马 斌 丁惠平

（河南化工技师学院，河南 开封475000）

1 引言

如今在许多人眼中，化工依然被贴上了“危险”“污染”“有毒有害”的标签，人们总是谈“化”色变，试图远离化工。然而，如果我们真的离开化工，我们的生产和生活又会怎样呢？

从经济角度来说，化工是基础产业，产值巨大，是全国GDP的重要组成部分，据工信部数据显示，我国化工行业总产值在2010年以7 700亿美元超越美国跃居世界首位，以后每年呈增长趋势。从民生角度来说，化工行业和我们的衣食住行休戚相关，解决了人们日常生活中一切和材料相关的问题。

2020年春节前开始蔓延的新冠肺炎疫情让我们更加清醒地认识化工、善待化工。从疫情期间防护用品的缺乏，医疗设备的紧缺，药物、疫苗研发的迫切，到以中国速度建设火神山、雷神山医院及方舱医院，使人们摘下了以往看待化工的“有色眼镜”，认识到化工行业在国民经济和社会生活中的重要性。这次新冠肺炎阻击战，化工行业竭尽所能积极组织企业开足马力生产，在医疗物质保障等方面发挥了独特的作用，对防控疫情取得阶段性胜利做出了化工人的贡献。

2 防护用品

2.1 口罩

新冠肺炎的主要传播途径为飞沫传染和接触性传染，因此前线医护人员所必需的防护用品主要有口罩、防护服、护目镜等，而口罩则为普通民众的出门必备防护。

口罩作为最基本的防护用品一时成为了最稀缺资源。目前，我们所需的口罩主要分为一次性医用口罩、医用外科口罩以及N95口罩。一次性医用口罩的结构至少为三层，即SMS结构（图1），而N95口罩由于过滤级别更高，结构上做了优化，一般为SMMMS结构，其中S层指的是聚丙烯生产的无纺布，M层指的是高熔融指数的聚丙烯生产的熔喷无纺布。熔喷布为口罩的核心滤材，阻隔病毒和细菌，被称为口罩的“心脏”。而口罩之所以供不应求的原因之一，就是缺少核心材料熔喷布。熔喷布的生产过程是先将聚丙烯融化经喷丝孔喷成纤维状，在高速热气流的喷吹下形成极细的短纤维后聚集成纤维网并利用自身余热互相粘结成布，这种熔喷布上的纤维直径可以小到0.5～10微米。此外医用口罩的生产还要对熔喷布进行驻极处理，使纤维带有电荷从而实现静电吸附过滤。生产出的医用口罩需要经环氧乙烷进行灭菌处理，之后通过解析的方式除去口罩上的环氧乙烷残留，据工信部介绍，口罩解析消毒的过程需耗时7～14天。

图1 口罩的SMS结构

图2 无纺布原料聚丙烯的生产

无纺布生产用纤维主要是丙纶、涤纶，还有锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶、氯纶。医用无纺布产品是利用化学纤维包括聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、碳纤维和玻璃纤维制成的医疗卫生用纺织品。口罩所需熔喷布原料主要为聚丙烯树脂，是五大通用合成树脂（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS）之一，是以丙烯为主要原料聚合或与乙烯、丁烯等共聚单体通过聚合反应生产制得[1]。聚丙烯广泛应用于包装、纤维、汽车、家电等日用品以及工业品等领域的生产[2]，近几年在医疗领域也有较普遍的应用。聚丙烯主要为石油化工产物，产能巨大，但是聚丙烯转为熔喷布则存在很大的产能瓶颈，市场上熔喷布价格已经翻了几番。中国石油化工集团公司等石油化工企业凭借原料优势纷纷扩大熔喷布生产（图2），与下游口罩生产企业对接以扩大口罩产能。

疫情蔓延以来，口罩一直成为紧缺资源，随着大批企业复工，口罩的缺口还将进一步扩大。根据2月3日国务院联动机制新闻发布会上工信部总工程师田玉龙介绍，我国口罩日产能为2 000多万只，为全球最大。而随着各方企业纷纷加入口罩生产大军，据国家发展改革委调度数据，截止到2月29日，包括普通口罩、医用口罩以及N95口罩在内，全国口罩日产能达到1.1亿只，为2月1日的5.2倍，大大缓解了口罩的供需紧张问题。

