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精细化工复习资料一、绪论1、精细化工品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生产的系列产品。2、精细化工的主要特点：（1）多品种、小批量；（2）技术密集度高；（3）综合生产流程和多功能生产装置；（4）大量采用复配技术；（5）投资少、附加价值高、利润大。3、精细化工新产品开发程序有：通常产品的开发程序分以下五步：（1）选择研究课题；（2）课题的可行性分析和论证；（3）实验研究；（4）中间试验；（5）性能、质量检测和鉴定。二、精细化工工艺学基础及技术开发1、 专业术语：1）反应物的摩尔比：加入反应器中的几种反应物之间的摩尔数之比（理论上这个摩尔比可以和化学反应式的摩尔数之比相同，即相当于化学计量比。实际上对于大多数有机反应来说，投料的各种反应物的摩尔比并不等于化学计量比）。2）限制反应物：其中以最小化学计量数存在的反应物叫做“限制反应物”；过量反应物：化学反应物不按化学计量比投料时，某种反应物的量超过限制反应物完全反应的理论量，则该反应物称为“过量反应物”。3）过量百分数：过量反应物超过限制反应物所需理论量部分占所需理论量的百分数叫做“过量百分数”。若以Ne表示过量反应物的摩尔数，Nt表示它与限制反应物完全反应所消耗的摩尔数，则过量百分数为：4）转化率：某一种反应物A反应掉的量占其向反应器中输入量的百分数称反应物A的转化率xA。注： 1. 必须指明某物质的转化率。 2.若没有指明，通常指主要反应物或是限制反应物的转化率。5）选择性（S）：某一反应物转变成目的产物时，理论消耗的摩尔数占该反应物在反应中实际消耗的总摩尔数的百分数。 6）理论收率：生成目的产物所需的某反应物的摩尔数占输入的反应物摩尔数的百分数。理论收率、选择性和转化率三者之间的关系是：7）重量收率：目的产物的重量占某一输入反应物重量的百分数。注 ：理论收率一般用于计算某一反应步骤的收率。质量收率是为了计算反应物经过预处理、化学反应和后处理之后，所得目的产物的总收率。8）原料消耗定额：每生产1t（或公斤）产品需要消耗多少吨(或公斤)各种原料。对于主要反映物，实际上就是质量收率的倒数。9）单程转化率= 总转化率=正交试验：正交试验设计是利用“正交表”进行科学地安排与分析多因素试验的方法。其主要优点是能在很多试验方案中挑选出代表性强的少数几个试验方案，并且通过这少数试验方案的试验结果的分析，推断出案，同时还可以作进一步的分析，得到比试验结果本身给出的还要多的有关各因素的信息。L是正交表的代号S正交表的列数（最多能安排的因素个数，包括交互作用、误差等）N正交表的行数（需要做的试验次数）q各因素的水平数（各因素的水平数相等）如： 表示各因素的水平数为2，做8次试验，最多考虑7个因素（含交互作用）的正交表。三、表面活性剂1、表面活性剂的定义、特点和应用性能：1）定义：表面活性剂（缩写成SAA）是指一类具有两亲结构的有机化合物，在加入少量时就能显著降低溶液表面张力或界面张力并改变体系界面状态的物质 。2）结构特点：具有双亲结构，即同时具有亲油疏水的基团和亲水疏油的基团，通常称为亲油基和亲水基。3）应用性能：表面活性剂由于其独特的双亲基结构而具有降低表面张力、产生正吸附现象等诸多功能，因而，在应用上可发挥特别的作用。最主要的包括起泡、消泡、乳化、分散、增溶、洗净、润湿、渗透。2、临界胶束浓度：表面活性剂的重要参数，是指表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓度，简称cmc。3、表面活性剂的分类：1）按表面活性剂在水和油中的溶解性可分为水溶性和油溶性表面活性剂；2）按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子性；阴离子型表面活性剂：常见类型：RCOONa羧酸盐 、R-OSO3Na硫酸酯盐 、R-SO3Na磺酸盐、R-OPO3Na2磷酸酯盐 。阳离子型表面活性剂：常见类型：铵盐型（R-NH2HCl伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐）、季胺盐两性表面活性剂：类型：R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型 和甜菜碱型。