战时西北工合与其化工技术革新

杨晶 姚远

摘要：西北工合與陕西省建设厅合办的工业试验所，发挥了科学技术中枢的作用，为工业试验、规模化生产、技术合作方式、技术改进等，作了具有重要技术价值和工业价值的检测、试验与技术革新，特别是其顺应时势的需要，以短平快、中小微的技术类型选择和工业生产方式，在短时间内形成了一个西北历史上从未有过的中小工业发展群体。尤其是发明天然靛与人造靛混合发酵法改进蓝靛染色法，发明亚铅石灰还原甕法试验改进羊毛精洗工艺，发明精炼剂改进原料浸煮、添加黏料制浆、提高造纸质量，开展无水酒精、豆油制造润滑油的试验以及油页岩干馏分析和人造石油的试验等科学技术活动，表明了西北工合战时科学技术活动在工业生产中的关键性作用，并实现了西北地区从农业、手工业到机器工业的局部转变，促进了西北地区的工业化与现代化，在提高科学技术是关键生产力的认识、发展农村经济和发展中小微工业方面，至今仍然具有重要的借鉴价值和现实意义。

关 键 词：抗日战争时期;中国工业合作化运动;西北工合;化学工业技术史

中图分类号：T19

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020-01-017开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Northwest industrial cooperation and its chemicaltechnology invention in wartime

YANG Jing， YAO Yuan

（Institute of Advanced Studies in the History of Science， Northwest University， Xi′an 710127， China）

Abstract： The Industrial Test Institute jointly run by Northwest Industrial Cooperation and Shaanxi Provincial Construction Department has played a key role in science and technology. It has made a variety of measures， tests and inventions with important technical value and industrial value for industrial test， large-scale production， technical cooperation and technological improvement， especially for meeting the needs of the times. In a short period of time， a small and medium-sized industrial development group never existed in the history of Northwest China has been formed by choosing short， flat， small and medium-sized technological types and industrial production modes. Among them， especially in the invention of mixed fermentation of natural indigo and artificial indigo to improve blue indigo dyeing method， the invention of lead-lime reduction urn method to improve wool scouring process， the invention of refining agent to improve raw material soaking， adding adhesives to pulp， improve paper quality， carry out experiments of oxalic acid， anhydrous alcohol， soybean oil to produce lubricating oil and oil. Scientific and technological activities， such as shale retorting analysis and artificial petroleum test， have highlighted the key role of scientific and technological activities in industrial production during the Northwest Industrial Coopeative novement period， and have realized the partial transformation from agriculture， handicraft industry to machine industry in Northwest China， promoted the industrialization and modernization of Northwest society， and improved science and technology. Skills are the key to the understanding of productive forces， the development of rural economy and the development of small and medium-sized micro-industries. So far， they still have important reference value and practical significance.

Key words：war of resistance against Japan; China′s industrial cooperative movement; Northwest Industrial Cooperation; chemical industry technology history

中国工业合作运动（以下简称“工合”）是抗日战争时期，由国际友人路易·艾黎、埃德加·斯诺、尼姆·威尔斯与我国进步人士宋庆龄、卢广绵、沙千里、胡愈之等人共同发起组织的一场经济救亡运动。它是以生产军需与民用物品为目的，采取合作化的方式，组织群众进行工业生产，这种新生工业快速在西北、西南和东南各大后方出现，其中西北工业合作运动（以下简称“西北工合”）是发展最快、贡献最大的区域性工合运动，曾为西北地区的工业化与现代化作出积极贡献。然而，目前对西北工合的研究大多侧重于经济史、近现代史、专门史和教育史等，有关工合技术方面的研究相对较少［1-2］，缺乏对西北工合工业技术的深入分析。那么，这种战时工业技术活动何以迅速发展？对今天的中小工业发展有何启示？本文从科学技术史角度，通过分析工合组织机构出版的部分期刊和书籍，并在挖掘现有文献资料的基础上，以其中化学工业技术为例，做初步探索。