2.2 医用防护服

医用防护服作为防化服中的一类，主要用于医护人员穿着，不仅要排湿透气、穿着自如，还要让医护人员免受诊疗过程中病毒、细菌等各种污染物的感染，抵挡住水液、酒精、油渍侵入，而且要有效抗静电，甚至防止灰尘进入，即做到拒水、拒血液、拒酒精、拒病毒以及抗静电的“四拒一抗”[1]。国家卫健委称一次性医用防护服不得重复使用，这样在应对疫情期间医用防护服需求量巨大。

医用防护服所采用的材料与一般的织造材料不同，采用的是微纳米级别材料。这种复合材料可以通过不同材料复合，如用聚乙烯/聚丙烯纺黏非织造布与透气微孔薄膜或其他非织造布复合[1]。

常见的医用防护服通常是由帽子、上衣、裤子组成的连身式结构（图3），在制作中有着严格标准，包括防护性（密封性）、服用性、安全卫生性。制作一件医用防护服工艺流程为：裁剪、缝合、上松紧、粘合压胶条，涉及到的机器有平缝机、包缝机和压胶机[1]。

为了方便行动和工作，为穿着提供更好的灵活性，防护服的腰部通常通过平缝机用弹性橡筋收紧，以增加工作效率和使用安全性（图4）。粘合压胶条是医用防护服制作的一道重要工序，指的是用压胶机将防护服中所有线迹、针孔进行压胶密封（图5），以防止粉尘或是液体从缝纫的针孔中进入，增强防护服的隔离性能和使用安全[1]。

图3 医用防护服的结构与工艺

图4 医用防护服制作工艺——腰部压橡筋

图5 医用防护服制作工艺——粘合压胶条

医用防护服制作出来后也需要进行消毒灭菌处理，常见的灭菌方式有环氧乙烷灭菌与辐照灭菌，前者灭菌工艺周期为7～14天，后者可将时间大大缩短在一天之内，但此法灭菌处理后的防护服有效使用期限仅为一个月。

3 消杀产品——消毒液

疫情发生以来，人们的消毒意识越来越强，因此消毒液成为继口罩之后的又一脱销产品，消毒液生产企业也都纷纷提前复工复产，成为春节假期最忙碌的企业之一。

可有效灭活病毒的消毒液主要有乙醚、75%的乙醇和含氯的消毒剂等[3]。按照化学成分可以将有效灭活病毒的消毒液分为含氯型消毒液、过氧化物类消毒液以及乙醇等。含氯型消毒液主要指我们日常生活中使用的84消毒液（图6），有效成分为次氯酸钠，含量一般为5.5%～6.5%[4]，这类消毒液价格低廉、杀毒效果好。过氧化物类消毒液主要有过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯等，这类消毒剂具有强氧化性，优点是对各种微生物都十分敏感，消毒后在物品上无毒性残留[5]。75%的酒精主要成分是乙醇，也就是我们常说的医用酒精（图6）。该浓度下的酒精既能使细菌中的蛋白质凝固从而杀灭细菌，又不至于使细菌表面形成薄膜阻止酒精向细菌内部的深入，因此可有效进行病菌的灭活[6]。

图6 消杀产品——酒精、84消毒液

图7 消毒液的生产

在消毒产品异常紧缺的当下，很多化工企业纷纷加入扩产，甚至有的企业“跨界”转产消毒液。据天眼查数据显示，疫情发生的2月1日—3月5日期间，我国新增消毒液等消杀用品生产企业超两千家（图7）。多方努力使得消毒液日产量大幅增加，据工信部数据显示，截至2月20日，84消毒液日产量较1月底提高了207%，一定程度上缓解了供需矛盾。但随着疫情的逐步好转，各地区也逐渐解封，企业纷纷复工，大众外出消费活动恢复正常，疫情期间的日常消毒管理成为常规化和长期化，民众对个人居家消毒及公共场合的环保消毒需求会不降反增，短期内还是无法做到消毒液“自由”。各地化工企业不断扩大生产能力，使消杀用品产量逐步满足人民需求。