非离子型表面活性剂：类型：R-O-(CH2CH2O)nH 聚乙二醇型、R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型。 聚乙二醇型是由环氧乙烷的聚合链来作亲水基的，而多元醇型则是靠多元醇的多个羟基与水的亲和力来实现亲水。4、亲水亲油平衡值HLB:表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。HLB值越大，该表面活性剂的亲水性越强。5、临界溶解温度：使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点，我们称为克拉夫特点。 浊点：达到某一温度时，透明溶液会突然变浑浊，这一温度点称为浊点。 克拉夫特点是一个下限温度，而浊点是一个上限温度。6、两性离子呈现的离子性视溶液的pH值而定。在碱性溶液中呈阴离子活性，在酸性溶液中呈现阳离子活性，在中性溶液中呈两性活性。如明胶四、合成材料助剂1、增塑剂：凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系增加塑性的物质即增塑剂。2、说明邻苯二甲酸酯类增塑剂是如何将PVC塑化的：以邻苯二甲酸二丁酯（DBP）作增塑剂来塑化聚氯乙烯（PVC）为例，在升高温度时，DBP分子插入到PVC的分子链间，DBP的脂型偶极与PVC的偶极相互作用而使DBP的苯环极化，这样，DBP与PVC就结合在一起。由于DBP非极性部分的亚甲基链不极化，它夹在PVC的分子链间，削弱了PVC分子间力，使PVC分子链的移动容易了。3、塑化效率：是一个相对比较值，以邻苯二甲酸二辛脂（DOP）为基准以100%模数来表示4、热塑性树脂是线型高聚物。热固性树脂是高度交联的不溶的体型高聚物，是刚性材料。5、邻苯二甲酸酯类增塑剂的通用生产工艺并如何优化酯化反应？邻苯二甲酸酯类是由醇和苯酐经酯化反映合成的，其反应式如下。要优化反应，一般注意做到以下几点：1）将原料中的任一种过量（一般为醇），使平衡尽量右移；2）将反应生成的脂或水两者中任何一个及时从反应系统中除去，促使酯化完全，生产中，常以过量醇做溶剂与水起共沸作用，且这种共沸溶剂可以在生产过程中循环使用；3）酯化反应一般分两步进行，第一步生成单脂，这步反应速度很快，但由单脂反应生成双脂的过程却很缓慢，工业上一般采用催化剂和提高反应温度促进。6、间歇式生产：优点：工艺设备简单，投资少，见效快，工艺操作灵活，适合小批量生产；缺点：反应速率慢，生产周期长，生产能力小。 连续法生产：优点；生产能力大，产品质量好，反应时间短，适合大批量生产；缺点：生产不灵活，不适合生产小批量产品。7、热稳定剂：能防止PVC在加工过程中由于热和机械剪切所引起的降解，另外还能使制品在使用过程中长期防止热、光和氧的破环作用。 作用机理：无论是盐基性铅盐，金属皂类或其他各类热稳定剂，所以能起到稳定化的作用，主要是由于它们都有着一个共同的特点，均属氯化氢的接受体。8、外部抗静电剂是如何起到抗静电作用的：外部抗静电剂一般以水、醇或其他有机溶剂作为溶剂或分散剂使用。当用抗静电剂溶液浸渍高聚物材料时，抗静电剂（一般为表面活性剂）的亲油部分牢固地附着在材料表面，而亲水部分则从空气中吸收水分，从而在材料表面形成薄薄的导电层，从而起到消除静电的作用。9、配方1（PS制品）： PS：高分子材料；PVC：高分子材料；Sb2O3:阻燃剂；（辛基硫代乙醇酸）二丁基锡：热稳定剂；三（2，3-二氯丙基）磷酸脂：阻燃剂，增塑剂配方2（PVC制品）： PVC树脂：高分子材料；DOP树脂：增塑剂；磷酸三甲苯脂：阻燃剂，增塑剂五、食品添加剂1、食品添加剂：为改善食品品质和色香味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的天然或者化学合成物质。 作用：1）赋予色香味及营养价值；2）防止食品腐败变质；3）改善食品品质；4）方便食品的加工2、食品添加剂的两个评价指标：1）ADI值：评价食品添加剂的毒性（或安全性），首要标准是ADI值（人体每日摄入量），它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，单位是mg/kg体重。