1 西北工合化学工业的工业生态基础

抗日战争以前，我国工业基础相当脆弱且区域分布极不平衡，就全国范围来说，工业畸形地集中于东部沿海地区，即辽宁、河北、天津、山东、安徽、江苏、上海、浙江、广东等省市。全国的重工业与轻工业大约70％集中于沿海，只有30％在内地，西北工业相当落后。据国民经济部调查，1937年，资本在1万元以上的工厂全国有3 935家，其中陕西10家，甘肃9家，整个西北共19家，仅占全国0.04％，从工业产量占比来看，西北主要工业品产量占比为：煤47％，钢3％，电力14％，水泥5％，面粉2％，碱1％，面纱1％。且工业生产方式主要是家庭作坊式的手工业生产［3］。抗日战争全面爆发后，集中于沿海沿江地区的工业几乎被全部摧毁，东南、华东、华北等大部分地区沦陷。仅上海一地而言，被毁工厂多达2 270家，损失金额在8亿元左右［4］。据统计，与同期相比，1941年我国失去了纱锭数的60％，布机的72％，机器制造的83％，剿丝业的50％，面粉业的80％，制碱业的82％和盐酸业的80％［5］。另外，日军对沿海各港口实行严密的经济封锁，又先后切断滇缅、滇越交通，使中国获得外援的路径几乎断绝。面对这种情况，国民政府决定进行工业资源重新配置与科技力量的分配重组，将沿海沿江的工业与高校迁至西南、西北大后方。就陕西而言，共有42家工厂西迁，转移机器设备1.5万吨，技工760人［6］。西迁工厂抵陕后，为西北工业发展注入新的力量，促成新的工业生产链和工业生态，化学工业也获得新的发展机遇。

就全国而言，西北地区化学工业基础相对薄弱，主要化工厂有：1905年在西安建立的陕西火药局，老艺人杨尚武1917年在西安建厂的西安精业化工厂，1922年在西安建厂的同合硝厂，1923年在西安东门建立的关中制药社，1928年陕西省建设厅与培华女子职业学校合办的培华染织实习厂，1932年建立的西安集成三酸厂，1933年在西安建立的利秦工艺社及其漂染厂，1935年建立的西京国华烛皂厂和西北化学制药厂，1936年由天津造胰厂创办的西京大业胰造厂。战时和战后新建化工厂有：1937年在西安建立的西北电池厂，1938年建立的西安华西制药厂、东华漂染厂、西北化学制革厂，1939年在西安建立的军用颜料第一厂、华西化学制药厂，1940年在西安建立的兴化造油厂、长城电解厂、新华科学制药厂，1941年建立的西安化学工业厂、西北液体染料厂、陕西省企业公司化学工厂。另外，与化学工厂相关的还有西安协和新火柴厂、中南兴记火柴股份有限公司、中南火柴股份有限公司、中南工业股份有限公司等，生产硫化磷、赤磷等安全火柴。这都成为西北工合发展化学工业的重要基础。

2 西北工合的化学工业技术革新

2.1 技术研发机构保障

考虑到自然资源分布与地域特色的不同，以及陕西现有化学工业现状，西北工合因资源、因地域、因行业，选择了自己独特的化学工业发展战略，先后建成64个化学工业合作社，是西北工合的第三大工业门类［7］，并创办了专门的工业试验研究所，为工业合作社和其他行业发展作了具有实际意义的化学试验。

创办的化学工业合作社有宝鸡的仲华烛皂合作社、兴华织染合作社、复兴织染合作社、西北烛皂合作社、光明植物油灯合作社、虢镇水力磨面榨油榨花合作社、虢镇世界烛皂电池合作社、华城榨油合作社、国华机器榨油合作社、益门镇造纸生产合作社、宝鸡第二制革合作社;凤翔的南大街榨油合作社、陈村镇榨油合作社、城内烛皂合作社、王家河草纸合作社、七里河榨油合作社;凤县的大中华造纸合作社、新华植物油灯合作社、新生面粉油业合作社;褒城的酒精合作社;勉县的玻璃合作社;天水的高桥造纸合作社、第一烛皂合作社、兴化油墨合作社、渭川造纸合作社、晋毓造纸合作社、中等苛性钠肥皂合作社、天兴染色合作社、师家崖榨油合作社;南郑的振亚烛皂合作社、民生织染合作社、振兴榨油合作社;双石铺的大中华造纸合作社、耐火砖工业合作社等。

