etc. Esta es una de las grandes oportunidades para la química fina.
Actualmente, la reestructuración industrial está en marcha en todo el mundo. Con la mejora continua de los requisitos de protección ambiental, los países industrializados como Europa, Estados Unidos y Japón han transferido sucesivamente muchas empresas químicas a países en desarrollo. Si bien intentan trasladar la contaminación, trasladan una cierta cantidad de producción de productos químicos finos de alta tecnología al exterior, y esta tendencia continúa expandiéndose. Desde la perspectiva del mapa económico mundial, Asia, América del Sur y África son principalmente capaces de aceptar esta transferencia. África no puede permitirse semejante transferencia debido a su atraso económico y tecnológico. Aunque la Zona de Cooperación Económica Sudamericana, encabezada por Brasil, tiene cierta base en economía, tecnología y recursos, la inestabilidad política y los peligros económicos desalientan a los inversores extranjeros. La economía de Asia se está desarrollando rápidamente, especialmente en Asia Oriental y Asia Meridional. Está dotada de recursos naturales y humanos únicos y su nivel económico y tecnológico ha alcanzado un nivel considerable. Entre ellos, la fuerza laboral en los diez países de la ASEAN es barata y China e India son los más competitivos. Debido a que China tiene una situación política estable, políticas preferenciales, una gran capacidad de mercado y está comprometida con la construcción económica, que ha sentado una base sólida para 20 años de reforma y apertura, China es mejor que India. Según las estadísticas de 1995, había cerca de 20.000 empresas químicas con inversión extranjera en China, incluidas 2.206 empresas de química fina.
Con el desarrollo de tecnologías nuevas y avanzadas en el mundo y en China, muchas tecnologías nuevas y avanzadas, como la nanotecnología, la tecnología de la información, la biotecnología moderna, la tecnología de separación moderna y la química verde, se combinarán con productos químicos finos para Servir a nuevas y altas tecnologías La tecnología transformará aún más la química fina, ampliará aún más los campos de aplicación de los productos de química fina, y los productos se actualizarán, refinarán, combinarán y funcionalizarán aún más, y se desarrollarán en la dirección de la química fina de alta tecnología. Por lo tanto, la interacción positiva de diversas tecnologías nuevas y avanzadas es la cuarta buena oportunidad que enfrenta la química fina.
Frente a estas cuatro grandes oportunidades, no es de extrañar que los expertos, académicos y personas con conocimientos nacionales coincidan en que los productos químicos finos son definitivamente la industria emergente de China con un futuro brillante.
El progreso de la industria y el desarrollo de las empresas requieren del apoyo de profesionales destacados. Esto proporciona un lugar para que nuestros estudiantes expresen sus talentos. De hecho, la tasa de empleo anual para nuestros graduados en ingeniería química fina llega al 95%. Muchas empresas de química fina de dentro y fuera de la provincia vienen a nuestra escuela para presentar o reclutar graduados en química fina. Debido a que hay muchas empresas de química fina en la sociedad, los beneficios económicos de las empresas de química fina son generalmente buenos, el potencial de exportación y de mercado interno de los productos de química fina es enorme y las perspectivas de desarrollo de los productos de química fina son amplias, por lo que la capacidad social de El número de graduados en química fina es muy grande. En el futuro previsible prácticamente no habrá problemas de empleo.
[Editar este párrafo] La dirección del desarrollo de la química fina
Según las normas de la Organización para el Desarrollo y la Cooperación Económicos (OCDE), el sector del automóvil, la maquinaria y la metalurgia no ferrosa y las industrias químicas pertenecen a la categoría de industrias intensivas en tecnología. La alta tecnología y sus industrias son campos específicos determinados por su alto contenido en I+D, como la industria aeroespacial, la industria de la información, la farmacéutica, etc. Como rama de la industria química, la industria química fina generalmente pertenece a la categoría de tecnología media. Sin embargo, como industria química fina, se ha determinado que los nuevos materiales químicos de alto rendimiento, la medicina, la bioquímica, etc., pertenecen a la categoría de alta. -tecnología. El siglo XXI es una era de economía del conocimiento. Una nueva revolución tecnológica en tres ciencias de vanguardia, incluida la bioingeniería, la ciencia de la información y la ciencia de los nuevos materiales, seguramente tendrá un enorme impacto en la industria química. La tendencia de desarrollo de industrias tradicionales como la química fina seguramente aumentará la intensidad del conocimiento técnico y complementará las tecnologías avanzadas y nuevas.
