
傳統的化學試劑被稱作“通用試劑”。這表明:化學試劑的應用極其廣泛。但隨著科學技術的突飛猛進,這類試劑的通用性逐漸喪失;而且不能滿足日益增長的各方面需要。因此,當前新的試劑不斷應運而生,它們具有以下的特點。
門類眾多
就大類言,則有生化試劑、環境分析試劑、臨床診斷試劑等。如細分之,則生化試劑又可分為氨基酸、酶與輔酶、碳水化合物、核苷酸、藥物代謝物、興奮劑、腦科學用試劑、生物分子學用試劑、基因分析試劑、重組劑、測序劑等小類。環境分析試劑則有水質分析試劑、殘留農藥分析試劑等。其中分析二惡英(多氯二苯并-對二氧雜環己烷)就有32種。臨床診斷試劑則有活體診斷輔助試劑、腎功能試劑、肝功能試劑等。以上是根據應用目的而劃分的。如按應用技術分類,則又有色譜試劑、電泳試劑等大類。屬于新門類的試劑都是專用試劑,缺乏通用性。
本身就是高科技產品
技術含金量高,大多為高新尖科技服務。
質量要求高
如鄰甲苯不含間甲苯、對甲苯等異構體。手征性試劑的主成分應≥95%。色譜試劑應附有紫外吸收數據。因此其技術規格的數據比通用試劑要多得多。
包裝特殊
(1)包裝單位很小,一般以mg計。如有的二惡英品種僅1mg。(2)有特殊要求,如須充氮氣以防因混入空氣而引起氧化變質;或須有特殊的冷凍附加裝置。如試劑級酶有保持-0℃(低于0℃)或-20℃的規定,此外,倉儲要求也有嚴格規定。
新試劑開發是市場競爭的必然趨勢
一個試劑生產廠或公司如果墨守成規、故步自封、無所作為,必將在激烈的市場競爭中被淘汰。因此,每個廠家無不狠狠抓住“創新”這條生命線。不斷開拓新的試劑門類,特別是可以運用組合合成的成果,多、快、好、省地實現這一至關重要的戰略目標。此外,高額利潤的回報也是不斷開發新試劑門類的動力。例如,Sigma公司生產的免疫毒素192-lgG-SAP 100цg包裝單位售價高達2257.50美元。
化學試劑的應用面極廣,它的開拓和創新在推動人類社會進步事業中起著極其重要的作用,因此它的發展有著廣闊的空間。
開發新化學試劑的必備條件
必須擁有高素質的人才
人才是根本。因此,化學試劑生產廠家不論大小,無不竭力羅致各種有用人才,而且是高素質的,擁有博士學位的人才不在少數。否則無法勝任開拓新試劑的艱巨工作。
所謂“有用的高素質人才”大致包括以下各類:
(1)具有遠見卓識、通曉試劑發展趨勢的、能總攬全局的決策人才。
(2)具有銳敏觀察力的、能隨時捕捉新涌現的科技信息和市場動態的信息人才。
(3)具有開發新試劑能力、并能優化合成工藝的專業人才。所謂“優化”有兩層含義:既能貫徹“走可持續發展”的總方針,采用“綠色化學(green chem-istry)”工藝;又能采用降低成本而保證質量的最佳路線。
決策人才決定新開發的試劑的特色;開發專業人才決定其優良的質量;信息人才決定其“人無我有”的新穎性。兼具新、特、優三性的試劑必能占領市場而出名。所謂“新、特、優”是以“特”和“優”作基礎的。
必須擁有開發新試劑必需的物質條件
關于這一點是不言而喻的。就筆者所知,在國外,科技人員提出的購置新儀器的申請,都能得到迅速的批準。
傳統試劑的現狀
量大但技術含金量低
與上述新門類的專用試劑相比,傳統試劑的技術含金量要低得多。因此,售價也低得多。生產廠家從中獲得的利潤也少。從而也缺乏發展這類試劑的動力。
品種雖多,但實際應用的有效品種要少得多
“有效的品種數比名義品種少”有如下的情況。
碳酸氫鈉、碳酸氫鉀和碳酸氫銨名義上是3種,實際用途則一,其中鈉鹽用得最普遍。須用鉀鹽代鈉鹽的情況似前所未聞,至于碳酸氫銨不僅純度不高,且含氨基甲酸銨,實為一混合物,因而更罕用。又如過二硫酸的銨鹽和鉀鹽peroxodisulfate)作為氧化劑是通用的,前者更常用。這類本身作用重復有倩況不少。其他這類例子很多,不勝枚舉。
