Unit 1Chemical Industry化學工業
1． 化學工業的起源
儘管化學品的使用可以追溯到古代文明時代，我們所謂的現代化學工業的發展卻是非常近代（纔開始的）。可以認爲它起源於工業革命其間，大約在1800年，並發展成爲爲其它工業部門提供化學原料的產業。比如制肥皂所用的鹼，棉布生產所用的漂白*，玻璃製造業所用的硅及Na2CO3. 我們會注意到所有這些都是無機物。有機化學工業的開始是在十九世紀六十年代以William Hey Perkin 發現第一種合成染料—苯胺紫並加以開發利用爲標誌的。20世紀初，德國花費大量資金用於實用化學方面的重點研究，到1914年，德國的化學工業在世界化學產品市場上佔有75%的份額。這要歸因於新染料的發現以及硫酸的接觸法生產和氨的哈伯生產工藝的發展。而後者需要較大的技術突破使得化學反應第一次可以在非常高的壓力條件下進行。這方面所取得的成績對德國很有幫助。特別是由於1914年第一次世界大仗的爆發，對以氮爲基礎的化合物的需求飛速增長。這種深刻的改變一直持續到戰後（1918-1939）。
1940年以來，化學工業一直以引人注目的速度飛速發展。儘管這種發展的速度近年來已大大減慢。化學工業的發展由於1950年以來石油化學領域的研究和開發大部分在有機化學方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛發展主要是由於人們對於合成高聚物如聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚脂和環氧樹脂的需求巨大增加。
今天的化學工業已經是製造業中有着許多分支的部門，並且在製造業中起着核心的作用。它生產了數千種不同的化學產品，而人們通常只接觸到終端產品或消費品。這些產品被購買是因爲他們具有某些性質適合（人們）的一些特別的用途，例如，用於盆的不粘塗層或一種殺蟲劑。這些化學產品歸根到底是由於它們能產生的作用而被購買的。
2． 化學工業的定義
在本世紀初，要定義什麼是化學工業是不太困難的，因爲那時所生產的化學品是很有限的，而且是非常清楚的化學品，例如，燒鹼，硫酸。然而現在有數千種化學產品被生產，從一些原料物質像用於製備許多的半成品的石油，到可以直接作爲消費品或很容易轉化爲消費品的商品。困難在於如何決定在一些特殊的生產過程中哪一個環節不再屬於化學工業的活動範疇。舉一個特殊的例子來描述一下這種困境。乳劑漆含有聚氯乙烯/聚醋酸乙烯。顯然，氯乙烯（或醋酸乙烯）的合成以及聚合是化學活動。然而，如果這種漆，包括高聚物，它的配製和混合是由一家制造配料的跨國化學公司完成的話，那它仍然是屬於化學工業呢還是應當歸屬於裝飾工業中去呢？
因此，很明顯，由於化學工業經營的種類很多並在很多領域與其它工業有密切的聯繫，所以不能對它下一個簡單的定義。相反的每一個收集和出版製造工業統計數據的官方機構都會對如何屆定哪一類操作爲化學工業有自己的定義。當比較來自不同途徑的統計資料時，記住這點是很重要的。
3． 對化學工業的需要
化學工業涉及到原材料的轉化，如石油 首先轉化爲化學中間體，然後轉化爲數量衆多的其它化學產品。這些產品再被用來生產消費品，這些消費品可以使我們的生活更爲舒適或者作藥物維持人類的健康或生命。在生產過程的每一個階段，都有價值加到產品上面，只要這些附加的價值超過原材料和加工成本之和，這個加工就產生了利潤。而這正是化學工業要達到的目的。
在這樣的一本教科書中提出：“我們需要化學工業嗎？”這樣一個問題是不是有點奇怪呢？然而，先回答下面幾個問題將給我們提供一些信息：（1）化學工業的活動範圍，（2）化學工業對我們日常生活的影響，（3）社會對化學工業的需求有多大。在回答這些問題的時候我們的思路將要考慮化學工業在滿足和改善我們的主要需求方面所做的貢獻。是些什麼需求呢？很顯然，食物和健康是放在第一位的。其它我們要考慮的按順序是衣物、住所、休閒和旅行。
(1)食物。化學工業對糧食生產所做的巨大貢獻至少有三個方面。第一，提供大量可以獲得的肥料以補充由於密集耕作被農作物生長時所帶走的營養成分。（主要是氮、磷和鉀）。第二，生產農作物保護產品，如殺蟲劑，它可以顯著減少害蟲所消耗的糧食數量。第三，生產獸藥保護家禽免遭疾病或其它感染的侵害。
（2）健康。我們都很瞭解化學工業中製藥這一塊在維護我們的身體健康甚至延長壽命方面所做出的巨大貢獻，例如，用抗生素治療細菌感染，用β-抗血栓降低血壓。
衣物。在傳統的衣服面料上，現代合成纖維性質的改善也是非常顯著的。用聚脂如滌綸或聚酰胺如尼龍所製作的T恤、上衣、襯衫抗皺、可機洗，曬乾自挺或免燙，也比天然面料便宜。
與此同時，現代合成染料開發和染色技術的改善使得時裝設計師們有大量的色彩可以利用。的確他們幾乎利用了可見光譜中所有的色調和色素。事實上如果某種顏色沒有現成的，只要這種產品確有市場，就可以很容易地通過對現有的色彩進行結構調整而獲得。
這一領域中另一些重要進展是不褪色，即在洗滌衣物時染料不會被洗掉。
（4）住所，休閒和旅遊。講到住所方面現代合成高聚物的貢獻是巨大的。塑料正在取代像木材一類的傳統建築材料，因爲它們更輕，免維護（即它們可以抵抗風化，不需油漆）。另一些高聚物，比如，脲甲醛和聚脲，是非常重要的絕緣材料可以減少熱量損失因而減少能量損耗。
塑料和高聚物的應用對休閒活動有很重要的影響，從體育跑道的全天候人造篷頂，足球和網球的經緯線，到球拍的尼龍線還有高爾夫球的元件，還有製造足球的合成材料。
多年來化學工業對旅遊方面所作的貢獻也有很大的提高。一些添加劑如抗氧化劑的開發和發動機油粘度指數改進使汽車日產維修期限從3000英里延長到6000英里再到12000英里。研發工作還改進了潤滑油和油脂的性能，並得到了更好的剎車油。塑料和高聚物對整個汽車業的貢獻的比例是驚人的，源於這些材料—擋板，輪胎，坐墊和塗層等等—超過40%。
很顯然簡單地看一下化學工業在滿足我們的主要需求方面所做的貢獻就可以知道，沒有化工產品人類社會的生活將會多麼困難。事實上，一個國家的發展水平可以通過其化學工業的生產水平和精細程度來加以判斷。
4． 化學工業的研究和開發。
發達國家化學工業飛速發展的一個重要原因就是它在研究和開發方面的投入和投資。通常是銷售收入的5%，而研究密集型分支如製藥，投入則加倍。要強調這裏我們所提出的百分數不是指利潤而是指銷售收入，也就是說全部回收的錢，其中包括要付出原材料費，企業管理費，員工工資等等。過去這筆巨大的投資支付得很好，使得許多有用的和有價值的產品被投放市場，包括一些合成高聚物如尼龍和聚脂，藥品和殺蟲劑。儘管近年來進入市場的新產品大爲減少，而且在衰退時期研究部門通常是最先被裁減的部門，在研究和開發方面的投資仍然保持在較高的水平。