同时，为了推动工业技术的改进，西北工合与陕西省建设厅合办了工业试验所，是当时西北地区唯一的工业试验所。该所原为陕西建设厅主办，创设于1936年，后因经费困难而停顿。所内拥有用于检验、化验的仪器设备数台，试验药品多购自德国，有无机药品200余种，有机药品百余种，可供普通化学分析，工商品检验及研究之用，存有一批化学参考书籍，分为工业化学、分析化学、普通无机化学和有机化学等，有德文参考书及杂志150余册，英文参考书300余册，中文参考书200余册，“其设备之完善，图书之丰富，实为西北独一无二之学术研究机关”［8］。经两家出资合办后，将该所全部仪器与书籍移至双石铺，于1939年6月1日正式开始工作。新的工业试验所设主任1人，下设工业和试验两股，分设股长，各股配有技术人员2名及工作人员4名，另外还设有会计和事务各1人，负责处理财务和行政工作［9］。其主要任务是“研究各部门制造工业实际的方法，或将旧有的工業加以改进，使之适合环境的需要，以求工合社之生产科学化、合理化和标准化”［10］。主要工作是西北矿产品、化学品及农产物的化验，工商品的检验及工业品的制造与研究。如工业股对甘肃两当县亮池寺烟煤的低温干燥试验，利用土碱制造小苏打之试验，罗油之利用;试验股对神木县官碱局送来的两种碱土和一种熟碱的分析，对中国银行西北运输处送来石膏的检验，对宝天铁路水泥厂送来的8种水泥原料的检验，对甘肃成县瓷土的检验，富华化学工业股份有限公司送来煤样的检验［11］。在试验所的试制与研究下，工业技术与工业品的质量取得了长足的进步。

2.2 改进蓝靛染色法，发明天然靛与人造靛混合发酵法及亚铅石灰还原甕法

陕西汉中出产土靛，当地也有很多蓝色靛染坊，然而他们所采用的染色方式是中国几十年流传下来的旧式染色法，在技术上没有丝毫的改进。染色工人只知一种简易的发酵甕染色法，并且对染色的原理毫无所知。基于此种情况，1938年3月，南郑工合事务所组织成立了民生织染合作社，专门接染大批的军医与布匹，并对古老陈旧蓝靛染色方法进行了改进。

该社研制出来两种新式的蓝靛染色方法，一是天然靛与人造靛混合发酵法，亦称“woad发酵法”。其配合分量与制法如“洋靛720量，土靛6 000量，红花120量，小麦麸144量，石灰199量”，“预制一直径深皆六尺的大甕，甕外围以砖，砖甕之间留少量空隙以便加热，然后将土靛加入，合以适合之水，使温度昇至50～60℃搅拌放置一昼夜，再将洋靛、红花与小麦麸一同加入，石灰可先加一半，搅拌后密封其口，又放一昼夜，即起发酵，待页面生紫泡时，再分数次加入其另一半石灰，再放一昼夜即可使用。”二是亚铅石灰还原甕法，其配合分量与制法如“20％的泥状纯蓝1 000两，亚铅粉200两，生石灰500两，水300两，将上述制成石灰乳，混于蓝液中，再加温水5 000两搅拌之改好后方一夜，保持其温度在45℃～50℃之间，于是青蓝渐次还原，液面始由黄绿色变为紫铜色，再加热水放置一夜，即可供染色”［12］。

这两种方法在染色原料的配比上有了科学的配置分量，一改传统技术工人仅凭个人经验来判断发酵用剂、石灰以及靛青等用料的多寡，他们对染液轻重程度的辨别，仅仅依靠自己的嗅觉和肉眼的观测，毫无科学的试验方法来进行断定；在制造效率上有了明显的提高，用旧法进行染色一般需要10天左右的时间，经改良后2-3天即可制成；在产品质量上亦有很大改善，古法染色所得的成品，杂质多、含靛量少且质量低劣，不仅遇水易褪色，且摩擦脱色也很严重，经改良后，将原本不易溶解的靛青完全还原溶解，使附着在布匹上的色素着染于产品当中，使其色泽坚牢，久不褪色。