4 医疗用品

自新冠肺炎发生以来，每日确诊病例、疑似病例、治愈出院病例等数据成了人们关注的焦点。在这些数据背后，除了无数白衣天使的前赴后继以外，俗话说巧妇难为无米之炊，化工行业也为其提供了基础保障。

4.1 试剂盒与抗病毒药物

新冠肺炎的确诊与治疗离不开核酸检测试剂盒以及抗病毒药物。本次新冠病毒2019-nCoV是一种以RNA为遗传物质的病毒。对新冠肺炎的确诊检测思路为检测出该新冠病毒的遗传物质，而对新冠肺炎的治疗思路为阻断该病毒的复制过程来阻断病毒在体内的传播从而治疗疾病。在病毒检测和抗病毒药物研发方面，化学工业领域的分子设计、药物合成等技术发挥了重要作用。

图8 核酸检测试剂盒

核酸检测试剂盒（图8）的研发与生产运用了RT-PCR技术，即Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction，中文叫做逆转录聚合酶链式反应[7]。运用此技术研发出来的检测试剂盒对本次新冠肺炎2019-nCoV病毒最快只需1～2个小时即可检测出结果。据工信部数据显示，截至2月1日，我国试剂盒日产量已达77.3万人份，可以充足保证疑似患者的确诊检测供应。

抗病毒药物的研发与生产主要依赖化学有机合成，目前，抗病毒药物共有六大类，即穿入和脱壳抑制剂、DNA多聚酶抑制剂、逆转录酶抑制剂、蛋白质抑制剂、神经氨酸酶抑制剂和广谱抗病毒药。而针对此次新冠肺炎病毒还没有有针对性的特效药，国家卫健委根据过往病毒性疾病的诊疗经验，在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第七版）》中推荐试用的药物有：α-干扰素（雾化吸入），洛匹那韦/利托那韦（口服剂），利巴韦林（静脉注射），磷酸氯喹（口服剂），阿比多尔（口服剂）。

4.2 一次性医用耗材

在此次新冠肺炎的治疗过程中一次性医用耗材的用量也是很可观的，常用的一次性医用耗材主要有医用胶片、医用手套、输液器以及化学水溶液等。

图9 医用胶片

医用胶片（图9）一般为表面涂有碳粉的化学成像胶片，此胶片对日光不敏感，不必非于暗室操作。这类胶片的片基原材料为聚对苯二甲酸乙二酯（PET），俗称涤纶树脂，是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚产物。PET分子结构高度对称，有较高的成膜性，由于其耐磨、耐折、光学性能好，因此PET薄膜的一个重要应用领域就是片基如胶片等。我国PET产能巨大，占全球总产能一半以上，是全球最为重要的PET生产国和消费国。作为国内唯一一家能够生产出数字医疗胶片的中国乐凯集团有限公司，在全民抗疫的关键时刻，提前复工加大生产，为打赢新冠肺炎阻击战做好医用胶片储备。

医用手套（图10）从使用环境可分为手术用手套和检查用手套。相对而言，手术手套的卫生要求会比检查手套更加严苛，质地较厚并且韧性较好，需要灭菌、独立包装等条件[1]。医用手套从材质方面可分为乳胶手套、丁腈手套、聚氯乙烯（PVC）手套、聚乙烯（PE）薄膜手套等[8]。医用乳胶手套的原材料来自于天然橡胶，医用丁腈手套的原材料为丁腈橡胶，这两类手套价格较高，多用于身体的检查和外科手术，是一线医护人员需求量最大的手套类型。

图10 医用手套

静脉输液是医院平时治疗最常用手段之一，有数据表明中国每年对一次性静脉输液器（图11）的使用量高达50亿只，而对于此次新冠肺炎的治疗，输液器也成为不可或缺的一次性医疗用品。输液器一般由静脉针或注射针、针头护帽、输液软管、药液过滤器、流速调节器、滴壶、瓶塞穿刺器、空气过滤器8个部分连接组成[9]。输液管和输液瓶使用的材料多为聚丙烯（PP）、聚乙烯和高密度聚乙烯三种，而今高性能聚烯烃热塑弹性体（TPE）以其更安全、更高性能的优势常被用做输液软管的材料[10]。

