目前世界各國正以生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)和空間科學(xué)為重點進(jìn)行開發(fā)研究。其中主要領(lǐng)域有:新材料(含精細(xì)陶瓷、功能高分子材料、金屬材料、復(fù)合材料);現(xiàn)代生物技術(shù)(即生物工程.包含遺傳基因重組利用技術(shù)、細(xì)胞大量培養(yǎng)利用技術(shù)、生物反應(yīng)器);新功能元件,如三維電路元件、生物化學(xué)檢測元件等。這些方面的研究大多與精細(xì)化工密切關(guān)聯(lián),在各個方面推動精細(xì)化工的發(fā)展。
其中功能高分子材料和生物工程是精細(xì)化工的新領(lǐng)域中影響和地位最為顯著的。
一、功能高分子材料
是指具有物理功能、化學(xué)功能、電氣功能、生物化學(xué)功能、生物功能等的高分子材料,其中包括功能膜材料、導(dǎo)電功能材料、有機(jī)電子材料、醫(yī)用高分子材料、信息轉(zhuǎn)換與信息記錄材料等。
其中就有這樣一些重要種類:
1.功能膜
經(jīng)實際應(yīng)用的功能膜有電滲析膜、擴(kuò)散透析膜、微孔濾膜、超濾膜、逆滲析膜和氣體分離膜等。膜材料正在向只有耐化學(xué)藥品、耐氧化、耐細(xì)菌、耐有機(jī)溶劑、耐污染、耐洗、耐壓、耐熱、
生物機(jī)體適應(yīng)性和機(jī)械強(qiáng)度高等特性方向發(fā)展。美、日的研究處于領(lǐng)先地位。研究內(nèi)容主要是研究高效率、高選擇性的分離膜材料,也就是要求能夠充分分離用傳統(tǒng)的分離方法耗能多的物質(zhì)(如 無水乙醇、稀有氣體等),以及能分離理化性質(zhì)非常近似和分離困難的物質(zhì)(如異構(gòu)體的分離)。例如從液體中分離乙醇,從石油或石腦油等有機(jī)混合物中分離各組分,分離煤氣化時的高溫、酸性 氣體等,以及能用于這些液體混合物的分離、濃縮和精制。
2.電功能材料
由于電子工業(yè)、情報和信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對導(dǎo)電功能材料的需要越來越多。目前,導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、透明導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電膠粘劑和導(dǎo)電涂料等的發(fā)展很快,并已經(jīng)工業(yè)化。今后研究的重點是:開發(fā)新的導(dǎo)電高分子材料,以期達(dá)到具有金屬那樣高的電導(dǎo)率,甚至能達(dá)到超導(dǎo);將研制成的導(dǎo)電高分子材料實用化;對導(dǎo)電理論深入探討等。
3.醫(yī)用高分子材料
醫(yī)用高分子材料分為體外使用的與體內(nèi)使用的兩大類。體外使用的有醫(yī)療器具,這在國外己大量生產(chǎn)。體內(nèi)使用的如人工臟器、醫(yī)用粘合劑、整形材料和心導(dǎo)管等。此外,還有高分子藥物和在藥物制劑上的應(yīng)用等。
4.有機(jī)電子材料
作電子材料的高分子材料,主要用于絕緣材料、半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料、光刻膠和封裝材料等。由于大型集成電路元件的封裝密度越來越高,故要求開發(fā)能在 300℃使用 2×104h 以上的耐熱性薄膜,要求具有更優(yōu)良性能的電子元器件封裝材料,要求具有更高分辨率的新型光刻膠。
5.信息轉(zhuǎn)換與信息記錄材料
對信息技術(shù)的發(fā)展來說,十分重要的材料是光導(dǎo)纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等。這些材料,目前國外正在大力發(fā)展中。此外,精細(xì)陶瓷的研究、開發(fā)日益受到重視。目前,主要開發(fā)的材料有:高絕緣性陶瓷,它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板;軟磁性陶瓷,它用于電子計算機(jī)、變壓器和磁帶錄音機(jī);壓電性陶瓷,它用于超聲元件、電子電路
和時鐘等;誘電性陶瓷,它用于高容量電容器。
二、生物工程
生物工程(Bioengineering)是直接利用動物、植物、微生物的機(jī)體或模擬其功能而進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的技術(shù)。此處所指的物質(zhì)生產(chǎn)、包括醫(yī)藥、農(nóng)藥及食品添加劑等生物活性物質(zhì);有機(jī)化工原料及甲酵、乙醇等能源物質(zhì);糧食和飼料的生產(chǎn),以及為了凈化環(huán)境而實行的物質(zhì)分解。目前發(fā)達(dá)生物工程的研究、開發(fā),主要圍繞如下幾方面進(jìn)行:
1.重組DNA技術(shù)
DNA(脫氧核糖核酸)具有儲存遺傳信息的功能。生物由于 DNA的核苷酸的堿基部分的排列不同,故儲存的遺傳信息也不同,并按照此種遺傳信息生產(chǎn)各種物質(zhì)。生物如果沒有自己的 DNA 而復(fù)制異種 DNA,那就只能按異種 DNA 的遺傳信息生產(chǎn)異種物質(zhì)。欲使此情況實現(xiàn),就要應(yīng)用 DNA 重組技術(shù)。例如,把具有人干擾素(Interferon)生產(chǎn)能力的基因植入大腸桿菌、可使大腸桿菌獲得產(chǎn)生干擾素的能力。因為大腸桿菌的增殖能力非常強(qiáng),所以能大量生產(chǎn)干擾素等有用物質(zhì)。重組 DNA 技術(shù)的關(guān)鍵是宿主和載體的關(guān)系。現(xiàn)正大力研究開發(fā)穩(wěn)定性高、適合工業(yè)生產(chǎn)的宿主—載體系統(tǒng)。美、日、德等國已經(jīng)完成了重組 DNA 基礎(chǔ)技術(shù)的研究,正欲應(yīng)用于生產(chǎn),特別是干擾素的生產(chǎn)。
2.生物反應(yīng)器
現(xiàn)在,生物反應(yīng)器巳進(jìn)入第二代,即最大限度地利用酶反應(yīng)的特異性和精密的、多階段的反應(yīng)系統(tǒng)。正在研究、開發(fā)的生物反應(yīng)器,根據(jù)其使用目的可分為兩類:通過特定的酶和底物,合成有用物質(zhì)的“合成用生物反應(yīng)器”,例如多肽的合成;利用特定的化合物與酶反應(yīng)而進(jìn)行定量或定性分析的裝置.如診斷用生物反應(yīng)器,它能精確地測定血液中的糖和膽固醇等微量成分。
今后,生物工程在精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域,將會有許多新技術(shù)被開發(fā),并用于產(chǎn)品的生產(chǎn),且使其實現(xiàn)工業(yè)化。生長激素和干擾素己商品化。另外,尿激酶等醫(yī)用酶和工業(yè)用酶已經(jīng)或正在實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。再如,在精細(xì)化學(xué)品的食用色素等食品添加劑、獸藥(如疫苗、激素等)、以及石油鉆井泥漿添加劑等方面也有應(yīng)用。由上述不難看出,生物工程將促進(jìn)精細(xì)化工的技術(shù)水平邁向新的階段。
三、基礎(chǔ)理論進(jìn)展
現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和海量運算問題的進(jìn)展,選鍵化學(xué)、遺傳算法等新興學(xué)科的出現(xiàn)使得精細(xì)化學(xué)品新品種的研究、開發(fā)將出現(xiàn)新的變化:從經(jīng)驗式方法,走向定向分子設(shè)計階段,從而定向開發(fā)新品種。這就可以縮短時間、減少費用、提高篩選幾率,從而創(chuàng)造性能更優(yōu)異的完全新型的品種。例如在醫(yī)藥方面,可能在防治腫瘤、心血管病、病毒性疾病、精神病等方面取得突破,從而開發(fā)出較理想的防治藥物,在提高人的智力和抗衰老方面,也將會取得進(jìn)展。在農(nóng)藥方面,會出現(xiàn)高效、無公害和無殘毒的新農(nóng)藥。當(dāng)然,精細(xì)化工的其他行業(yè)也將獲得突破性的進(jìn)展。
發(fā)達(dá)國家精細(xì)化工企業(yè)發(fā)展策略
一、國際化
目前發(fā)達(dá)國家精細(xì)化工企業(yè)已經(jīng)形成了諸多的跨國企業(yè)集團(tuán),例如始創(chuàng)于 1837 年,世界最大的日用消費品公司之一寶潔公司就采取了多元化的戰(zhàn)略,積極開拓國際市場,尤其是加強(qiáng)多發(fā)展中國家市場的開發(fā)。現(xiàn)在寶潔公司全球雇員超過 10 萬,在全球70 多個國家設(shè)有工廠及分公司,所經(jīng)營的 250 多個品牌的產(chǎn)品暢銷 130 多個國家和地區(qū),其中包括洗發(fā)、護(hù)發(fā)、護(hù)膚用品、化妝品、嬰兒護(hù)理產(chǎn)品、婦女衛(wèi)生用品、醫(yī)藥、食品、飲料、織物、家居護(hù)理及個人清潔用品。
總部位于德國的勒沃庫森的拜耳公司,更是在六大洲的 200個地點建有 750 家生產(chǎn)廠;擁有 120,000 名員工及 350 家分支機(jī)構(gòu),幾乎遍布世界各國。高分子、醫(yī)藥保健、化工以及農(nóng)業(yè)是公司的四大支柱產(chǎn)業(yè)。公司的產(chǎn)品種類超過 10,000 種,是德國最大的產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。