2.3 试验改进羊毛精洗工艺，发明精炼剂

羊毛纤维中常含有脂肪质以及蜡等不纯之物，若要进行染织，则会造成染色不均匀而导致产品低劣，必须采用精洗方法除去杂质。1942年，西北工合附设的工业试验研究所进行了羊毛精洗试验，精洗方法分为两种，第一种方法是分别采用不同分量的粉末碳酸钠与冰碱溶于清水中，将水加热到45℃左右浸渍1小时至1小时半取出，再用温水充分洗涤压干后即得。第二种方法是取羊毛1 000公分，普通洗衣用肥皂120公分，粉末碳酸钠50公分，氢氧化铵10公撮，磁土或陶土10公分，清水80公分，先用三分之一的清水溶化碳酸钠、磁土、肥皂等，将其全部溶化之后加入剩下的清水，将水温加热到48℃至49℃时，慢慢加入氢氧化钠液进行搅拌，随即加入羊毛搅拌10到16分钟取出，用水洗涤压干即可。试验结果表明，第一种方法所用的冰碱价格低廉且使用便利，适合大量生产，第二种方法所用的肥皂与氢氧化铵价格昂贵且处理费时，成本过高不够经济，不适宜进行大规模羊毛精洗［13］。

2.4 改进原料浸煮、添加黏料制浆、提高造纸质量

天水高桥镇环山带河，原料丰富，河流的动力可达十马力左右，颇具造纸条件，西北工合办事处于1941年，在此地建立了高桥造纸合作社，并对当地的土法造纸技术进行了彻底改良，主要体现在原料的选择和制造工序方面。

1）原料的处理。高桥的造纸原料可分六种，分别是针叶树、橘皮、竹料、麦秆、马莲、茅草，经过科学分析与考量后，认为橘皮虽品质最优，但价格昂贵、不甚经济，可减少其占比成份。经改良后，麦秆和竹料的成分增高至80％，橘皮成分减少至20％，使造纸成本降低了20余倍。处理原料时，进一步细分了其种类和优劣，例如：“将橘皮可分为白斑皮和黑纹皮两类，每类可分为梢皮、干皮、老皮三种，每种又可分为好劣二等。”这样一来使造料方式更臻于精细。

2）原料浸煮方法的改良，传统方法复杂而繁琐，往往费时长达半月之久。经改良工序后，初步浸煮原料的时间均只需一到二小时即可。

3）制浆程序应设置为用水、配料、漂白、粘料和添料4个步骤，具体而言，用水必须清洁、配料应置于木桶之中、粘料和添料的制造可加强纸张的质量和光滑度。

4）对抄纸的纸池提出了改良意见，因当地纸池多用石头堆积而成，遂有诸多缺点。如“池口接近地面，污水容易流入从而影响纸质、工人立于坑内，不合卫生、放水无简便办法等。”

基于此，社员李培德提出可以利用高桥盛产的木料和生漆制成木槽，用以抄纸，则可避免上述缺点，从而使纸张品质更为优良；最后，李培德提出当地造纸厂急需完善现有设施，应设立碾料厂、抄纸厂、干燥室、整理室、煮料室、洗料厂和石灰室，分开作业，保证出品质量［14］。 高桥造纸合作社对土法造纸工艺的革新，改善了以往质料疏松、表面粗糙的纸质，拓宽了纸张的用途，使其不再限于制作包装纸，而能够供应于书籍的装订和笔墨的书写。

2.5 油页岩干馏分析和人造石油的试验

1941年，西北工合附设的工业试验所对陕西省建设厅矿产建设队送来的南郑钟山的油页岩样本进行检验，经干馏后可得粗原油3.2％，氨水8.48％，煤气4％左右，若将所得粗油再加以蒸馏或其他精制法，即可制成多种石油产品，如汽油、灯油、重油、焦炭等。除抗战时期中央工业试验所对油页岩做过蒸馏试验以外，这是我国抗战大后方，油页岩干馏分析并获得粗原油、氨水、煤气的又一例报道。虽因开发成本过高，并未實现规模生产，但它反映了大后方科技工作者应对封锁、研发石油替代品的重要探索。关于我国油页岩的炼制，早在19世纪就有热河九佛堂地区对油页岩地采掘做燃料。20世纪初，当地人李秉文、张斌开始进行油页岩的干馏试验以制取液体燃料以及北洋政府与美孚石油公司合作开采陕北、热河的油页岩。1909年，日本人在中国抚顺煤矿发现油页岩后，建立页岩油工厂，采用了干馏与气化燃烧相结合之“抚顺式干馏炉。”1930年中央地质调查所沁园燃料研究室对油页岩进行低温干馏试验［15］。