2）LD50值：第二个常用指标是LD50值（半数致死量）。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量，其单位是mg/kg（体重）。3、防腐剂：为了抑制微生物活动，使食品在生产、运输、贮藏和销售过程中减少因腐败而造成经济损失的添加剂。主要有：山梨酸及其盐类，对羟基苯甲酸脂，丙酸及其盐类。4、山梨酸化学名为2,4己二烯酸。其结构式为：CH3CH=CHCH=CH-COOH。对羟基苯甲酸酯又称尼泊金酯，其通式为 5、食品乳化剂Span类和Tween类在组成与性质上有什么区别？答：司盘（Span）是失水山梨醇酐脂肪酸脂，其在常温下和在不同的pH溶液中均稳定，与高浓度电解质共存时也比较稳定，HLB值为48。吐温60是聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸脂，HLB值为1618，Tween可由Span类在碱催化下与环氧乙烷起加成反应得到。吐温亲水性大于司盘。6、甜味剂： 1）定义：能赋予食品甜味的调味剂。2）典型产品：.糖精；.甜蜜素；.阿斯巴甜；.安赛蜜；.木糖醇7、二丁基羟基甲苯，又称2，6-二特丁基甲酚，简称BHT六、粘合剂：1、说明胶黏剂的组成及各组分的常用物质和功能？答：胶黏剂通常是一种混合料，由基料、固化剂、填料以及其他各种助剂等多种成分组成。基料：是胶粘剂的主要成分，大多为合成高聚物，起粘合作用 固化剂：其作用是使低分子聚合物或单体化合物经化学反应生成高分子化合物，使粘结具有一定的机械强度和稳定性。填料：无机化合物如金属粉末、金属氧化物、矿物等。改善树脂的某些性能。增韧剂：能提高胶黏剂的柔韧性，改善胶层抗冲击性的物质。触变剂：利用触变效应，使胶液静态时有较大的黏度，从而防止胶液流挂的一类配合剂。2、在聚醋酸乙烯酯胶乳液黏剂的生产工艺中。PVA和OP-10各起什么作用？如何改善其耐寒性、耐水性和粘结性能？答：聚乙烯醇为保护胶体，OP-10为乳化剂。 加入适量的增塑剂可提高胶层的柔性和耐水性；加入适量的溶剂可提高粘度，降低胶液的成膜温度，提高胶层的耐水性。3、热固型树脂胶黏剂：在酸性介质中，苯酚与甲醛反应，生成线型结构。制备热固性酚醛树脂时，甲苯与苯酚之间的摩尔比应大于1，采用碱性催化剂。4、胺类固化剂： 伯（仲）胺类固化剂的用量可按下式计算：G=M/Hn*E 式中 G每100g环氧树脂所需胺的克数（一般用phr表示）；M胺的分子量；Hn-氨基上活泼氢的总数；E环氧树脂的环氧值。5、说明P228的氯丁橡胶配方中个组分的功能氯丁橡胶（通用型）：基料；氧化镁：硫化剂；碳酸钙：填料；防老剂D：抗氧化剂；氧化锌：硫化剂；汽油、乙酸乙酯：溶剂七、涂料：1、涂料：是一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上，经固化形成连续性涂膜的材料，通过它可以对被涂物体进行保护、装饰和其他特殊的作用。2、涂料有哪些基本组分？各起什么作用？答：1）主要成膜物质：是涂料的主要成分，包括油料和树脂；2）次要成膜物质：颜料：赋予涂料色彩；体质颜料：改善流动性能，降低成本；3）辅助成膜物质：助剂。一般不能成膜，但对基料形成涂料的过程和耐久性起着相当重要的作用；4）挥发物质：稀释剂。有助于施工和改善涂膜的某些性质。3、清漆：是没有颜料和体质颜料的透明体；腻子：是加入大量体质颜料的稠厚浆状体；色漆（包括磁漆、调和漆和底漆在内）：是加入适量的颜料和体质颜料的不透明体；水性涂料：水作稀释剂的涂料。4、碘值：100g油中所能吸收碘的量。5、剖析胺固化的环氧树脂的配方组分功能甲组分：634环氧树脂：主要组成物质；TiO2：颜料；填料：填料；邻苯二甲酸二丁酯：增塑剂；二甲苯：溶剂。 乙组分：乙二胺：固化剂；乙醇：溶剂八、化妆品1、化妆品的油性材料：1）动物性油脂、蜡；2）植物性油脂、蜡：椰子油、蓖麻油、羊毛脂；3）矿物性油脂、蜡：凡士林；4）合成的油脂、蜡：高级脂肪酸、高级脂肪醇、高级脂肪脂。2、HLB值在36的表面活性剂主要做油包水（W/O）型乳化剂；而818时主要做水包油型（O/W）乳化剂。 膏霜的配方原理：