化學工業是高技術工業，它需要利用電子學和工程學的最新成果。計算機被廣泛應用，從化工廠的自動控制，到新化合物結構的分子模擬，再到實驗室分析儀器的控制。
一個製造廠的生產量很不一樣，精細化工領域每年只有幾噸，而巨型企業如化肥廠和石油化工廠有可能高達500,000噸。後者需要巨大的資金投入，因爲一個這樣規模的工廠要花費2億5千萬美元，再加上自動控制設備的普遍應用，就不難解釋爲什麼化工廠是資金密集型企業而不是勞動力密集型企業。
大部分化學公司是真正的跨國公司，他們在世界上的許多國家進行銷售和開發市場，他們在許多國家都有製造廠。這種國際間的合作理念，或全球一體化，是化學工業中發展的趨勢。大公司通過在別的國家建造製造廠或者是收購已有的工廠進行擴張。
Unit 2 Research and Development研究和開發
研究和開發，或通常所稱R&D是製造業各個部門都要進行的一項活動。我們馬上可以看到，它的內容變化很大。我們首先了解或先感覺一下這個詞的含義。儘管研究和開發的定義總是分得不很清楚，而且有許多重疊的部分，我們還是要試着把它們區分開來。簡單說來，研究是產生新思想和新知識的活動，
而開發則是把這些思想貫徹到實踐中得到新工藝和新產品的行爲。可以用一個例子來描述這一點，預測一個有特殊生物活性的分子結構併合成它可以看成是研究而測試它並把它發展到可以作爲一種新藥推向市場這一階段則看作開發部分。
1． 基礎研究和應用研究
在工業上進行研究和開發最主要的原因是經濟利益方面，是爲了加強公司的地位，提高公司的利潤。R&D的目的是做出並提供信息和知識以減低不確定性，解決問題，以及向管理層提供更好的數據以便他們能據此做出決定。特別的項目涵蓋很大的活動範圍和時間範圍，從幾個月到20年。
我們可以在後面的段落裏舉出大量的R&D活動。但是如果我們舉出的點子來源於研究院而不是工業化學家的頭腦，這就是基礎的或探索性的研究
基礎研究通常與大學研究聯繫在一起，它可能是由於對其內在的興趣而進行研究並且這種研究能夠拓寬知識範圍，但在現實世界中的直接應用可能性是很小的。請注意，這種以內就在提出和解決問題方面提供了極有價值的訓練，比如，在指導下完成研究工作的學生所接受的研究方法學（的訓練）。而且，從這些工作中產生的“有用的副產品”隨後也能帶來可觀的使用價值。因此，物理學家宣稱要不是量子理論的研究和發展我們可能仍然沒有計算機和核能量。不管怎樣，舉一個特殊的化學方面的例子吧，在各個領域如烴的氧化方面所做的廣泛的研究將爲一些特殊的領域如環己烯氧化生成尼龍中間產物提供有用的信息。
通過合成可以生產出一些新的、更特殊的試劑以控制特殊的官能團轉換，即發展合成方法或完成一些具有生物活性的新分子的合成。儘管前者顯然屬於基礎性研究而後者則包括基礎研究和實用性研究兩部分。所謂“實用性”習慣上是指與在工業實驗室完成的研究聯繫在一起的，因爲它更具目的性，它是商業行爲驅動的結果。
然而，請注意。近幾年有很大的變化，大學研究機構正越來越多地轉向工業界尋求研究經費，其結果就是他們的研究工作越來越多地是致力於實用研究。即使這樣，學院工作的重點通常還是在於研究而不是開發。
工業研究和開發的類型
通常在生產中完成的實用型的或有目的性的研究和開發可以分爲好幾類，我們對此加以簡述。它們是：（1）產品開發；（2）工藝開發；（3）工藝改進；（4）應用開發；每一類下還有許多分支。我們.對每一類舉一個典型的例子來加以說明。在化學工業的不同部門內每類的工作重點有很大的不同。
(1)產品開發。產品開發不僅包括一種新藥的發明和生產，還包括，比如說，給一種汽車發動機提供更長時效的抗氧化添加劑。這種開發的產品已經使（發動機）的服務期限在最近的十年中從3000英里提高到6000、9000現在已提高到12000英里。請注意，大部分的買家所需要的是化工產品能創造出來的效果，亦即某種特殊的用途。Tdflon，或稱聚四氟乙烯（PTFE）被購買是因爲它能使炒菜鍋、盆表面不粘，易於清洗。
（2）工藝開發。工業開發不僅包括爲一種全新的產品設計一套製造工藝，還包括爲現有的產品設計新的工藝或方案。而要進行後者時可能源於下面的一個或幾個原因：新技術的利用、原材料的獲得或價格發生了變化。氯乙烯單聚物的製造就是這樣的一個例子。它的製造方法隨着經濟、技術和原材料的變化改變了好幾次。另一個刺激因素是需求的顯著增加。因而銷售量對生產流程的經濟效益有很大影響。Penicillin早期的製造就爲此提供了一個很好的例子。
Penicillin能預防戰爭中因傷口感染引發的敗血症，因而在第二次世界大戰（1939-1945）中，penicillin的需求量非常大，需要大量生產。而在那時，penicillin只能用在瓶裝牛奶表面發酵的方法小量的生產。英國和美國投入了巨大的人力物力聯合進行研製和開發，對生產流程做出了兩個重大的改進。首先用一個不同的菌株—黃黴菌代替普通的青黴，它的產量要比後者高得多。第二個重大的流程開發是引進了深層發酵過程。只要在培養液中持續通入大量純化空氣，發酵就能在所有部位進行。這使生產能力大大地增加，達到現代容量超過5000升的不鏽鋼發酵器。而在第一次世界大戰中，死於傷口感染的士兵比直
接死於戰場上的人還要多。注意到這一點不能不讓我們心存感激。
對一個新產品進行開發要考慮產品生產的規模、產生的副產品以及分離/回收，產品所要求的純度。在開發階段利用中試車間（最大容量可達100升）獲得的數據設計實際的製造廠是非常寶貴的，例如石油化工或氨的生產。要先建立一箇中試車間，運轉並測試流程以獲得更多的數據。他們需要測試產品的性質，如殺蟲劑，或進行消費評估，如一種新的聚合物。
注意，副產品對於化學過程的經濟效益也有很大的影響。酚的生產就是一個有代表性的例子。早期的方法，苯磺酸方法，由於它的副產品亞硫酸鈉需求枯竭而變的過時。亞硫酸鈉需回收和廢置成爲生產過程附加的費用，增加了生產酚的成本。相反，異丙基苯方法，在經濟效益方面優於所有其他方法就在於市場對於它的副產品丙酮的迫切需求。丙酮的銷售所得降低了酚的生產成本。
對一個新產品進行工藝開發的一個重要部分是通過設計把廢品減到最低，或儘可能地防止可能的污染，這樣做帶來的經濟利益和對環境的益處是顯而易見的。
最後要注意，工業開發需要包括化學家、化學工程師、電子和機械工程師這樣一支龐大隊伍的協同合作才能取得成功。