1941年，合作社社员李培德在甘肃甘谷县以植物油为原料进行人造石油试验，并获得成功。试验过程如下：“取咸阳榨油厂的棉子油作原料制成钙肥皂，再利用饼干桶令锡加以改造作高温干馏器，又做了一个简单的凝结器，备妥之后又行研究，一次，两次，三次，连续失败……”，“根据我失败的经验，将仪器加以改良，付出加倍的代价，令锡匠打成一个钳接高温蒸馏器和一个锡制蛇管凝结器，结果一试之后又失败了”，“我感到学识与经验的不足，决定把它暫时搁起再来一个别的试验。我取来历次制造的钙肥皂的废液加以硫酸令它中和以及过滤、蒸浓，最后将它置入高温蒸馏器中接连蛇管凝结器，提炼甘油结果，甘油中含有石油，臭味极强，于是我喜悦异常，如获至宝。顿悟废液中含有残余之钙肥皂，虽经过滤却未尽除，在粉碎、干燥状态下易分解成为石油，遂当时即停止甘油之提炼，再行研究人造石油。将钙肥皂晒干切成薄片，然后盛于铁锅内，置于文火缓缓焙造，最后盛如高温干馏器内，连接蛇管凝结器置于烈火上加热，令钙肥皂分解，结果果得石油。”［16］这是我国抗战时期，西北大后方仅见的一例人造石油工业的报道。虽谈不上先进高深的发明创造，但它非常适合战时石油工业的实际需要。在此之前，1930年，中国开始研究人造石油，当年南京国民政府的中央地质调查所成立的“沁园燃料研究室”从事烟煤以制取石油产品的工作，还开展过用酒精代替汽油以及用植物油提取石油的研究工作，1936年，国民党政府在南京建立了棉籽油提炼汽油、灯油的试验工厂，抗战爆发后，国民党政府在重庆郊区小龙坎建立了植物油提炼轻油厂，用桐油、菜籽油为原料裂解制取灯油、汽油及其他油料，1941年，国民党政府兵工署在重庆海棠溪建立了一个小型桐油裂解厂，1944年在湖南辰溪设立了分厂，两厂日炼桐油4.4～5.5m3。另外，抗战期间，隶属于资源委员会的重庆动力油料厂燃料研究室和中央工业试验所汽车研究室，都曾进行煤的分析和固体燃料的干馏实验，中央研究院和重庆北碚烟煤低温干馏厂研究室的少数科技人员，也进行过这方面的试验，国民党政府先后在四川乐山、北碚、犍为、云南小龙潭、江西乐平等地建立了一些煤炼油试验厂，这些煤炼油厂中只有重庆北碚烟煤烟煤低温干馏厂的规模较大，随后这些试验厂均因为经费紧张，技术工艺不成熟难以进行工业性的生产，勉强维持到抗战胜利即告停产。

2.6 无水酒精的制造和豆油制造润滑油的试验

1941年，西北工合附设的工业试验所进行了无水酒精的研制。无水酒精的酒精浓度须在98％以上，但当时即使使用最有效的蒸馏机，最高密度也只能达到97％，所以要制造无水酒精，通过特别的化学方法。该所通过石灰去水法、甘油去水法和碳酸钾法对酒精进行去水。经试验，认为石灰去水较为经济，只是酒精稍有损失，碳酸钾和甘油去水效果均不错，但甘油收回较为困难，第三种爚法制造纯酒精效果最佳，但纯酒精味道略大［17］。在抗日战争期间，后方的酒精工业生产规模及其产量是非常可观的，据不完全统计，1941年已在四川、贵州、云南、甘肃等当地建立了62个酒精厂，但所产均为浓度为95％的酒精［18］。对于战时无水酒精的制造，除了中央工业试验所，以及当时被称为唯一的“无水酒精生产基地”——四川资中酒精厂对其的研发以外，西北工合也做了有益的尝试，对大后方燃料工业的发展发挥了积极作用。

