精細(xì)化學(xué)品復(fù)配技術(shù)應(yīng)當(dāng)受到化工人的高度重視
——開設(shè)精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計課程之思索

熊遠(yuǎn)欽　徐偉箭　李文生

（湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長沙410082）

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精細(xì)化學(xué)品復(fù)配技術(shù)應(yīng)當(dāng)受到化工人的高度重視
——開設(shè)精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計課程之思索

熊遠(yuǎn)欽*徐偉箭李文生

（湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長沙410082）

精細(xì)化學(xué)品已成為當(dāng)今世界化工市場的競爭熱點，對從事新產(chǎn)品開發(fā)的化工職業(yè)人來說，其復(fù)配技術(shù)更是體現(xiàn)其技能水平的標(biāo)尺之一。面向21世紀(jì)的化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生開設(shè)精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計課程具有深刻的職業(yè)技能培訓(xùn)和工程化教育意義。本文簡介了由作者編著、化學(xué)工業(yè)出版社出版的同名高等學(xué)校教材，推介了該課程教學(xué)過程中實施的新穎考查形式和要求。

精細(xì)化學(xué)品；復(fù)配技術(shù)；配方設(shè)計

精細(xì)化工是當(dāng)今化學(xué)工業(yè)中最具活力的新興領(lǐng)域之一，精細(xì)化學(xué)品是新材料的重要組成部分，精細(xì)化工市場已成為當(dāng)今世界化工市場的競爭熱點。精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)多為技術(shù)新、品種替換快、技術(shù)專一性強、壟斷性強、工藝精細(xì)、分離提純精密、技術(shù)密集度高、相對生產(chǎn)數(shù)量小、附加值高的過程。精細(xì)化學(xué)品種類繁多、附加值高、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大、用途廣，直接服務(wù)于國民經(jīng)濟的諸多行業(yè)和各個領(lǐng)域，與人們的日常生活聯(lián)系緊密。精細(xì)化學(xué)品產(chǎn)值占化工總產(chǎn)值的比例（精細(xì)化工率）的高低己經(jīng)成為衡量一個國家或地區(qū)化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)程度和科技水平高低的重要標(biāo)志。但是，我國目前的精細(xì)化學(xué)品不僅品種數(shù)量少，而且質(zhì)量差，其中復(fù)配增效技術(shù)落后是重要原因之一。因此大力加強配方原理以及復(fù)配技術(shù)的研究已成為精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前，精細(xì)化工企業(yè)眾多，企業(yè)的經(jīng)濟效益普遍較好，精細(xì)化工產(chǎn)品的國內(nèi)和出口市場潛力巨大，開發(fā)前景廣闊，因而，各行各業(yè)對具有精細(xì)化學(xué)品開發(fā)知識和技能的畢業(yè)生需求很大。然而，在我國的化工高等教育課程設(shè)置中，復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品化學(xué)及其配方技術(shù)沒有得到應(yīng)有的重視，很多學(xué)校沒有對化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生開設(shè)相關(guān)的課程。我們藉助多年從事精細(xì)化工領(lǐng)域研究與教學(xué)的經(jīng)驗，響應(yīng)學(xué)生和社會的訴求，面向湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計課程［1］。為了保障教學(xué)的科學(xué)性和系統(tǒng)性，使選修的學(xué)生能夠有書可循，我們將近幾年的講義文案整理成書稿，已經(jīng)由化學(xué)工業(yè)出版社以教材的形式面向社會公開發(fā)行。

1　精細(xì)化學(xué)品開發(fā)對配方技能的需求

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步助推著人類社會生活朝著更加多樣化、高效化、個性化發(fā)展，精細(xì)化學(xué)品在國民經(jīng)濟中的地位越來越重要，社會也急需具有從事精細(xì)化學(xué)品研究開發(fā)技能的人才。精細(xì)化學(xué)品的產(chǎn)品大類有三、四十種之多，規(guī)格型號成千上萬，涉及的知識面廣，配方組成復(fù)雜，應(yīng)用要求更是千差萬別。