（3）工藝改進。工藝改進與正在進行的工藝有關。它可能出現了某個問題使生產停止。在這種情形下，就面臨着很大的壓力要儘快地解決問題以便生產重新開始，因爲故障期耗費資財。
然而，更爲常見的，工藝改進是爲了提高生產過程的利潤。這可以通過很多途徑實現。例如通過優化流程提高產量，引進新的催化劑提高效能，或降低生產過程所需要的能量。可說明後者的一個例子是在生產氨的過程中渦輪壓縮機的引進。這使生產氨的成本（主要是電）從每噸6.66美元下降到0.56美元。通過工藝的改善提高產品質量也會爲產品打開新的市場。
然而，近年來，最重要的工藝改進行爲主要是減少生產過程對環境的影響，亦即防止生產過程所引起的污染。很明顯，有兩個相關連的因素推動這樣做。第一，公衆對化學產品的安全性及其對環境所產生影響的關注以及由此而制訂出來的法律；第二，生產者必須花錢對廢物進行處理以便它能安全地清除，比如說，排放到河水中。顯然這是生產過程的又一筆費用，它將增加所生產化學產品的成本。通過減少廢物數量提高效益其潛能是不言而喻的。
然而，請注意，對於一個已經建好並正在運行的工廠來說，只能做一些有限的改變來達到上述目的。因此，上面所提到的減少廢品的重要性應在新公廠的設計階段加以考慮。近年來另一個當務之急是保護能源及降低能源消耗。
（4）應用開發。顯然發掘一個產品新的用處或新的用途能拓寬它的獲利渠道。這不僅能創造更多的收入，而且由於產量的增加使單元生產成本降低，從而使利潤提高。舉例來說，PVC早期是用來製造唱片和塑料雨衣的，後來的用途擴展到塑料薄膜，特別是工程上所使用的管子和排水槽。
我們已經強調了化學產品是由於它們的效果，或特殊的用途、用處而得以售出這個事實。這就意味着化工產品公司的技術銷售代表與顧客之間應有密切的聯繫。對顧客的技術支持水平往往是贏得銷售的一個重要的因素。進行研究和開發的化學家們爲這些應用開發提供了幫助。CH3CH3F的製造就是一個例子。它最開始是用來做含氟氯烴的替代物作冷凍劑的。然而近來發現它還可以用作從植物中萃取出來的天然物質的溶解劑。當它作爲製冷劑被製造時，固然沒有預計到這一點，但它顯然也是應用開發的一個例子。
3．化工行業中研究與開發活動的變化
化學工業的不同部門所進行的R&D的性質與數量都有很大的變化。與大規模生產的基礎化工產品有關的部門中，化學產品和技術變化都很慢，因爲流程已很成熟。R&D經費支出屬於化工行業中低的一端，而且大部分的費用是用於過程改進和廢水處理。無機方面的例子有氨、肥料和氯鹼的生產，有機方面的如乙烯等一些基礎石油化學的中間產物。
不一樣規模生產的是藥品和除草劑。人們付出了巨大而持續的努力以合成能產生所希望的、特殊的生物作用的新分子。一家公司每年可能要合成10,000新化合物以供篩選。可以想象一些醫藥公司其每年的R&D經費支出高達100億美元。換句話說，他們把超過14%的銷售收入投入在R&D上。
Unit 3 Typical Activities of Chemical Engineers化學工程師的例行工作
化學工程師經典的角色是把化學家在實驗室裏的發現拿來並發展成爲能賺錢的、商業規模的化學過程。化學家用少量的反應物在試管和派式氧彈中反應相應得到少量的生成物，所進行的通常是間歇性的恆溫下的實驗，反應物放在很小的置於恆溫水槽的容器中，加點催化劑，反應繼續進行，隨時間推移，反應物被消耗，並有生成物產生，產物在合適的間歇時間獲得。
與之相比，化學工程師通常面對的是數量多得多的物質和龐大的（昂貴的）設備。反應器可以容納1000 到10,000加侖甚至更多。蒸餾塔有100英尺多高，直徑10到30英尺。化工廠一個單元流程的投資可能超過1億美元。
在把化學家研製的小型反應器及分離系統“放大”到很大的商業化車間時，通常需要化學工程師的參與。爲了徹底瞭解過程中的化學反應，化學工程師必須與化學家密切合作以確保能得到所需要的反應的動力學性質和物理性質參數以進行設計、運轉和優選流程。這就是爲什麼化工課程要包括那麼多的化學類課程的原因。
化學工程師還必須與機械、電子、土木建築和冶金工程師密切協作以設計和操作工廠的機械設備—反應器、槽、蒸餾塔、熱交換器、泵、壓縮機、控制器和儀器設備等等。在這張設備單上還有一大類是管子。化工廠最典型的特徵之一就是數目龐大的管道貫穿所有生產間。可以毫不誇張地說，在許多車間都有幾百英里長的管道。這些管道輸入和輸出車間的反應物質進行傳遞，同時還可攜帶有用的東西（水蒸氣、冷卻水、空氣、氧、冷卻劑）進入操作單元。
要把實驗室研究商業化，化學工程師要參與進行開發、設計、建築、操作、銷售和研究工作。各個公司用來表示這些工作的名詞不完全一樣，但萬變不離其宗。讓我們簡單地把每個工作描述一下。應該強調的是，我們所討論的工作是“典型的”和“經典的”，但並不意味着化學工程師只能做這些事。化學工程師在數學、化學和物理學方面都有很好的知識基礎，因此，他或她能夠而且確實適應工業、政府部門、大專院校等非常廣泛的職業要求。
1. 開發
開發工作是從實驗室規模向商業化規模轉化所必需的中間階段。開發階段所涉及的“中試”流程所使用的反應器容量爲5加侖，蒸餾塔直徑爲3英寸。開發通常是化學流程商業化的一部分。因爲“放大”規模是一個非常困難的問題。直接從試管研製跳到在10.000加侖反應器裏生產是非常棘手的有時甚至是危險的工作。一些（在實驗室研究階段）根本不明顯的未加以考慮的細微問題，如混合不均勻，溫度梯度輻射狀升高，熱交換面積逐漸降低以及熱交換速度下降等（在後一階段變得影響很大）。
化學工程師與化學家和其他一些工程師協作對中師車間進行設計、安裝和運行，設計方面包括確定設備的尺寸、結構、製造所用的材料。通常中師車間的設計是有很大的變通性的，以便能對各種情況和構造進行評估。
中試車間一旦開始運轉，就能獲得性能數據和選定最佳數值以便從經濟學角度對流程進行評價。對生產過程的每一個階段可能獲得的利潤進行評定。如果結果顯示投入的資金不能有足夠的回報，這項計劃將被停止。
中師車間還提供了評價設備製造材料、測量方法、流程控制技術的機會。中試車間的這些實驗數據對於工業裝置設計的改善能提供有用的幫助。
2． 設計
根據在實驗室和中試車間獲得的經驗和數據，一組工程師集中起來設計工業化的車間。化學工程師的職責就是詳細說明所有過程中的流速和條件，設備類型和尺寸，製造材料，流程構造，控制系統，環境保護系統以及其它相關技術參數。這是一個責任重大的工作。
