涂装工(中级)第1章吧.ppt

刘永海主编,涂装工(中级),第一章涂装专业基础知识,掌握涂装化学基础知识，常见有机物的性质、组成和用途；掌握涂料基础知识，涂料中的树脂，溶剂及助剂，表面活性剂的性质及除污原理。,一、物质的量及单位,1.物质的量(n),0.012kg12c含有的碳原子数叫做阿伏加德罗常数，用符号na表示。,0.5mol的nh3约含有0.56.021023个nh3分子。,0.1mol的h2so4约含有0.16.021023个h2so4分子。,第一节化学基础知识,2.摩尔质量,图1-11mol几种固体物质体积的比较,第一节化学基础知识,二、气体摩尔体积,图1-21mol几种液体物质体积的比较,第一节化学基础知识,表1-1标准状况下某些气体的摩尔体积,第一节化学基础知识,三、物质的量浓度,1.物质的量浓度,2.物质的量浓度的计算,3.溶液的配制和稀释,第一节化学基础知识,(1)溶液的配制要配制一定浓度的溶液，其操作基本上可分为计算、称量、溶解、定容等过程。例9配制250ml0.1mol/l的nacl溶液。1)计算：固体nacl的质量2)称量：用天平称取1.5g固体nacl放入烧杯里。3)溶解：加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，使其完全溶解。4)转移：将小烧杯里的溶液沿玻璃棒转移到250m的溶液量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁23次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中，轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀。,第一节化学基础知识,5)定容：继续向容量瓶中加入蒸馏水，使溶液凹面恰好与刻度相切，盖好容量瓶瓶塞，反复倒置摇匀。,图1-3配置250ml0.1mol/lnacl溶液过程示意图,第一节化学基础知识,(2)溶液的稀释在溶液中加溶剂后溶液的体积增大而浓度变小的过程叫做溶液的稀释。,四、化学方程式及其计算,1.化学方程式,)正确地写出化学反应式并配平。)标出反应物或生成物的质量、物质的量或气体体积。)根据有关量列出比例式进行计算。,2.有关化学方程式的计算,第一节化学基础知识,五、常见有机物的性质、组成和用途,1)大多数有机物难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。2)绝大多数有机物受热容易分解，而且容易燃烧。3)绝大多数有机物是非电解质，不易导电，熔点低。4)有机物的化学反应比较复杂，反应速度一般比较慢，有的需要几小时甚至几天或更长时间才能完成，并且还常常伴有副反应发生。,第一节化学基础知识,1.烷烃,()甲烷及其性质在有机化合物中，有一大类物质是仅由碳和氢两种元素组成的，将这类物质称为烃。,第一节化学基础知识,第一节化学基础知识,1)甲烷和氯气的取代反应：在室温下，甲烷和氯气的混合气体可以在黑暗中长期保存而不起任何反应，但把混合气体放在光亮的地方就会发生反应，黄绿色的氯气就会逐渐变淡，其化学反应式如下：2)氧化反应：纯净的甲烷在空气中会安静地燃烧，同时放出大量的热。3)加热分解：在隔绝空气的条件下加热到1000以上，甲烷分解成炭黑和氢气,第一节化学基础知识,表1-2几种烷烃的物理性质,是-164时的值。是-108时的值，其余都是20时的值。,(2)烷烃,第一节化学基础知识,第一节化学基础知识,1)同分异构现象：在研究物质分子组成的性质时，发现有许多物质的分子组成相同，但性质却有差别。