傳統(tǒng)意義上的精細(xì)化學(xué)品包括兩個大類［2］：一是合成型高純化學(xué)制劑，它們對其中主要化學(xué)物質(zhì)組分的濃度（含量）有很高的要求，常常以其含量達(dá)到多少個“9”作為制品的技術(shù)指標(biāo)，同時還限定了某些雜質(zhì)組分的含量不能超過多少；二是復(fù)配型的精細(xì)化學(xué)品，它們是由多種、有時甚至是上百種化學(xué)物質(zhì)按照一定的配方和工藝過程調(diào)配而成的，往往不太強調(diào)其中各種化學(xué)物質(zhì)的“純度”，更多的是強調(diào)各種組分之間的“和諧、穩(wěn)定、共存”，在使用過程中協(xié)同發(fā)揮各自的性能，提供用戶所期望的功能。從事這兩類精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)、開發(fā)所需要的基礎(chǔ)理論和技術(shù)技能也是略有不同的［3］，如圖1所示。

由圖1可以看出，如果化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品的開發(fā)和生產(chǎn)管理工作，除了需要具備化學(xué)合成所需的生產(chǎn)工藝知識以及產(chǎn)品分離精制的性能表征和測試技術(shù)外，還需要具備相關(guān)精細(xì)化學(xué)品復(fù)配的配方理論與實驗優(yōu)化技術(shù)。這些配方設(shè)計知識在傳統(tǒng)的化學(xué)化工專業(yè)必修課程里是很少涉及的。為了滿足現(xiàn)代化工行業(yè)發(fā)展對專業(yè)人才技能多樣性的要求，增加畢業(yè)生就業(yè)時應(yīng)聘復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品開發(fā)和生產(chǎn)崗位的適應(yīng)性，我們開設(shè)了本課程，并編寫出版了同名教材。課程和教材得到了絕大部分學(xué)生和眾多院校的選修和選用，獲得普遍好評。

圖1　兩類精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)流程與技術(shù)的比較

2　對課程和教材內(nèi)容的考量

現(xiàn)階段，在各個院校的培養(yǎng)計劃和課程設(shè)置方案中，分配給專業(yè)選修課的授課時間是很有限的，一般不會多于32學(xué)時。在這有限的課時內(nèi)不可能對每類復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品都進(jìn)行仔細(xì)深入的講解，因此必須對其中的知識點進(jìn)行分類歸納，重點講授那些具有共同性、通用性的理論，如各類精細(xì)化學(xué)品的劑型設(shè)計、精細(xì)化學(xué)品配方的基本理論、表面活性劑的性能與應(yīng)用技術(shù)、各種功能性原料的應(yīng)用性能與技術(shù)指標(biāo)等知識。在此基礎(chǔ)上，我們選擇人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用到的液體洗滌劑、化妝品、膠粘劑、涂料4類產(chǎn)品展開［2］。由此，我們將本課程和教材分為8章，前3章重點介紹精細(xì)化學(xué)品的特點、種類及其在國民經(jīng)濟中的作用，進(jìn)行精細(xì)化學(xué)品配方研究的重要意義，精細(xì)化學(xué)品各種劑型的應(yīng)用、配方要點、制作工藝及其設(shè)備簡介，配制各類精細(xì)化學(xué)品時所涉及的原料之間的溶解、分散、混合等基礎(chǔ)理論，闡述它們的性質(zhì)、設(shè)計、制造及應(yīng)用的基本原理和方法，并簡單介紹了目前它們的發(fā)展概況和方向，以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣。接下來的4章分別以洗滌劑、化妝品、粘合劑、涂料4類產(chǎn)品為例作了闡釋，分析了它們各自所用的各類組分的作用和功能，介紹了其中各種常用原料的性能和特點，繼而指出4類產(chǎn)品的組成配方結(jié)構(gòu)（各類組分的用量范圍）、配制工藝、主要質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和性能檢測知識。最后一章結(jié)合編著者以往的科研工作經(jīng)歷和成果，介紹了計算機輔助設(shè)計技術(shù)在復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品配方的試驗結(jié)果處理和模型化優(yōu)化方面的應(yīng)用。本課程的教學(xué)重點應(yīng)放在開拓學(xué)生從事精細(xì)化學(xué)品研究開發(fā)的思路，建立科學(xué)性、系統(tǒng)性的配方設(shè)計思維意識上。

