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工作两年所感受到的化学

 木立 2014-06-09

       我2012年毕业于中北大学军事化学与烟火技术专业,如今工作已经两年了,一直从事化工方面的工作,最开始是合成小分子的化合物(如:RDX、HMX、PETN等),还有一些简单的混合物(延期药,在此不表型号),后来出系统进入民营企业,从事合成高聚物(主要是聚氨酯材料)的工作,不得不说,在这个期间对化工的认识有了翻天覆地的变化。

      这个变化主要就是一点,关于是否能进行量化的计算,以及理论可以在多大程度上计算出结果。

      对于小分子物质,由于成分简单,纯度高,往往可以通过现有的理论进行计算(物理化学)得出相应的反应条件以及准确的估计出反应结果,然后通过相关设备进行表征(气象色谱),便可以确定是否得到了理想的产物,还可以准确的确定主要成分的分子结构(因为成分本来就单一,纯度高,分子结构的一致性很高,产率高的话,杂质很少)。从事这项工作期间,充分感受到了化学理论的伟大,因为用理论计算,就可以十分准确地计算出结果,意料之外的事情,很少发生,因为可能发生的副反应就那么几种,通过相应催化体系进行抑制,结果可以十分接近理论值,总而言之,大多数时间,就是一切尽在掌握。

      但是当遇到高聚物的时候,就深感人类的渺小和理论的苍白了,甚至感觉发展了百余年的化学学科仅仅是纸上谈兵而已,在应用中只能给出一个极其笼统的方向,而得出具体的用量,就要靠化学实验来完成了。

      合成高聚物的原料,比如:组合聚醚多元醇,是个地地道道的混合物,而其主要成分聚醚多元醇本身就是混合物,简而言之,没有统一的分子式,虽然高中化学学的不错的人都知道这一点,但是这一点给试验和生产上带来的困难是相当巨大的。没有分子式,意味着连准确的化学反应方程式都写不出来,给出分子量自然是天方夜谭,从根本上断了理论计算的可能性。于是只能根据相应的理论甚至是其他人的经验来确定大致的方向(尤其是在确定催化体系的时候),只能根据理论和经验来确定该用哪种催化剂,然后具体的用量就要用大量的实验来确定了。这个时候你会感觉到,进入高分子领域,有机化学和高分子化学的理论几乎没有用,而有点用的就是高分子物理,因为高分子物理会让你头脑中对于分子结构(网状、链状)有一个大致的印象,然后根据产物的性状来估计催化体系的问题(主要是预测交联是否充分,链是否牢固),说它有用,也就这点用。进入实验阶段,你会感到,你就像一个江湖郎中,水多加面、面多加水,只是把步长确定好了就行,要是现有催化剂过量了也不行,就换,然后周而复始直到得出理想的结果。我跟一些供应商的工程师谈的时候,都提到了一个经验,就是深感人类在高分子理论领域的无力,他们有的人甚至把化学放在旁边,去看易经中的排列组合用法以确定试验顺序和方案,有的时候戏说一下,学了那么多门化学,搞混合物和高聚物,还不如学一门算卦呢。虽说如此,化学理论在总试验方向上的确定方面的作用是不可替代的,只是到了混合物和高聚物中几乎没有量化计算的可能。

      这就是我工作两年的感受,欢迎各位同行批评指正,交流经验。

 

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