1941年，西北工合附设的工业试验所以豆油作为主要原料，进行了植物润滑油的研制。试验所研究了制造氧化豆油所需要的各项条件，比如吹入空气时需要达到怎样的温度及时间才能使其比重及黏度与普通润滑油相符？根据试验，可得出4个结论：①植物油在某种固定温度下，继续吹入空气数小时，则氧化油可代替普通润滑油;②氧化豆油时的温度逾高，氧化作用逾速，温度最高不能超过200℃，若高过此温度，则易生分解作用，导致比重与黏度反而降低，油的颜色也会变深;③制造氧化豆油时空气吹入的愈多，空气与豆油接触的面积逾大，氧化作用逾速，豆油气味逾减;④豆油在氧化时损失甚小，显著变化为，比重与黏度同时增高、酸度渐高，唯有空气吹入量甚大时，油中的脂酸多被析出，故所成氧化油的酸度比豆油原来的酸度低。另外，经试验得出植物性润滑油在比重、着火点等性能上均比矿物性润滑油高，从黏度的试验结果来看，在20℃的情况下，植物润滑油的黏度低于矿物润滑油，在50℃到80℃的情况下，则情况相反，这表明在高温的情况下，植物润滑油仍然可以胜任润滑的效应;从酸度的试验结果来看，植物润滑油的酸度高于矿物润滑油，因植物润滑油中存在微量的高级脂肪酸，但此种高级脂肪酸对金属物质无腐蚀作用［19］。这是战时大后方继中央研究院化学研究所和中央工业试验所之外的又一例植物油制造润滑油的试验，体现了西北工合为顺应时势的需要巧用大后方的原料、材料积极试制工业替代品，对战时后方工业的发展做出了积极贡献。

3 结 论

抗战时期，西北工合依托内迁的工业技术，因时、因地发展和改良化学工业技术，形成了64个化学工业合作社。在出产土靛的汉中设立织染合作社，并对染色技术进行改良。立足西北畜牧资源，开展精洗羊毛技术改良，不但排除了肥皂与氢氧化铵等不够经济高效的传统羊毛精洗技术，而且发明了一种价格低廉且使用便利的冰碱。这种冰碱产于宁夏，可用于兰州、天水、徽县等地的羊毛精洗厂。在造纸原料丰富的甘肃高桥镇设立造纸合作社，对造纸的原料与技术中进一步改良。在这此试验中，天然靛与人造靛混和发酵法、亚铅石灰还原甕法和精炼剂的发明，以及豆油制造润滑油实验、油页岩干馏分析、人造石油等，都证明了西北工合战时工业技术的成果，以及科学技术在工业生产中的关键性作用。

另外，因为我国在抗战全面爆发以前，大多数工业技术与工业设备均依赖“外货”输入，不仅在机器设备、化工原料、石油产品上依靠进口，而且一般工业原料亦不同程度地依赖外国。抗战爆发后，由于经济封锁，加上交通运输极为困难，使“外货”的输入几乎断绝。原本依靠国外的机器设备、工业原料、机器部件等均需用国内产品替代，以继续维持后方工业与满足军需民用。于是，西北工合更加注重自制原料与代用品。比如为了寻找汽油的替代品，而进行无水酒精的制造等。西北工合与陕西省建设厅合办的工业试验所，发挥了科学技术中枢的作用，为工业试验、规模化生产、技术合作方式、技术改进等，作了有重要技术价值和工业价值的检测、试验与发明创造，特别是其顺应时势的需要，以短平快、中小微的技术类型选择和工业生产方式，在短时间内形成了一个西北历史上从未有过的中小工业发展群体，实现了从农业、手工业到机器工业的局部转变，从而促进了西北社会的工业化与现代化。尽管已经过去七八十年，但在今天看来，对于提高科学技术是关键生产力的认识、发展农村经济和发展中小微工业，仍然具有重要的参考价值和现实意义。

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（编 辑 李 波）