,表1-3正丁烷与异丁烷物理性质对比,(3)烷烃的同分异构现象和命名方法,第一节化学基础知识,图1-6戊烷同分异构体的球棍模型,2)烷烃的命名方法：有机物种类很多，分子的组成和结构又很复杂，所以有机物的命名就显得十分重要。选定分子中最长的碳链作为主链，并按主链上碳原子的数目定为“某烷”。,第一节化学基础知识,把主链中离支链较近的一端为起点，用1、2、3，等数字给主链的各个碳原子依次编号、定位，以确定支链的位置。把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称前面，在取代基的前面用阿拉伯数字注明它在烷烃直链上所在的位置，并在号数后面连一短线，中间用“”隔开，例如：如果有相同的取代烃基，可以合并起来用二、三等数字表示，但表示相同取代烃基位置的阿拉伯数字要用“，”号隔开；如果几个取代基不同，应把简单的写在前面，把复杂的写在后面：,第一节化学基础知识,第一节化学基础知识,(1)乙烯,2.烯烃,第一节化学基础知识,图1-7乙烯分子的球棍模型,第一节化学基础知识,1)加成反应：乙烯能与溴水中的溴起反应，生成无色的1，2-二溴乙烷液体。2)氧化反应：乙烯在空气中完全燃烧时也生成二氧化碳和水，这与其他烃类相同。3)聚合反应：在适当温度、压强和有催化剂的情况下，乙烯双键中的一个键会断裂，分子中的碳原子能互相结合成为很长的链。(2)烯烃烯烃的物理性质见表1-4。,表1-4几种烯烃的物理性质,第一节化学基础知识,是指-10时的值，其余是指20时的值。丁烯前面的“1-”表示双键位于第1个碳原子和第2个碳原子之间。,(3)二烯烃和橡胶,1)二烯烃：分子中含有两个双键的链烃，称为二烯烃。2)橡胶：橡胶因为具有良好的弹性、电绝缘性、耐腐蚀性和易加工等特点，而广泛地应用在工农业生产和日常生活中，橡胶的最初来源是橡胶树的乳胶。,3.炔烃,(1)乙炔1)乙炔的物理性质与结构式：乙炔俗名叫电石气。,第一节化学基础知识,第一节化学基础知识,图1-8乙炔分子的球棍模型,2)乙炔的制法、化学性质和用途实验室制法：乙炔在实验室中是用电石(碳化钙)与水反应制得:乙炔的化学性质,第一节化学基础知识,(2)炔烃炔烃除了乙炔外还有丙炔、丁炔等。,表1-5几种炔烃的物理性质,-32时的值。-13时的值。0时的值。20时的值。,4.芳香烃,第一节化学基础知识,()苯分子的结构苯是无色带有特殊气味的液体，比水轻，不溶于水，苯的沸点是80，溶点是5.5，如果用冰来冷却，苯可以凝结成无色的晶体。,第一节化学基础知识,(2)苯的化学性质和用途1)苯的取代反应：苯分子中的氢原子能分别被别的原子或原子团取代。苯与卤素的取代反应：用铁屑作催化剂，苯可以和卤素发生取代反应。例如，苯可以与溴反应，反应产物是溴代苯和氢溴酸。苯的硝化反应：在1.5ml浓硫酸和2ml浓硫酸溶液中，慢慢滴入1ml苯，摇匀；然后在60水浴中加热10min，就可以有硝基苯(c6h5n2)生成。在这个反应中，苯分子中的氢原子被no2所取代，这类反应称为硝化反应。硝酸分子里的no2原子团称为硝基。,第一节化学基础知识,苯的磺化反应：苯与浓硫酸共热到7080就会起反应，苯分子中的氢原子被硫酸分子中的磺酸基(so3h)所取代，生成苯磺酸(c6h5s3h)，这种反应称为磺化反应。2)苯的加成反应：苯不具有典型的双键所应有的加成反应性能，但在特殊情况下，它仍能够起加成反应。,第一节化学基础知识,3)苯的用途：苯在空气中燃烧能生成二氧化碳和水，燃烧时产生明亮并带有浓烟的火焰，这是由于苯分子中含碳量很高的缘故。()苯的同系物甲苯(c7h8)和二甲苯(c8h10)等化合物的分子中都含有一个苯环结构，它们都是苯的同系物。,()卤代烃的物理性质卤代烃不溶于水，但溶于有机溶剂，沸点和密度都大于相应的烃，它们的密度一般随着烃基中原子数目的增加而减小，沸点则随碳原子数目的增加而升高。