設計階段是大把金錢花進去的時候。一個常規的化工流程可能需要五千萬到一億美元的資金投入，有許多的事情要做。化學工程師是做出很多決定的人之一。當你身處其位時，你會對自己曾經努力學習而能運用自己的方法和智慧處理這些問題感到欣慰。
篇二：化工專業英語翻譯(全21單元)Unit 1 Chemical Industry化學工業
1． 化學工業的起源
儘管化學品的使用可以追溯到古代文明時代，我們所謂的現代化學工業的發展卻是非常近代（纔開始的）。可以認爲它起源於工業革命其間，大約在1800年，並發展成爲爲其它工業部門提供化學原料的產業。比如制肥皂所用的鹼，棉布生產所用的漂白*，玻璃製造業所用的硅及Na2CO3. 我們會注意到所有這些都是無機物。有機化學工業的開始是在十九世紀六十年代以William Hey Perkin 發現第一種合成染料—苯胺紫並加以開發利用爲標誌的。20世紀初，德國花費大量資金用於實用化學方面的重點研究，到1914年，德國的化學工業在世界化學產品市場上佔有75%的份額。這要歸因於新染料的發現以及硫酸的接觸法生產和氨的哈伯生產工藝的發展。而後者需要較大的技術突破使得化學反應第一次可以在非常高的壓力條件下進行。這方面所取得的成績對德國很有幫助。特別是由於1914年第一次世界大仗的爆發，對以氮爲基礎的化合物的需求飛速增長。這種深刻的改變一直持續到戰後（1918-1939）。
1940年以來，化學工業一直以引人注目的速度飛速發展。儘管這種發展的速度近年來已大大減慢。化學工業的發展由於1950年以來石油化學領域的研究和開發大部分在有機化學方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛發展主要是由於人們對於合成高聚物如聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚脂和環氧樹脂的需求巨大增加。
今天的化學工業已經是製造業中有着許多分支的部門，並且在製造業中起着核心的作用。它生產了數千種不同的化學產品，而人們通常只接觸到終端產品或消費品。這些產品被購買是因爲他們具有某些性質適合（人們）的一些特別的用途，例如，用於盆的不粘塗層或一種殺蟲劑。這些化學產品歸根到底是由於它們能產生的作用而被購買的。
2． 化學工業的定義
在本世紀初，要定義什麼是化學工業是不太困難的，因爲那時所生產的化學品是很有限的，而且是非常清楚的化學品，例如，燒鹼，硫酸。然而現在有數千種化學產品被生產，從一些原料物質像用於製備許多的半成品的石油，到可以直接作爲消費品或很容易轉化爲消費品的商品。困難在於如何決定在一些特殊的生產過程中哪一個環節不再屬於化學工業的活動範疇。舉一個特殊的例子來描述一下這種困境。乳劑漆含有聚氯乙烯/聚醋酸乙烯。顯然，氯乙烯（或醋酸乙烯）的合成以及聚合是化學活動。然而，如果這種漆，包括高聚物，它的配製和混合是由一家制造配料的跨國化學公司完成的話，那它仍然是屬於化學工業呢還是應當歸屬於裝飾工業中去呢？
因此，很明顯，由於化學工業經營的種類很多並在很多領域與其它工業有密切的聯繫，所以不能對它下一個簡單的定義。相反的每一個收集和出版製造工業統計數據的官方機構都會對如何界定哪一類操作爲化學工業有自己的定義。當比較來自不同途徑的統計資料時，記住這點是很重要的。
3． 對化學工業的需要
化學工業涉及到原材料的轉化，如石油首先轉化爲化學中間體，然後轉化爲數量衆多的其它化學產品。這些產品再被用來生產消費品，這些消費品可以使我們的生活更爲舒適或者作藥物維持人類的健康或生命。在生產過程的每一個階段，都有價值加到產品上面，只要這些附加的價值超過原材料和加工成本之和，這個加工就產生了利潤。而這正是化學工業要達到的目的。
在這樣的一本教科書中提出：“我們需要化學工業嗎？”這樣一個問題是不是有點奇怪呢？然而，先回答下面幾個問題將給我們提供一些信息：（1）化學工業的活動範圍，（2）化學工業對我們日常生活的影響，（3）社會對化學工業的需求有多大。在回答這些問題的時候
我們的思路將要考慮化學工業在滿足和改善我們的主要需求方面所做的貢獻。是些什麼需求呢？很顯然，食物和健康是放在第一位的。其它我們要考慮的按順序是衣物、住所、休閒和旅行。
(1)食物。化學工業對糧食生產所做的巨大貢獻至少有三個方面。第一，提供大量可以獲得的肥料以補充由於密集耕作被農作物生長時所帶走的營養成分。（主要是氮、磷和鉀）。第二，生產農作物保護產品，如殺蟲劑，它可以顯著減少害蟲所消耗的糧食數量。第三，生產獸藥保護家禽免遭疾病或其它感染的侵害。
（2）健康。我們都很瞭解化學工業中製藥這一塊在維護我們的身體健康甚至延長壽命方面所做出的巨大貢獻，例如，用抗生素治療細菌感染，用β-抗血栓降低血壓。
衣物。在傳統的衣服面料上，現代合成纖維性質的改善也是非常顯著的。用聚脂如滌綸或聚酰胺如尼龍所製作的T恤、上衣、襯衫抗皺、可機洗，曬乾自挺或免燙，也比天然面料便宜。
與此同時，現代合成染料開發和染色技術的改善使得時裝設計師們有大量的色彩可以利用。的確他們幾乎利用了可見光譜中所有的色調和色素。事實上如果某種顏色沒有現成的，只要這種產品確有市場，就可以很容易地通過對現有的色彩進行結構調整而獲得。
這一領域中另一些重要進展是不褪色，即在洗滌衣物時染料不會被洗掉。
（4）住所，休閒和旅遊。講到住所方面現代合成高聚物的貢獻是巨大的。塑料正在取代像木材一類的傳統建築材料，因爲它們更輕，免維護（即它們可以抵抗風化，不需油漆）。另一些高聚物，比如，脲甲醛和聚脲，是非常重要的絕緣材料可以減少熱量損失因而減少能量損耗。
塑料和高聚物的應用對休閒活動有很重要的影響，從體育跑道的全天候人造篷頂，足球和網球的經緯線，到球拍的尼龍線還有高爾夫球的元件，還有製造足球的合成材料。
多年來化學工業對旅遊方面所作的貢獻也有很大的提高。一些添加劑如抗氧化劑的開發和發動機油粘度指數改進使汽車日產維修期限從3000英里延長到6000英里再到12000英里。研發工作還改進了潤滑油和油脂的性能，並得到了更好的剎車油。塑料和高聚物對整個汽車業的貢獻的比例是驚人的，源於這些材料—擋板，輪胎，坐墊和塗層等等—超過40%。
很顯然簡單地看一下化學工業在滿足我們的主要需求方面所做的貢獻就可以知道，沒有化工產品人類社會的生活將會多麼困難。事實上，一個國家的發展水平可以通過其化學工業的生產水平和精細程度來加以判斷。
4． 化學工業的研究和開發。