1. La combinación de nanotecnología y química fina
La llamada nanotecnología se refiere al estudio de los patrones de movimiento e interacciones de sistemas compuestos por materiales con tamaños entre 0,1 ~ 100 nm, y Ciencia y tecnología de los problemas técnicos que puedan surgir en las aplicaciones prácticas. La nanotecnología es uno de los contenidos importantes de la revolución industrial científica y tecnológica del siglo XXI. Es una disciplina integral que está altamente entrelazada con la física, la química, la biología, la ciencia de los materiales y la electrónica, incluyendo la ciencia básica con la observación, el análisis y la investigación como línea principal y la ciencia técnica con la nanoingeniería y el procesamiento como línea principal. Es innegable que la nanotecnología es un sistema completo que integra ciencia de vanguardia y alta tecnología. La nanotecnología incluye principalmente la nanoelectrónica, las nanomáquinas y los nanomateriales. Al igual que la microelectrónica y la informática en el siglo XX, la nanotecnología será una de las tecnologías completamente nuevas del siglo XX. Su investigación y aplicación seguramente provocarán una nueva revolución tecnológica.
Los nanomateriales tienen muchas características como el efecto de tamaño cuántico, el efecto de tamaño pequeño, el efecto de superficie y el efecto de túnel cuántico macroscópico, que hacen que las nanopartículas sean excelentes en propiedades termomagnéticas, ópticas, de sensibilidad, de estabilidad superficial, de difusión y de sinterización, y propiedades mecánicas. y otros aspectos son significativamente mejores que las partículas ordinarias, por lo que los nanomateriales se utilizan ampliamente en la química fina.
Se manifiesta específicamente en los siguientes aspectos:
(1) Los nanopolímeros se utilizan para fabricar materiales de espuma de alta relación resistencia/peso, materiales aislantes transparentes, materiales de espuma transparentes dopados con láser, fibras de alta resistencia y materiales de alta superficie. Superficies adsorbentes, resinas de intercambio iónico, filtros, geles y electrodos porosos.
(2) Nano productos químicos diarios Nano productos químicos y cosméticos diarios, nano pigmentos, nano películas fotográficas y nano materiales químicos finos nos llevarán a un mundo colorido. Recientemente, el departamento de investigación de la compañía estadounidense Kodak desarrolló con éxito un nuevo tipo de nanopolvo que funciona como pigmento y tinte molecular, y se espera que produzca cambios revolucionarios en las imágenes en color.
(3) Adhesivos y selladores Se ha añadido Nano-SiO2_2 como aditivo a adhesivos y selladores en el extranjero, lo que mejora en gran medida el efecto de unión de los adhesivos y el rendimiento de sellado de los selladores. Su mecanismo de acción es que la superficie de la nanosílice está recubierta con una capa de material orgánico, lo que la hace hidrófila. Agregado al sellador, forma rápidamente una estructura de sílice, es decir, nano-SiO_2 forma una estructura de red, que limita el flujo de coloide, acelera la velocidad de curado y mejora el efecto de unión. Debido al pequeño tamaño de partícula, el. El sellado del adhesivo aumenta. Blog académico de Mu Chong M oe {%|*LW.