,5.卤代烃,第一节化学基础知识,(2)卤代烃的化学性质,表1-6几种卤代烃的物理性质,1)取代反应：卤代烃分子中的卤原子能够被多种原子或原子团所取代。2)消去反应：卤代烃与强碱(例如naoh或koh)的醇溶液共热，可脱去卤化氢而生成烯烃。,6.乙醇,第一节化学基础知识,(2)乙醇的化学性质乙醇分子是由乙基(c2h5)和羟基组成。1)与金属反应：乙醇与金属钠反应，生成乙醇钠，并放出氢气。2)与氢卤酸反应：与氢卤酸反应时，乙醇分子中的co键断裂，卤素原子取代羟基的位置而生成卤代烃，同时生成水。3)氧化反应：乙醇在空气中能够燃烧，发出淡蓝色的火焰，同时放出大的热。4)脱水反应：乙醇和浓硫酸加热到170左右，每一个乙醇分子都会脱去一个水分子，生成乙烯。,(1)乙醇的结构和物理性质乙醇的化学式是c2h6o，结构式是，可简写为c2h5oh或ch3ch2oh。,第一节化学基础知识,(3)乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，除了作为燃料、制造饮料和香精外，也是一种重要的有机化工原料。(4)乙醇的工业制法1)发酵法：发酵法是制取乙醇的一种重要方法，所用原料是含糖类很丰富的各种农产品。2)乙烯水化法：以石油裂解产生的乙烯为原料，在加热、加压和有催化剂(硫酸或磷酸)存在的条件下，使乙烯与水反应可生成乙醇，称为乙烯水化法。,第一节化学基础知识,()醇类除乙醇外，还有一些在结构和性质上与乙醇很相似的物质，例如甲醇(ch3h)、丙醇(ch3ch2ch2h)等。,7.苯酚,第一节化学基础知识,(1)苯酚的物理性质纯净的苯酚是没有颜色的晶体，具有特殊气味，熔点为43，在空气中因部分发生氧化而显粉红色。(2)苯酚的化学性质1)与碱反应苯酚显酸性：苯酚与氢氧化钠反应，生成易溶于水的苯酚钠:2)苯环上的取代反应：苯酚能与卤素、硝酸、硫酸等发生苯环上的取代反应。3)显色反应：苯酚与fecl3溶液作用能显示紫色，利用这一反应也可以检验苯酚的存在。,第一节化学基础知识,()苯酚的用途苯酚是一种重要的化工原料，可用来制造酚醛塑料(俗称电木)、合成纤维(例如锦纶)、医药、染料、农药等。,8.醛,(1)乙醛1)乙醛的物理性质：乙醛是一种没有颜色具有刺激性气味的液体，比水轻，沸点为20.8。2)乙醛的化学性质：乙醛分子中的醛基官能团对乙醛的主要化学性质可起决定性作用。,第一节化学基础知识,加成反应：co双键能够发生加成反应，例如使乙醛蒸气与氢气的混合物通过热的镍催化剂时，就会发生加成反应，乙醛被还原成乙醇氧化反应：我们知道，氧化-还原反应中得氧即是氧化，失氧即是还原。在有机化学的反应中，通常还可以从得氢去氢来分析，即去氢是氧化反应，得氢是还原反应。所以，乙醛得氢就是乙醛被还原。乙醛还能够被弱氧化剂所氧化。例如在银镜反应中，乙醛先是被氧化后生成乙酸，乙酸再与其他物质进一步反应将银离子还原成金属银。,第一节化学基础知识,乙醛的用途：乙醛是有机合成工业中的重要原料，主要用来生产乙酸、丁醇等。例如，在工业上，乙醛在有催化剂存在条件下，被空气氧化成乙酸(2)醛类除乙醛外，还有一些在分子结构上和化学性质上都与乙醛相似的物质，例如甲醛(hcho)、丙醛(ch3ch2cho)等。,9.乙酸,(1)乙酸的性质,第一节化学基础知识,1)乙酸的物理性质：乙酸是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，沸点为117.9，熔点为16.6，当温度低于16.6，乙酸就凝结成像冰一样的物质，所以无水乙酸又称为冰醋酸。2)乙酸的化学性质乙酸具有明显的酸性：它在水溶液中能电离出氢离子：酯化反应：在有浓硫酸存在并加热条件下，乙酸能够与乙醇发生反应生成乙酸乙酯。