發達國家化學工業飛速發展的一個重要原因就是它在研究和開發方面的投入和投資。通常是銷售收入的5%，而研究密集型分支如製藥，投入則加倍。要強調這裏我們所提出的百分數不是指利潤而是指銷售收入，也就是說全部回收的錢，其中包括要付出原材料費，企業管理費，員工工資等等。過去這筆巨大的投資支付得很好，使得許多有用的和有價值的產品被投放市場，包括一些合成高聚物如尼龍和聚脂，藥品和殺蟲劑。儘管近年來進入市場的新產品大爲減少，而且在衰退時期研究部門通常是最先被裁減的部門，在研究和開發方面的投資仍然保持在較高的水平。
化學工業是高技術工業，它需要利用電子學和工程學的最新成果。計算機被廣泛應用，從化工廠的自動控制，到新化合物結構的分子模擬，再到實驗室分析儀器的控制。
一個製造廠的生產量很不一樣，精細化工領域每年只有幾噸，而巨型企業如化肥廠和石油化工廠有可能高達500,000噸。後者需要巨大的資金投入，因爲一個這樣規模的工廠要花費2億5千萬美元，再加上自動控制設備的普遍應用，就不難解釋爲什麼化工廠是資金密集型企業而不是勞動力密集型企業。
大部分化學公司是真正的跨國公司，他們在世界上的許多國家進行銷售和開發市場，他
們在許多國家都有製造廠。這種國際間的合作理念，或全球一體化，是化學工業中發展的趨勢。大公司通過在別的國家建造製造廠或者是收購已有的工廠進行擴張。
Unit 2 Research and Development研究和開發
研究和開發，或通常所稱R&D是製造業各個部門都要進行的一項活動。我們馬上可以看到，它的內容變化很大。我們首先了解或先感覺一下這個詞的含義。儘管研究和開發的定義總是分得不很清楚，而且有許多重疊的部分，我們還是要試着把它們區分開來。簡單說來，研究是產生新思想和新知識的活動，而開發則是把這些思想貫徹到實踐中得到新工藝和新產品的行爲。可以用一個例子來描述這一點，預測一個有特殊生物活性的分子結構併合成它可以看成是研究而測試它並把它發展到可以作爲一種新藥推向市場這一階段則看作開發部分。
1.基礎研究和應用研究
在工業上進行研究和開發最主要的原因是經濟利益方面，是爲了加強公司的地位，提高公司的利潤。R&D的目的是做出並提供信息和知識以減低不確定性，解決問題，以及向管理層提供更好的數據以便他們能據此做出決定。特別的項目涵蓋很大的活動範圍和時間範圍，從幾個月到20年。
我們可以在後面的段落裏舉出大量的R&D活動。但是如果我們舉出的點子來源於研究院而不是工業化學家的頭腦，這就是基礎的或探索性的研究
基礎研究通常與大學研究聯繫在一起，它可能是由於對其內在的興趣而進行研究並且這種研究能夠拓寬知識範圍，但在現實世界中的直接應用可能性是很小的。請注意，這種以事物自身所固有的內在的優點在提出和解決問題方面提供了極有價值的訓練，比如，在指導下完成研究工作的學生所接受的研究方法學（的訓練）。而且，從這些工作中產生的“有用的副產品”隨後也能帶來可觀的使用價值。因此，物理學家宣稱要不是量子理論的研究和發展我們可能仍然沒有計算機和核能量。不管怎樣，舉一個特殊的化學方面的例子吧，在各個領域如烴的氧化方面所做的廣泛的研究將爲一些特殊的領域如環己烯氧化生成尼龍中間產物提供有用的信息。
通過合成可以生產出一些新的、更特殊的試劑以控制特殊的官能團轉換，即發展合成方法或完成一些具有生物活性的新分子的合成。儘管前者顯然屬於基礎性研究而後者則包括基礎研究和實用性研究兩部分。所謂“實用性”習慣上是指與在工業實驗室完成的研究聯繫在一起的，因爲它更具目的性，它是商業行爲驅動的結果。
然而，請注意。近幾年有很大的變化，大學研究機構正越來越多地轉向工業界尋求研究經費，其結果就是他們的研究工作越來越多地是致力於實用研究。即使這樣，學院工作的重點通常還是在於研究而不是開發。
2．工業研究和開發的類型
通常在生產中完成的實用型的或有目的性的研究和開發可以分爲好幾類，我們對此加以簡述。它們是：（1）產品開發；（2）工藝開發；（3）工藝改進；（4）應用開發；每一類下還有許多分支。我們.對每一類舉一個典型的例子來加以說明。在化學工業的不同部門內每類的工作重點有很大的不同。
(1)產品開發。產品開發不僅包括一種新藥的發明和生產，還包括，比如說，給一種汽車發動機提供更長時效的抗氧化添加劑。這種開發的產品已經使（發動機）的服務期限在最近的十年中從3000英里提高到6000、9000現在已提高到12000英里。請注意，大部分的買家所需要的是化工產品能創造出來的效果，亦即某種特殊的用途。Tdflon，或稱聚四氟乙烯（PTFE）被購買是因爲它能使炒菜鍋、盆表面不粘，易於清洗。
（2）工藝開發。工業開發不僅包括爲一種全新的產品設計一套製造工藝，還包括爲現有的產品設計新的工藝或方案。而要進行後者時可能源於下面的一個或幾個原因：新技術的
利用、原材料的獲得或價格發生了變化。氯乙烯單聚物的製造就是這樣的一個例子。它的製造方法隨着經濟、技術和原材料的變化改變了好幾次。另一個刺激因素是需求的顯著增加。因而銷售量對生產流程的經濟效益有很大影響。Penicillin早期的製造就爲此提供了一個很好的例子。
Penicillin能預防戰爭中因傷口感染引發的敗血症，因而在第二次世界大戰（1939-1945）中，penicillin的需求量非常大，需要大量生產。而在那時，penicillin只能用在瓶裝牛奶表面發酵的方法小量的生產。英國和美國投入了巨大的人力物力聯合進行研製和開發，對生產流程做出了兩個重大的改進。首先用一個不同的菌株—黃黴菌代替普通的青黴，它的產量要比後者高得多。第二個重大的流程開發是引進了深層發酵過程。只要在培養液中持續通入大量純化空氣，發酵就能在所有部位進行。這使生產能力大大地增加，達到現代容量超過5000升的不鏽鋼發酵器。而在第一次世界大戰中，死於傷口感染的士兵比直接死於戰場上的人還要多。注意到這一點不能不讓我們心存感激。
對一個新產品進行開發要考慮產品生產的規模、產生的副產品以及分離/回收，產品所要求的純度。在開發階段利用中試車間（最大容量可達100升）獲得的數據設計實際的製造廠是非常寶貴的，例如石油化工或氨的生產。要先建立一箇中試車間，運轉並測試流程以獲得更多的數據。他們需要測試產品的性質，如殺蟲劑，或進行消費評估，如一種新的聚合物。
注意，副產品對於化學過程的經濟效益也有很大的影響。酚的生產就是一個有代表性的例子。早期的方法，苯磺酸方法，由於它的副產品亞硫酸鈉需求枯竭而變的過時。亞硫酸鈉需回收和廢置成爲生產過程附加的費用，增加了生產酚的成本。相反，異丙基苯方法，在經濟效益方面優於所有其他方法就在於市場對於它的副產品丙酮的迫切需求。丙酮的銷售所得降低了酚的生產成本。