從課程的系統(tǒng)性和教材編寫的篇章結(jié)構(gòu)來說，我們認(rèn)為這樣安排是很合理恰當(dāng)?shù)?，既注重了基礎(chǔ)理論（配方選料的原理）的闡述，也以案例方式介紹了4種常見產(chǎn)品的開發(fā)過程，對培養(yǎng)學(xué)生的配方開發(fā)技能有很好的系統(tǒng)性指導(dǎo)作用。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會根據(jù)科學(xué)研究或產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)改進(jìn)的需要，組織開展和實施精細(xì)化學(xué)品配方的設(shè)計與研究工作，包括對相關(guān)文獻(xiàn)資料和市場信息的利用，精細(xì)化學(xué)品的劑型設(shè)計與加工工藝，復(fù)配型化學(xué)品的配方設(shè)計原理，各類精細(xì)化學(xué)品的組分篩選與一般用量的確定，產(chǎn)品規(guī)格的制定和應(yīng)用說明等，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生掌握復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品開發(fā)的基本技能的目的。

3　本課程教學(xué)效果的考查方式

精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計是一個與化學(xué)實驗和工程化密切相關(guān)的課程，其教學(xué)效果的考查方式也必須有別于其他基礎(chǔ)理論課程。但受到課時數(shù)和現(xiàn)有教學(xué)資源、特別是眾多工業(yè)級化工原料采購的限制，現(xiàn)在還沒有開設(shè)相應(yīng)產(chǎn)品的配方調(diào)配實驗。鑒于此，我們將本課程的考查方式設(shè)定為開卷，考查形式和內(nèi)容與化工企業(yè)、研究院所開發(fā)復(fù)配型精細(xì)化學(xué)品的程序和要求“接軌”，即講授完第7章內(nèi)容后，隨機分配給每個學(xué)生不同的產(chǎn)品名稱、劑型、功能要求，要求學(xué)生通過查閱資料，結(jié)合課程中所傳授的配方設(shè)計理論和原則，按照該類產(chǎn)品的配方結(jié)構(gòu)（各類組分原料的用量范圍）進(jìn)行具體的配方設(shè)計。按以下5個條款撰寫配方設(shè)計報告：①產(chǎn)品功能描述，②原料組分用量，③配方設(shè)計說明，④制作工藝注意要點，⑤產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。各條款內(nèi)容與工業(yè)上實際開發(fā)精細(xì)化學(xué)品的程序及技術(shù)要求的一致性如下。

（1）產(chǎn)品功能描述。

說明所設(shè)計產(chǎn)品的功能和應(yīng)用范圍，用戶使用該產(chǎn)品能夠獲得的利益和心理滿足，諸如提高工作效率、降低成本、獲得某種（些）應(yīng)用性能上的滿足，包括清潔、美容、保濕、輔助療效、消毒、簡化工藝過程、提供足夠高的粘結(jié)強度、耐熱、防水、耐酸堿或有機溶劑、節(jié)能、工件裝飾、材料保護(hù)、防腐防銹等等。本節(jié)內(nèi)容近似于產(chǎn)品的技術(shù)推薦信息，激發(fā)讀者（用戶）的購買使用興趣。

（2）原料組分用量。

本節(jié)列舉的是調(diào)配、生產(chǎn)該產(chǎn)品時各種原料的投料量，可按質(zhì)量（或體積）百分比計算，也可按相對百分比數(shù)據(jù)列示，所列示的數(shù)據(jù)允許存在較窄的變化范圍形式，但不能列示成缺乏計量意義的較寬泛的值域。在實際的化工生產(chǎn)中，它是生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)投料、核定產(chǎn)品原料消耗和原材料成本的依據(jù)。

（3）配方設(shè)計說明。

本節(jié)要求按各種配方組分原料說明其選用理由，在產(chǎn)成品的使用過程中各自發(fā)揮什么功效，必要時，對在同類相似原料品種中擇此而棄彼的緣由的解釋，是對學(xué)生對于教材中配方理論和劑型穩(wěn)定原理理解的考查。在生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)精細(xì)化學(xué)品的過程中，這部分內(nèi)容最能體現(xiàn)配方設(shè)計師的既有經(jīng)驗和熟練技巧，大多數(shù)情況下只需“意會”，無須整理成文本做“言傳”。