图11 一次性输液器

提到静脉输液不得不提的医用耗材还有可静脉输液的化学水溶液，主要有两类：5%的葡萄糖溶液和0.9%的氯化钠溶液（图12）。葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，临床应用广泛，用于各种高热、脱水、昏迷或不能进食的患者所需的水分和热量[1]。输液时以这两种化学水溶液为母液配以不同的针剂，可以在治疗的同时为患者补充水分和所需电解质。

图12 化学水溶液——5%的葡萄糖溶液和0.9%的氯化钠溶液

4.3 医用氧气

医用氧气（图13）指的是浓度达到99.5%品质要求的氧气。据一线医护人员介绍，新冠肺炎重症患者是100%需要吸氧的，而危重患者所需氧气量又是重症患者的十倍。因此疫情蔓延以来，武汉各大医院医用氧气需求量连连攀升，日使用量达到日常用量峰值的10倍以上，为此石化企业纷纷开足马力，加紧生产缓解供氧压力。在听闻医院“缺氧”之后，中国石化所属湖南长岭炼化公司快速优化生产运行，提高装置负荷，加快生产疫情防控所需的医用氧，截至2月22日已为武汉及其他地区医疗机构输送氧气1 000余吨。有些医院的“缺氧”还与气瓶周转效率低以及供气管道流量小有关，武钢气体有限公司不仅为医院增加气瓶量，同时还帮助医院供氧管道进行扩容改造，大大缓解了医院供氧紧张问题。

图13 医用氧气的生产

5 运输工具与燃油

在抗击新冠肺炎疫情的战斗中，各种运输工具如救护车、飞机等扮演了极其重要的角色（图14）。各种医疗物资、生活物资、生产原料以及患者的转移都需要交通工具进行运输，它们在运行中需要汽油、煤油、柴油等燃料[1]。汽油、煤油和柴油是对原油精馏的得到的产物，是复杂的烃类混合物，在原油精馏塔中根据沸点由低到高依次分离出汽油、煤油和柴油。汽油常用于小型汽车，煤油常用于飞机燃料，柴油常用于轮船、卡车等。这些运输工具的制造、运行还需要很多化工材料，如润滑油（图15）、油箱用塑料、碳纤维等等[1]。

图14 运输工具所用燃料离不开化工

图15 运输工具所用润滑油离不开化工

6 结语

在这场举国之力抗击新冠肺炎的阻击战中，我们再次看到了化工行业举足轻重的地位。虽然不可否认由于行业中个别不合法、不合规的企业造成的污染、爆炸、伤亡事故等使得普通民众对化工行业的误解与恐惧时有加深，但是这次疫情防控的需求为化工正了名，同时也使化工企业了有更多的思考。化工人应该高质量、高效率、高安全性地发展化工行业，淘汰环保不达标、能耗指标高、安全无保障的化工生产路线及产品。在加强国家防控体系中的化工产品应急保障能力建设，优化供应链系统，增加人工智能自动化程度过程中，每一个化工人将和你在一起，“化”解疫情，“工”渡难关，与你风雨同舟，更加众志成城。

【编后话】2020年3月3日中国化工学会网站刊发了中国化工学会监事长杨元一先生撰写的《化工和抗击疫情》（PPT形式），很快就被众多的公众号转发，对于公众及时了解化学工业产品在抗击疫情中发挥的重要作用，树立化工企业的社会形象起到了积极的效果。我编辑部迅即联系中国化工学会秘书处表达整理刊发的意向，得到华炜秘书长的支持；我们与作者杨元一先生取得联系后，他非常爽快地同意我们编辑部对《化工和抗击疫情》进行适当的整理刊发，共同为化工正名。在此期间，我们又收到河南化工技师学院马斌、丁惠平的来稿，编辑部拟将两篇文章各取所长，进行融合加工，力求达到图文并茂的效果，杨元一先生对此表示赞同，并表示不作为作者署名，体现出老化工人对编辑部的支持和对年轻人的关爱。特此说明，编辑部谨向中国化工学会监事长杨元一先生、中国化工学会秘书处华炜秘书长表示诚挚的谢意！