對一個新產品進行工藝開發的一個重要部分是通過設計把廢品減到最低，或儘可能地防止可能的污染，這樣做帶來的經濟利益和對環境的益處是顯而易見的。
最後要注意，工業開發需要包括化學家、化學工程師、電子和機械工程師這樣一支龐大隊伍的協同合作才能取得成功。
（3）工藝改進。工藝改進與正在進行的工藝有關。它可能出現了某個問題使生產停止。在這種情形下，就面臨着很大的壓力要儘快地解決問題以便生產重新開始，因爲故障期耗費資財。
然而，更爲常見的，工藝改進是爲了提高生產過程的利潤。這可以通過很多途徑實現。例如通過優化流程提高產量，引進新的催化劑提高效能，或降低生產過程所需要的能量。可說明後者的一個例子是在生產氨的過程中渦輪壓縮機的引進。這使生產氨的成本（主要是電）從每噸6.66美元下降到0.56美元。通過工藝的改善提高產品質量也會爲產品打開新的市場。
然而，近年來，最重要的工藝改進行爲主要是減少生產過程對環境的影響，亦即防止生產過程所引起的污染。很明顯，有兩個相關連的因素推動這樣做。第一，公衆對化學產品的安全性及其對環境所產生影響的.關注以及由此而制訂出來的法律；第二，生產者必須花錢對廢物進行處理以便它能安全地清除，比如說，排放到河水中。顯然這是生產過程的又一筆費用，它將增加所生產化學產品的成本。通過減少廢物數量提高效益其潛能是不言而喻的。
然而，請注意，對於一個已經建好並正在運行的工廠來說，只能做一些有限的改變來達到上述目的。因此，上面所提到的減少廢品的重要性應在新公廠的設計階段加以考慮。近年來另一個當務之急是保護能源及降低能源消耗。
（4）應用開發。顯然發掘一個產品新的用處或新的用途能拓寬它的獲利渠道。這不僅能創造更多的收入，而且由於產量的增加使單元生產成本降低，從而使利潤提高。舉例來說，PVC早期是用來製造唱片和塑料雨衣的，後來的用途擴展到塑料薄膜，特別是工程上所使用的管子和排水槽。
篇三：化工專業英語翻譯1．化學工業的起源
儘管化學品的使用可以追溯到古代文明時代，我們所謂的現代化學工業的發展卻是非常近代（纔開始的）。可以認爲它起源於工業革命其間，大約在1800年，並發展成爲爲其它工業部門提供化學原料的產業。比如制肥皂所用的鹼，棉布生產所用的漂白*，玻璃製造業所用的硅及Na2CO3. 我們會注意到所有這些都是無機物。有機化學工業的開始是在十九世紀六十年代以William Hey Perkin 發現第一種合成染料—苯胺紫並加以開發利用爲標誌的。20世紀初，德國花費大量資金用於實用化學方面的重點研究，到1914年，德國的化學工業在世界化學產品市場上佔有75%的份額。這要歸因於新染料的發現以及硫酸的接觸法生產和氨的哈伯生產工藝的發展。而後者需要較大的技術突破使得化學反應第一次可以在非常高的壓力條件下進行。這方面所取得的成績對德國很有幫助。特別是由於1914年第一次世界大仗的爆發，對以氮爲基礎的化合物的需求飛速增長。這種深刻的改變一直持續到戰後（1918-1939）。
1940年以來，化學工業一直以引人注目的速度飛速發展。儘管這種發展的速度近年來已大大減慢。化學工業的發展由於1950年以來石油化學領域的研究和開發大部分在有機化學方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛發展主要是由於人們對於合成高聚物如聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚脂和環氧樹脂的需求巨大增加。
今天的化學工業已經是製造業中有着許多分支的部門，並且在製造業中起着核心的作用。它生產了數千種不同的化學產品，而人們通常只接觸到終端產品或消費品。這些產品被購買是因爲他們具有某些性質適合（人們）的一些特別的用途，例如，用於盆的不粘塗層或一種殺蟲劑。這些化學產品歸根到底是由於它們能產生的作用而被購買的。
2．對化學工業的需要
我們需要化學工業嗎？這樣一個問題是不是有點奇怪呢？然而，先回答下面幾個問題將給我們提供一些信息：（1）化學工業的活動範圍，（2）化學工業對我們日常生活的影響，（3）社會對化學工業的需求有多大。在回答這些問題的時候我們的思路將要考慮化學工業在滿足和改善我們的主要需求方面所做的貢獻。是些什麼需求呢？很顯然，食物和健康是放在第一位的。其它我們要考慮的按順序是衣物、住所、休閒和旅行。
(1)食物。化學工業對糧食生產所做的巨大貢獻至少有三個方面。第一，提供大量可以獲得的肥料以補充由於密集耕作被農作物生長時所帶走的營養成
分。（主要是氮、磷和鉀）。第二，生產農作物保護產品，如殺蟲劑，它可以顯著減少害蟲所消耗的糧食數量。第三，生產獸藥保護家禽免遭疾病或其它感染的侵害。
（2）健康。我們都很瞭解化學工業中製藥這一塊在維護我們的身體健康甚至延長壽命方面所做出的巨大貢獻，例如，用抗生素治療細菌感染，用β-抗血栓降低血壓。
(3).衣物。在傳統的衣服面料上，現代合成纖維性質的改善也是非常顯著的。用聚脂如滌綸或聚酰胺如尼龍所製作的T恤、上衣、襯衫抗皺、可機洗，曬乾自挺或免燙，也比天然面料便宜。與此同時，現代合成染料開發和染色技術的改善使得時裝設計師們有大量的色彩可以利用。的確他們幾乎利用了可見光譜中所有的色調和色素。事實上如果某種顏色沒有現成的，只要這種產品確有市場，就可以很容易地通過對現有的色彩進行結構調整而獲得。
這一領域中另一些重要進展是不褪色，即在洗滌衣物時染料不會被洗掉。
4）住所，休閒和旅遊。講到住所方面現代合成高聚物的貢獻是巨大的。塑料正在取代像木材一類的傳統建築材料，因爲它們更輕，免維護（即它們可以抵抗風化，不需油漆）。另一些高聚物，比如，脲甲醛和聚脲，是非常重要的絕緣材料可以減少熱量損失因而減少能量損耗。塑料和高聚物的應用對休閒活動有很重要的影響，從體育跑道的全天候人造篷頂，足球和網球的經緯線，到球拍的尼龍線還有高爾夫球的元件，還有製造足球的合成材料。
多年來化學工業對旅遊方面所作的貢獻也有很大的提高。一些添加劑如抗氧化劑的開發和發動機油粘度指數改進使汽車日產維修期限從3000英里延長到6000英里再到12000英里。研發工作還改進了潤滑油和油脂的性能，並得到了更好的剎車油。塑料和高聚物對整個汽車業的貢獻的比例是驚人的，源於這些材料—擋板，輪胎，坐墊和塗層等等—超過40%。
化學工程師的例行工作
化學工程師經典的角色是把化學家在實驗室裏的發現拿來並發展成爲能賺錢的、商業規模的化學過程。化學家用少量的反應物在試管和派式氧彈中反應相應得到少量的生成物，所進行的通常是間歇性的恆溫下的實驗，反應物放在很小的置於恆溫水槽的容器中，加點催化劑，反應繼續進行，隨時間推移，反應物被消耗，並有生成物產生，產物在合適的間歇時間獲得。