新陳代謝的作用
氧化滴定劑高錳酸鉀是當之無愧的“元老”;但它氧化能力太強、制備標準溶液相當麻煩。須用草酸鈉標定其準確濃度。這一標定的過程有極復雜的反應機理。因此,高錳酸鉀標準溶液的確切濃度因標定時的溫度、酸度等因素而不同。與理論的反應16H+十2MnO42-十5C2042-→2Mn2+十10CO2十8H2O不盡吻合。相比之下,硫酸鈰具有單電子反應的簡單機理;惜由于純度不高,且本身呈黃色。而重鉻酸鉀基準試劑則濃度穩定,毋需標定,溶于水中即可成HCrO4-而直接應用,故為使用者樂用。因此,高錳酸鉀和硫酸鈰的需求量要比重鉻酸鉀少得多。
有些試劑“先天不足”,一進入市場就難以立足,如甲苯-3,4-二硫酚在與空氣接觸時易氧化成黃色油狀物或白色聚合體(C7H6S2)n,故須在通氮氣后放入冰柜中冷藏貯存,因此不便使用。
化學試劑發展趨勢:小編認為將提高自給率
隨著現代汽車、新能源、航空航天的快速發展及人民生活水平的不斷提高,化學試劑行業新材料在我國的需求量逐年增加。預計到2015年,化學試劑工程塑料需求量約為360萬噸,特種橡膠需求量約為250萬噸,有機硅約為100萬噸,有機氟為75萬~80萬噸,高性能纖維約為4萬噸,生物質材料約為14萬噸。
雖然說化學試劑估計有良好的市場前景,但目前我國化工新材料的自給率僅為65%,特別是工程塑料、特種橡膠等石化基新材料自給率僅為33%左右,且工程塑料產量中外資企業占很大比重。國內生產的化工新材料主要是低檔產品,中高檔產品主要依靠進口,且缺乏針對細分市場的專用型產品。我國化學試劑新材料研發力量薄弱,工程化水平更低,致使一些主要產品如聚甲醛、聚碳酸酯、丁基橡膠等的技術長期得不到突破。
為提高保障化學試劑的綜合能力,“十二五”期間,化學試劑新材料產業將通過產學研用相結合,提高自主創新能力。到“十二五”末,預期總產值達到4000億元,年均增長率超過15%。研發投入明顯增加,重點新材料企業研發投入占銷售收入比重達到5%,建成一批新材料工程技術研發和公共服務平臺。產品綜合保障能力提高到75%,實現碳纖維、丁基橡膠、聚碳酸酯等關鍵品種產業化、規?;?br />
據了解現在的化學試劑高性能纖維中,碳纖維領域將選定3~5家企業,進行持續的技術研發工作,開發系列牌號碳纖維產品,提高單線生產能力,實現千噸級裝置穩定運轉;突破關鍵技術,實現成套設備國產化;強化熱能的綜合利用及廢氣治理,實現節能降耗和清潔生產;開發工業用途的碳纖維復合材料,爭取實現一批上下游產業鏈配套的碳纖維產業集群。芳綸領域要擴大間位芳綸生產規模,突破對位芳綸產業化瓶頸,拓展在蜂巢結構、絕緣紙領域的應用,到2015年產能達到1萬~2萬噸。超高分子量聚乙烯領域要扭轉干法產品比例低的局面,將干法產品比例提高到70%,達到國際水平。
生物可降解材料則要建設工業化規模的化學試劑聚乳酸生產裝置,2015年全國至少具備10萬噸的年產能。推進生物基高分子新材料和生物及綠色化學品產業發展,實現生物法丁二酸的工業化生產,為大規模的PBS生產提供廉價的原料。加強生物醫用材料化學試劑研究,大力發展高性能、低成本醫用高端材料和產品。
在新材料產業布局上,應發揮資源優勢,依托烯烴基地和下游產業,集中布局,園區化發展?;瘜W試劑碳纖維等增強纖維在產業化和應用示范取得重大突破前原則上限制新建項目。要加強保護螢石等稀缺資源,控制氟化工初級產品加工規模。要合理控制化學試劑有機硅產業甲基單體總量,限制新建單套規模10萬噸/年以下的生產裝置,大力發展苯基、乙烯基、烷氧基硅烷等特種單體。
化學試劑技術是我國化工新材料發展的短板,行業應認真分析自給率和開工率雙低的現象,引進化學試劑技術和自主創新同步發展。企業應理性進入化工新材料領域,不宜過度投資,同時做好聯合開發和技術服務工作,積極培育和引導市場。