（4）制作工藝注意要點。

這一節(jié)內(nèi)容是對學(xué)生掌握各種原料性能、生產(chǎn)設(shè)備、配制工藝、產(chǎn)品穩(wěn)定性影響因素等知識的檢驗，學(xué)生需要對這幾個方面做出回答。在企業(yè)開發(fā)精細(xì)化學(xué)品的實際工作中，由配方設(shè)計師對生產(chǎn)過程制訂的工藝操作規(guī)程，明確指明各個工藝節(jié)點上的表觀現(xiàn)象判斷或者中間控制技術(shù)指標(biāo)要求、操作注意事項。如果有必要，也可以在這一節(jié)寫上產(chǎn)品的使用注意事項。

（5）產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。

本節(jié)考查內(nèi)容的設(shè)置是與企業(yè)新產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的，幫助學(xué)生樹立“質(zhì)量是產(chǎn)品的生命”的理念。在產(chǎn)品銷售交接過程中，買賣雙方都要以可以量化檢測的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)來判斷產(chǎn)品是否合格；當(dāng)雙方對產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生異議時，或者由國家授權(quán)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測站例行抽檢時，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就是監(jiān)測過程必須依據(jù)的法律文本。同時，也是對學(xué)生掌握課程中有關(guān)產(chǎn)品性能表征和檢測技術(shù)的程度的評判。

從上述撰寫配方設(shè)計報告的要求來分析，我們認(rèn)為這些內(nèi)容在一般教科書、產(chǎn)品配方手冊、網(wǎng)頁信息上是很難找到現(xiàn)成的、恰好吻合的資料的。還以眾多的、每個學(xué)生設(shè)計的產(chǎn)品種類、劑型、功能各異相區(qū)分，避免了常見的同學(xué)之間相互“借鑒”、“拷貝”的弊端。同時，設(shè)計報告的每一節(jié)內(nèi)容都與精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)的開發(fā)設(shè)計過程和工作相“對接”，體現(xiàn)了工程化教學(xué)。通過幾年的實施，證明這樣得到的考查成績具有很好的可信度、區(qū)分率和公正性。難能可貴的是，也得到了學(xué)生的一致認(rèn)同，贊譽這樣的考查形式比較新穎，答題有難度，與畢業(yè)后的職業(yè)工作內(nèi)容聯(lián)系緊密，能夠有效激勵他們的學(xué)習(xí)熱情。

4　結(jié)語

精細(xì)化學(xué)品配方的設(shè)計技術(shù)非一門課程、一本書所能包容的。本課程的修讀只能為選修學(xué)生提供一些入門的基礎(chǔ)知識。從精細(xì)化學(xué)品在化工領(lǐng)域中地位的急劇提升和快速發(fā)展態(tài)勢來看，復(fù)配技術(shù)務(wù)必要受到化工職業(yè)人的高度重視，本文結(jié)束之際，借用某行業(yè)的傳統(tǒng)門聯(lián)評價配方設(shè)計技術(shù)：“雖屬毫末技藝，卻顯頂上功夫”。

［1］熊遠(yuǎn)欽.精細(xì)化學(xué)品配方設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［2］化學(xué)工業(yè)部.精細(xì)化工產(chǎn)品分類暫行規(guī)定.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1986.

［3］朱洪法.精細(xì)化工產(chǎn)品制造技術(shù).北京:金盾出版社，2002.

Compounding Technique of Fine Chemicals Shall Be Highly Valued by the Chemical Workers：Thoughts on Fine Chemical Formula Design Course

XIONG Yuan-Qin*XU Wei-JianLI Wen-Sheng
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Hunan University，Changsha 410082，P.R.China）

Fine chemicals field has become a hot issue in the world chemical market.For chemical professionals who are engaged in new products development，the compound technology is one of the rulers that reflects their skill level.The fine chemical formula design course is educational for students majoring in chemistry and chemical engineering for their vocational skills.This article introduces the college textbook entitled Fine Chemical Formula Design and published by Chemical Industry Publishing House，as well as recommends the new test forms and requirements in the teaching process.

Fine chemicals；Compound technology；Formula design

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201509006

，Email:xyuanqin@sina.com