與之相比，化學工程師通常面對的是數量多得多的物質和龐大的（昂貴的）設備。反應器可以容納1000 到10,000加侖甚至更多。蒸餾塔有100英尺多高，直徑10到30英尺。化工廠一個單元流程的投資可能超過1億美元。
在把化學家研製的小型反應器及分離系統“放大”到很大的商業化車間時，通常需要化學工程師的參與。爲了徹底瞭解過程中的化學反應，化學工程師必須與化學家密切合作以確保能得到所需要的反應的動力學性質和物理性質參數以進行設計、運轉和優選流程。這就是爲什麼化工課程要包括那麼多的化學類課程的原因。
化學工程師還必須與機械、電子、土木建築和冶金工程師密切協作以設計和操作工廠的機械設備—反應器、槽、蒸餾塔、熱交換器、泵、壓縮機、控制器和儀器設備等等。在這張設備單上還有一大類是管子。化工廠最典型的特徵之一就是數目龐大的管道貫穿所有生產間。可以毫不誇張地說，在許多車間都有幾百英里長的管道。這些管道輸入和輸出車間的反應物質進行傳遞，同時還可攜帶有用的東西（水蒸氣、冷卻水、空氣、氧、冷卻劑）進入操作單元。
要把實驗室研究商業化，化學工程師要參與進行開發、設計、建築、操作、銷售和研究工作。各個公司用來表示這些工作的名詞不完全一樣，但萬變不離其宗。讓我們簡單地把每個工作描述一下。應該強調的是，我們所討論的工作是“典型的”和“經典的”，但並不意味着化學工程師只能做這些事。化學工程師在數學、化學和物理學方面都有很好的知識基礎，因此，他或她能夠而且確實適應工業、政府部門、大專院校等非常廣泛的職業要求。
1. 開發
開發工作是從實驗室規模向商業化規模轉化所必需的中間階段。開發階段所涉及的“中試”流程所使用的反應器容量爲5加侖，蒸餾塔直徑爲3英寸。開發通常是化學流程商業化的一部分。因爲“放大”規模是一個非常困難的問題。直接從試管研製跳到在10.000加侖反應器裏生產是非常棘手的有時甚至是危險的工作。一些（在實驗室研究階段）根本不明顯的未加以考慮的細微問題，如混合不均勻，溫度梯度輻射狀升高，熱交換面積逐漸降低以及熱交換速度下降等（在後一階段變得影響很大）。
化學工程師與化學家和其他一些工程師協作對中師車間進行設計、安裝和運行，設計方面包括確定設備的尺寸、結構、製造所用的材料。通常中師車間的設計是有很大的變通性的，以便能對各種情況和構造進行評估。
中試車間一旦開始運轉，就能獲得性能數據和選定最佳數值以便從經濟學角度對流程進行評價。對生產過程的每一個階段可能獲得的利潤進行評定。如果結果顯示投入的資金不能有足夠的回報，這項計劃將被停止。
中師車間還提供了評價設備製造材料、測量方法、流程控制技術的機會。中試車間的這些實驗數據對於工業裝置設計的改善能提供有用的幫助。
2,設計
根據在實驗室和中試車間獲得的經驗和數據，一組工程師集中起來設計工業化的車間。化學工程師的職責就是詳細說明所有過程中的流速和條件，設備類型和尺寸，製造材料，流程構造，控制系統，環境保護系統以及其它相關技術參數。這是一個責任重大的工作。
設計階段的產物是很多圖紙：
（1）工藝流程圖。是顯示所有設備的圖紙。要標出所有的流線和規定的條件（流速、溫度、壓力、構造、粘度、密度等）。
（2）管道及設備圖。標明所有設備（包括尺寸、噴嘴位置和材料）、所有管道（包括大小、控制閥、控制器）以及所有安全系統（包括安全閥、安全膜位置和大小、火舌管、安全操作規則
（3）儀器設備說明書。詳細說明所有設備準確的空間尺度、操作參數、構造材料、耐腐蝕性、操作溫度和壓力、最大和最小流速以及諸如此類等等。這些規格說明書應交給中標的設備製造廠以進行設備生產。
3.建造
當設備製造把設備的所有部分都做好了以後，這些東西要運到工廠所在地（有時這是後勤部門頗具挑戰性的任務，尤其對象運輸分餾塔這樣大型的船隻來說）。建造階段要把所有的部件裝配成完整的工廠，首先要做的就是在地面打洞並傾入混凝土，爲大型設備及建築物打下基礎（比如控制室、流程分析實驗室、
維修車間）。
對大部分工程師來說這通常是一個令人激動、享受成功的時候。你將看到自己的創意由圖紙變爲現實。鋼鐵和混凝土代替了示意圖和表格。建築是許多人多年辛勞的結果。你終於站到了發射臺上，工廠將要起飛還是最後失敗。揭曉的那一刻即將到來。
在啓動階段，工程師們通常需輪流值班。在很短的時間裏有很多的東西需要學習。一旦車間按照設定程序成功運轉，它就轉變爲產品的常規生產或製造部門。
4.製造
化學工程師在製造階段佔據中心的位置。車間技術服務部門負責車間有效而安全地運轉的技術方面。他們進行生產量和性能測試以找出設備的瓶頸在哪，然後設計一些修正或附加的東西以解決這些瓶頸。
化學工程師研究一些方法節省能源，降低原材料消耗、減少不合要求的需進行處理的產品的生產，以降低生產成本。他們還研究一些提高產品質量、減少空氣和水中環境污染的措施。
5.技術銷售
許多化學工程師發現在技術銷售中充滿了刺激性的、有利可圖的機會。與其它的銷售業務一樣，這項業務包括拜訪客戶，推薦一些特別的商品以滿足客戶的需要，並確保訂單能順利完成。銷售工程師是公司的代表，必須十分清楚公司的產品生產情況。
6.研究
化學工程師能從事多種類型的研究工作。他們與化學家聯合開發新的或革新的產品。他們探索新的和改良的工程技術（比如更好的計算機程序以模擬化工工藝，更好的實驗室分析方法分析有代表性的化學產品，新型的反應和分離系統。）他們研究改進的傳感器以進行物理性質的在線檢測，他們還研究單個流程結構和設備。
什麼是高聚物
什麼是高聚物首先他們是合成物和大分子而且不同於低分子化合物譬如說普通的鹽。與低分子化合物不同的是普通鹽的分子量僅僅是58.5而高聚物的分子量高於105甚至大於106。這些大分子或“高分子”由許多小分子組成。小分子相互結合形成大分子大分子能夠是一種或多種化合物。舉例說明想象一組大小相同並由相同的材料製成的環。當這些環相互連接起來可以把形成的鏈看成是具有同種分子量化合物組成的高聚物。另一方面獨特的環可以大小不同、材料不同相連接後形成具有不同分子量化合物組成的聚合物。
許多單元相連接給予了聚合物一個名稱poly意味着“多、聚、重複”mer意味着“鏈節、基體”希臘語中。例如稱爲丁二烯的氣態化合物分子量爲54化合將近4000次得到分子量大約爲200000被稱作聚丁二烯合成橡膠的高聚物。形成高聚物的低分子化合物稱爲單體。下面簡單地描述一下形成過程.