乙酸乙酯是具有香味的无色透明油状液体。在生成乙酸乙酯相同的条件下，又能部分地发生水解，生成乙酸和乙醇，所以上述反应是可逆的。,第一节化学基础知识,()乙酸的制法和用途工业上制取乙酸的方法有多种。()羧酸在有机化合物里,有一大类化合物有羧基官能团，与乙酸相似，因而它们具有与乙酸相似的化学性质,例如有酸性,能发生酯化反应等。,10.酯,第一节化学基础知识,一、涂料中用的树脂,(1)树脂特性1)多数树脂不溶于水，可溶于有机溶剂(如醇、酯、酮等)。2)一般树脂都是高分子化合物(即高聚物)，相对分子质量大，不易挥发，不能蒸馏。3)树脂具有高分子小链的柔韧性和良好的机械强度，并具有弹性。,1.树脂的定义,2.树脂特性和影响因素,第二节涂料的基础知识,4)树脂分子中的原子彼此可以共价键结合，不产生电离，因此具有良好的绝缘性能。5)树脂不能完全结晶，树脂结晶度(即结晶区域所占的体积分数)越大，机械强度及熔点越高，溶解与溶胀的趋势越小。(2)树脂特性的主要影响因素1)树脂的化学结构对性能有影响。2)树脂的组成对性能有影响。3)树脂的相对分子质量大小及相对分子质量的分布对性能有影响。4)树脂的外加物质对性能有影响。,第二节涂料的基础知识,5)树脂有构成对性能有影响。3.涂料对树脂的要求1)树脂要赋于涂膜一定的保护性和装饰性，例如光泽、硬度、耐水性及耐酸性等。2)为了满足各方面的要求，常将多种树脂合用，或将树脂与油合用，互相补偿。3)树脂在溶剂(尤其是廉价的溶剂)中要有较高的溶解度，否则在应用中会受到限制。,4.树脂种类及名称,(1)组成涂料的树脂种类涂料组成中的树脂包括：天然树脂、合成树脂、改性树脂。,第二节涂料的基础知识,(2)各类树脂名称1)天然树脂：包括虫胶、松香及衍生物、天然沥青等。2)合成树脂：包括酚醛树脂、醇酸树脂、氨基树脂、纤维衍生物、乙烯类树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、橡胶衍生物。3)改性树脂：包括松香改性酚醛树脂、干性油改性醇酸树脂、不干性油改性醇酸树脂、丁醇改性脲醛树脂等。,二、涂料中的溶剂及助剂,1.溶剂,第二节涂料的基础知识,()溶剂的选用原则1)极性相近的原则：极性相近的物质可以互溶。2)溶剂化原则：溶剂化系指高分子链段和溶剂分子间的作用力，它能使溶剂将高分子链段分离开，从而使高聚物溶解。3)结构相似原则：即根据被溶漆基的结构选择含有相似基团结构的溶剂。(2)常用的有机溶剂分类和性能1)常用的有机溶剂分类：根据溶剂的组成和来源不同，可将溶剂分为如下几类：有机溶剂,第二节涂料的基础知识,石油溶剂：它们的组成主要是链状碳氢化合物，是由石油分镏制得的，在分镏石油时，依其沸点的不同而将其分成几种不同的产品。沸点小于80的，称为石油醚，它的挥发速度极快，一般用来提取香精；沸点为80150的，称为汽油；沸点为150204，称为松香水(又称矿质松节油)；沸点高于204的，称为煤油，又称火油。,其他溶剂：含氯溶剂、硝化烷烃溶剂等。2)常用有机溶剂性能萜烯溶剂：属于植物性溶剂，绝大部分取自松树的分泌物，常用的有松节油和双戊烯，多为油基涂料溶剂。,第二节涂料的基础知识,酯类溶剂：酯类溶剂是醇和有机酸反应的化合物，为溶解力很强的强溶剂，能溶解硝化棉和多种合成树脂。酮类溶剂：酮类溶剂是含有羰基结构的有机化合物，溶解力很强，极易燃烧。醇类溶剂：醇类溶剂是有很大极性的有机溶剂，是羟基与烃基连接的化合物，能溶解的成膜物质有限。,煤焦溶剂：将煤干镏得到的煤焦油，将煤焦油再蒸镏得到轻油(80210)，将轻油再分镏得到苯、甲苯、二甲苯、荼溶剂等，再经硫酸、烧碱液洗涤并进行精镏，即可得到纯苯、甲苯和二甲苯。,第二节涂料的基础知识,醇醚溶剂：醇醚溶剂是一