2002 年世界 500 強(qiáng)前 50 位的日本住友的核心企業(yè)日本住友化學(xué)公司與英國 Merisol 公司在南非薩索堡的薩索廠內(nèi)建成合資項目—環(huán)氧樹脂中間體原料生產(chǎn)裝置,現(xiàn)已經(jīng)開工運轉(zhuǎn)。產(chǎn)品是半導(dǎo)體封裝用環(huán)氧樹脂的中間體甲酚-線性酚醛,年產(chǎn)量幾千噸。生產(chǎn)的產(chǎn)品全部供住友化學(xué)公司使用。該公司還通過改擴(kuò)建將其愛媛縣裝置產(chǎn)能增加了 1000 噸/年,使公司總產(chǎn)能提高至 7500 噸/年。2003 年與荷蘭蜆殼集團(tuán)(Shell)簽署意向書,研究在新加坡建設(shè)新的乙烯裂煉廠的可行性,投資額,估計在 10 億美元左右。
通過這些事例,我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)達(dá)國家精細(xì)化工企業(yè)普遍采取了國際化的跨國、跨行業(yè)、跨部門的經(jīng)營策略。這一方面是順應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢,另一方面是通過整合上下游企業(yè),發(fā)揮各國的比較優(yōu)勢,更好的發(fā)展壯大。
值得注意的是,這種生產(chǎn)方式也是由于發(fā)達(dá)國家精細(xì)化工企業(yè)為逃避國內(nèi)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,而將污染轉(zhuǎn)移,降低成本的一種做法。
二、輸出技術(shù)和專利為主
發(fā)達(dá)國家精細(xì)化工企業(yè)由于自身發(fā)展的歷史長,在產(chǎn)品開發(fā)方面積累了豐富的經(jīng)驗,對發(fā)展中國家以輸出技術(shù)為主。同時充分利用 WTO 對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)條款,在輸出技術(shù)的同時,利用專利制度來限制發(fā)展中國家企業(yè)的發(fā)展。
世界上一些著名企業(yè)都擁有大量的專利。杜邦公司擁有 3.1萬件專利,1986 年~1996 年的 10 年間共發(fā)布專利達(dá) 5555 項。拜耳申請獲準(zhǔn)專利共達(dá) 15.5 萬項。帝國化學(xué)工業(yè)公司擁有 15 萬項專利、3.3 萬項發(fā)明。巴斯夫公司在全球的專利總數(shù)為 7.5 萬項。美國陶氏化學(xué)擁有的專利總數(shù)達(dá) 2.9 萬多項,每年用于專利的費用為 3000 萬美元之巨。
近幾年來,國外一些著名企業(yè)為了占領(lǐng)中國化工產(chǎn)品和技術(shù)市場,并為獲得未來的發(fā)展尋求法律保障,紛紛來華申請專利。僅 1998 年,杜邦、殼牌、埃克森公司在中國就分別申請了 1124
項、860 項,343 項專利。這些跨國公司在華的專利申請,一類是圍繞自身的優(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域或拳頭產(chǎn)品,以占領(lǐng)中國市場和制約中國相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展為目標(biāo);另一類是在充分研究中國石油和化工企業(yè)的專利創(chuàng)新構(gòu)思上,或在我國創(chuàng)新構(gòu)思的啟發(fā)下的改進(jìn)或相關(guān)專利的申請,其目的是希望在這些領(lǐng)域獲得優(yōu)勢競爭地位。
知識產(chǎn)權(quán)是國際貿(mào)易競爭中面臨的首要問題,按照“共同游戲規(guī)則”,發(fā)展中國家化工企業(yè)將與發(fā)達(dá)國家跨國公司打一場沒有硝煙的知識產(chǎn)權(quán)保衛(wèi)戰(zhàn),而專利與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(技術(shù)壁壘)將是爭奪的焦點。
三、本土化
發(fā)達(dá)國家跨國公司在國外開展業(yè)務(wù)中,普遍在人員、原材料、品牌和公共關(guān)系中采取本土化的策略。一方面利用該國廉價的人力資源和原材料,壓縮成本,另一方面可以更好的進(jìn)入該過市場,避開管制。
當(dāng)然這種做法可能達(dá)到“雙贏”,但是對當(dāng)?shù)貑T工的差別待遇和殘酷剝削也是存在的。另外將處于產(chǎn)品的衰老期的產(chǎn)品在發(fā)展中國家傾銷,很可能嚴(yán)重挫傷該國的民族產(chǎn)業(yè)。