(4) Pintura Agregar nano-SiO2 _ 2 a varias pinturas puede duplicar su resistencia al envejecimiento, suavidad y resistencia, y la calidad y el grado de la pintura mejorarán naturalmente. Nano-SiO2_2 es un material antirradiación ultravioleta (es decir, antienvejecimiento). Sus pequeñas partículas tienen una gran superficie específica y pueden formar rápidamente una estructura de red cuando el recubrimiento se seca, al tiempo que aumenta la resistencia y suavidad del recubrimiento. Blog académico de Woodworm 1n & estabilidad. Los nanoexplosivos aumentarán el poder de los explosivos mil veces;
(6) Los materiales de almacenamiento de hidrógeno FeTi y Mg2Ni son aleaciones candidatas importantes para materiales de almacenamiento de hidrógeno. Absorben el hidrógeno lentamente y deben activarse, es decir, lo hacen. debe absorberse varias veces. Zaluski et al. formaron directamente Mg2Ni moliendo polvos de Mg y Ni. El tamaño de grano promedio es de 20 a 30 nm y su rendimiento de absorción de hidrógeno es mucho mejor que el de los materiales policristalinos ordinarios. La absorción de hidrógeno del Mg2Ni policristalino ordinario sólo se puede llevar a cabo a altas temperaturas (cuando el pH es inferior a 20 Pa, T es mayor que T ≥ 250 °C), mientras que la absorción de hidrógeno a baja temperatura lleva mucho tiempo y el hidrógeno La presión es alta. El Mg2Ni nanocristalino puede absorber hidrógeno por debajo de 200 °C sin tratamiento de activación. Después del primer ciclo de hidrogenación a 300°C, el contenido de hidrógeno puede alcanzar aproximadamente el 3,4%. En ciclos posteriores, el hidrógeno se absorbe 4 veces más rápido que los materiales policristalinos ordinarios. Las propiedades de absorción y activación de hidrógeno del FeTi nanocristalino son significativamente mejores que las de los materiales policristalinos ordinarios. El proceso de activación del FeTi policristalino ordinario es: calentar a 400 ~ 450 ℃ en vacío, luego recocer en 7 Pa H2, enfriar a temperatura ambiente y luego exponer a hidrógeno a una presión más alta (35 ~ 65 Pa). El proceso de activación debe repetirse varias veces. El FeTi nanocristalino formado mediante molienda de bolas solo necesita recocerse a 400 °C en vacío durante 0,5 h, lo que es suficiente para completar todos los ciclos de absorción de hidrógeno. La aleación nanocristalina de FeTi está compuesta de granos nanocristalinos y regiones límite de grano altamente desordenadas (que representan aproximadamente del 20% al 30% del material).
(7) En el material catalizador, el sitio activo de la reacción pueden ser átomos agrupados en la superficie u otra sustancia adsorbida en la superficie. Estas posiciones están estrechamente relacionadas con la estructura de la superficie, los defectos de la red y los ángulos del cristal. Los materiales nanocristalinos son adecuados como materiales catalíticos porque pueden proporcionar una gran cantidad de sitios catalíticamente activos. De hecho, muchos materiales catalíticos nanoestructurados aparecieron décadas antes de que se acuñara el término "nanomateriales". Los catalizadores típicos, como las nanopartículas metálicas soportadas sobre sustancias inertes como RH/Al2O3 y Pt/C, se han utilizado en la industria petroquímica, la industria química fina y los gases de escape de los automóviles. En la industria química, el uso de nanopartículas como catalizadores es otro aspecto de los nanomateriales. Por ejemplo, el polvo de boro ultrafino y el polvo de cromato de amonio se pueden utilizar como catalizadores eficaces para explosivos; el polvo de platino ultrafino y el polvo de carburo de tungsteno son catalizadores de hidrogenación eficaces; el polvo de plata ultrafino se puede utilizar como catalizador para la oxidación de etileno y cobre y su aleación nanométrica. Como catalizador, el polvo tiene alta eficiencia y fuerte selectividad, y puede usarse como catalizador en el proceso de reacción de síntesis de metanol a partir de dióxido de carbono e hidrógeno. El polvo de nanoníquel tiene un fuerte efecto catalítico y puede usarse para la hidrogenación de compuestos orgánicos y el tratamiento de los gases de escape de los automóviles.
Ping Jin et al. prepararon partículas coloidales ultrafinas de Pd cargadas con polivinilpirrolidona (tamaño promedio de partícula 65438 ± 0,8 nm) utilizando un método coloide, que se utilizó para catalizar las siguientes reacciones:
Se encontró que la actividad es de 2 a 3 veces mayor que la de los catalizadores de paladio ordinarios y la selectividad es cercana al 100%.
También se pueden utilizar dos o más partículas o aleaciones ultrafinas de osmio como catalizadores para obtener mayor actividad catalítica y selectividad. Por ejemplo, los nanocatalizadores amorfos de Ni-B preparados mediante un método de reducción química para catalizar la hidrogenación de ciclopentadieno bajo presión normal y los catalizadores de nanoaleaciones de Co-Mn/SiO 2 para catalizar la hidrogenación de etileno tienen buenas propiedades catalíticas. Nanopartículas metálicas como níquel, cobalto, hierro y TiO_2-γ-al2o_3 se mezclan, se les da forma y se tuestan para purificar los gases de escape de los automóviles. La actividad es similar a la del catalizador de Pt de tres vías y la actividad no disminuye después de trabajar a 600°C durante 100 horas.