因而能夠看到分子量僅爲54的小分子物質單體如何逐漸形成分子量爲200000的大分子高聚物。實質上正是由於聚合物的巨大的分子尺寸才使其性能不同於象苯這樣的一般化合物。例如固態苯在5.5℃熔融成液態苯進一步加熱煮沸成氣態苯。與這類簡單化合物明確的行爲相比像聚乙烯這樣的聚合物不能在某一特定的溫度快速地熔融成純淨的液體。而聚合物變得越來越軟最終變成十分粘稠的聚合物熔融體。將這種熱而粘稠的聚合物熔融體進一步加熱不會轉變成各種氣體但它不再是聚乙烯如圖1.1。
發現另一種不同的聚合物行爲和低分子量化合物行爲是關於溶解過程。例如讓我們研究一下將氯化鈉慢慢地添加到固定量的水中。鹽代表一種低分子量化合物在水中達到點叫飽和點溶解但此後進一步添加鹽不進入溶液中卻沉到底部而保持原有的固體狀態。飽和鹽溶液的粘度與水的粘度不是十分不同但是如果我們用聚合物替代譬如說將聚乙烯醇添加到固定量的水中聚合物不是馬上進入到溶液中。聚乙烯醇顆粒首先吸水溶脹發生形變經過很長的時間以後進入到溶液中。同樣地我們可以將大量的聚合物加入到同樣量的水中不存在飽和點。將越來越多的聚合物加入水中認爲聚合物溶解的時間明顯地增加最終呈現柔軟像麪糰一樣粘稠的混合物。另一個特點是在水中聚乙烯醇不會像過量的氯化鈉在飽和鹽溶液中那樣能保持其初始的粉末狀態。總之我們可以講1聚乙烯醇的溶解需要很長時間2不存在飽和點3粘度的增加是典型聚合物溶於溶液中的特性這些特性主要歸因於聚合物大分子的尺寸。如圖1.2說明了低分子量化合物和聚合物的溶解行爲。
研究和開發
研究和開發，或通常所稱R&D是製造業各個部門都要進行的一項活動。我們馬上可以看到，它的內容變化很大。我們首先了解或先感覺一下這個詞的含義。儘管研究和開發的定義總是分得不很清楚，而且有許多重疊的部分，我們還是要試着把它們區分開來。簡單說來，研究是產生新思想和新知識的活動，而開發則是把這些思想貫徹到實踐中得到新工藝和新產品的行爲。可以用一個例子來描述這一點，預測一個有特殊生物活性的分子結構併合成它可以看成是研究而測試它並把它發展到可以作爲一種新藥推向市場這一階段則看作開發部分。
1.基礎研究和應用研究
在工業上進行研究和開發最主要的原因是經濟利益方面，是爲了加強公司的地位，提高公司的利潤。R&D的目的是做出並提供信息和知識以減低不確定性，解決問題，以及向管理層提供更好的數據以便他們能據此做出決定。特別的項目涵蓋很大的活動範圍和時間範圍，從幾個月到20年。
我們可以在後面的段落裏舉出大量的R&D活動。但是如果我們舉出的點子來源於研究院而不是工業化學家的頭腦，這就是基礎的或探索性的研究。
基礎研究通常與大學研究聯繫在一起，它可能是由於對其內在的興趣而進行研究並且這種研究能夠拓寬知識範圍，但在現實世界中的直接應用可能性是很小的。請注意，這種以內就在提出和解決問題方面提供了極有價值的訓練，比如，在指導下完成研究工作的學生所接受的研究方法學（的訓練）。而且，從這些工作中產生的“有用的副產品”隨後也能帶來可觀的使用價值。因此，物理學家宣稱要不是量子理論的研究和發展我們可能仍然沒有計算機和核能量。不管怎樣，舉一個特殊的化學方面的例子吧，在各個領域如烴的氧化方面所做的廣泛的研究將爲一些特殊的領域如環己烯氧化生成尼龍中間產物提供有用的信息。
通過合成可以生產出一些新的、更特殊的試劑以控制特殊的官能團轉換，即發展合成方法或完成一些具有生物活性的新分子的合成。儘管前者顯然屬於基礎性研究而後者則包括基礎研究和實用性研究兩部分。所謂“實用性”習慣上是指與在工業實驗室完成的研究聯繫在一起的，因爲它更具目的性，它是商業行爲驅動的結果。
然而，請注意。近幾年有很大的變化，大學研究機構正越來越多地轉向工業界尋求研究經費，其結果就是他們的研究工作越來越多地是致力於實用研究。即使這樣，學院工作的重點通常還是在於研究而不是開發。
2üひ笛芯亢塗發的類型
通常在生產中完成的實用型的或有目的性的研究和開發可以分爲好幾類，我們對此加以簡述。它們是：（1）產品開發（2）工藝開發íǎ3）工藝改進（4）應用開發：每一類下還有許多分支。我們.對每一類舉一個典型的例子來加以說明。
(1)產品開發。產品開發不僅包括一種新藥的發明和生產ɑ拱括ū熱縊氮ǜ一種汽車發動機提供更長時效的抗氧化添加劑。這種開發的產品已經使ǚ⒍機ǖ姆務期限在最近的十年中從3000英里提高到6000、9000現在已提高到12000英里。請注意ù蟛糠值穆蚣宜需要的是化工產品能創造出來的效果ㄒ嗉茨持痔厥獾撓猛盡Tdflonɑ虺憑鬯姆乙烯≒TFEū還郝蚴且蛭它能使炒菜鍋、盆表面不粘ㄒ子誶逑
（2）工藝開發。工業開發不僅包括爲一種全新的產品設計一套製造工藝ɑ拱括爲現有的產品設計新的工藝或方案。而要進行後者時可能源於下面的一個或幾個原因ㄐ錄際醯睦用、原材料的獲得或價格發生了變化。氯乙烯單聚物的製造就是這樣的一個例子。它的製造方法隨着經濟、技術和原材料的變化改變了好幾次。另一個刺激因素是需求的顯著增加。因而銷售量對生產流程的經濟效益有很大影響。Penicillin早期的製造就爲此提供了一個很好的例子。
（3）工藝改進。工藝改進與正在進行的工藝有關。它可能出現了某個問題使生產停止。在這種情形下ň兔媼僮藕艽蟮難沽σ儘快地解決問題以便生產重新開始ㄒ蛭故障期耗費資財
（4）應用開發。顯然發掘一個產品新的用處或新的用途能拓寬它的獲利渠道。這不僅能創造更多的收入ǘ且由於產量的增加使單元生產成本降低ù傭使利潤提高。舉例來說≒VC早期是用來製造唱片和塑料雨衣的ê罄吹撓猛糾┱溝剿芰媳∧おㄌ乇鶚槍こ躺纖使用的管子和排水槽。
