什么是精细化工.doc

什么是精细化工，其特点是什么?精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。特点：(1)多品种、小批量(2)综合生产流程，多功能生产装置(3)技术密度高，垄断性强(4)大量采用复配技术(5)投资少、附加价值高、利润大(6)新产品开发周期大费用高。精细化工基本原料：三烯(乙烯,丙烯,丁二烯),三苯(苯,甲苯,二甲苯),乙炔。工业起始原料：石油，煤，天然气，生物质。三大基本合成材料：合成纤维，合成塑料，合成橡胶。表面活性剂的结构特点以及分类，结构通式？特点：表面活性剂分子都是由非极性的疏水基和极性的亲水基两部分构成。因此，表面活性剂分子是一种两亲分子，它具有既亲油又亲水的两亲性质。两亲分子、两亲结构是表面活性剂区别于其它物质的最主要特征，表面活性剂之所以具有优异的表面活性功能，正是由于它具有这种独特的分子结构。分类：按溶解性分为：水溶性表面活性剂/油溶性表面活性剂；按是否解离分为：离子型表面活性剂/非离子型表面活性剂；按离子类型分为：1、阴离子型表面活性剂：羧酸盐型 R-COONa，硫酸酯盐型 R-OSO3Na，磺酸盐型 R-SO3Na，磷酸酯盐型 R-OPO3Na 2、阳离子型表面活性剂: 胺盐伯仲叔、季铵盐3、两性离子型表面活性剂：氨基酸型，甜菜碱型4、非离子型表面活性剂：聚乙二醇型，多元醇型。表面活性剂如何降低表面张力？表面活性剂具有亲油和亲水基团，溶于水后，亲水集团受到水分子吸引，甚至足以把一短截非极性烃链一并拉入水中，而亲油基团受到水分子的排斥。为了克服这种不稳定状态，就只有占据溶液的表面，将亲油伸向气相，亲水伸向水相。形成定向单分子吸附，使气-水和油-水，界面的张力下降，表现出表面活性。首先在液固界面上，产生了液体表面分子的向心收缩力，称为表面张力的合力，要想降低这个力，就要形成或外加一个方向相反的力与之抗衡，而表面活性剂一端亲水一端疏水，因此除了产生向内部的张力之外，还产生了与之相反的对疏水基团的斥力，这个力的存在自然能够降低表面张力。什么是临界胶束浓度，意义何在？表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度，用cmc表示。意义：临界胶束浓度是表面活性剂开始大量形成胶束的浓度,表面活性剂溶液的各种性质,如溶液表面张力、电导率、渗透压、浊度、增溶能力、去污能力等在临界胶束浓度都有突变.。表面张力：作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力。HLB值的意义和应用？HLB值：称亲水疏水平衡值，表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量，定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。HLB=亲水基的亲水性/亲油基的亲油性，HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强。意义:比较表面活性分子中亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性是一项衡量效率的重要指标。克拉夫点与浊点有何不同?克拉夫特点：使表面活性剂的溶解度突增的温度点。浊点:使溶液变浑浊时的温度。克拉夫特点主要针对离子型表面活性剂，浊点说的是非离子型表面活性剂。论述洗涤过程原理？在水中加入表面活性剂以后，水溶液变为洗涤剂溶液，这时，表面活性剂分子的亲水基团即溶于水中，而憎水基团和水没有相似的性质，力图挤出水的表面，以便和空气中相同的物质结合。这样憎水基团就聚集在水的表面层，占据了水的表面位置，形成了憎水性层，也就是说，水的表面已不是水分子，而是表面活性剂的碳氢键。它是憎水性的物质，具有润湿污垢和纤维憎水性部分性能，也就是说，提高了水的润湿性能。加入表面活性剂的水溶液，之所以能够洗净衣服的道理之一，就是它增强了润湿度破坏污垢和纤维结合力的作用，但是，这种溶液一定要达到一定浓度，如果表面活性剂太少，也是不能形成憎水性层的，一般来说，含表面活性剂的数量不能少于0.2-0.3%。污垢大多是亲油性的、憎水性的物质，表面活性剂分子的一端也是亲油性、憎水性的，表面活性剂分子亲油性的一端，便被吸附在污垢的表面，而亲水性的一端仍在水中，随时着污垢附表面活剂分子越来越多，污垢就同憎水性物质变成了亲水性物质，也就是变成溶性物质（即能溶于水），转移到水中去，也就是说，从衣服上把污垢清除了。各种表面活性剂的使用和复配特性？高分子材料中为什么要加助剂？助剂不仅在加工过程中可以改善聚合物的工艺性能，影响加工条件，提高加工效率，并且可以改进产品性能，提高使用价值和寿命。使用助剂应该注意哪些问题？1助剂与聚合物的相容性 如果相容性不好，助剂就容易析出。固体助剂的析出，俗称“喷霜”；液体助剂的析出，称为“渗出”或“出汗”。助剂析出后即失去助剂的作用，而且影响塑料制品的外观。但是，也应注意到，对于某些助剂，并不要求它与聚合物有良好的相容性。例如，润滑剂的相容性就不宜过大，否则就会起到增塑剂的作用，使聚合物软化。 助剂与聚合物的相容性主要取决于它们的结构相似性。例如，极性较强的增塑剂在极性的聚氯乙烯中的相容性较极性弱者好。又如，在抗氧剂和光稳定剂中引入较长链的烷基，就可以改善它们与聚烯烃的相容性。 对于无机填充剂和无机颜料，它们不溶于聚合物，而是非均相地分散于聚合物中。对于这一类助剂，则要求它们的分散性好，其细度越小越好。助剂与聚合物在稳定性方面的相互影响 助剂必须长期稳定地存在于塑料制品中。因此，应该注意助剂与聚合物在稳定性方面的相互影响。有些聚合物（如聚氯乙烯）的分解产物带酸碱性，能分解一些助剂；也有一些助剂能加速聚合物的降解。助剂的耐久性 助剂的损失主要通过三条途径：挥发、抽出和迁移。挥发性的大小取决于助剂的结构，例如，由于邻苯二甲酸丁脂的分子量小于邻苯二甲酸二辛脂，故前者的挥发性较后者大得多。助剂的抽出性与其在不同介质中的溶解度直接相关，应根据制品的使用环境来选择适当的助剂品种。迁移性是指助剂由制品中向邻近物品的转移，其可能性的大小与助剂在不同聚合物中的溶解度相关。 助剂对加工条件的适应性 加工条件对助剂的要求，主要是耐热性，即要求助剂在加工温度下不分解、不易挥发和升华。同时，还要注意助剂对加工设备和模具可能产生的腐蚀作用。不同聚合物的加工条件不同；同一种聚合物，由于加工成型的方法不同，所需要的助剂也可能不同。总之，选用的助剂对加工条件应具备适用性。 制品用途与选用助剂的关系 选用助剂的重要依据是制品的最终用途。不同用途的制品对所采用助剂的外观、气味、耐久性、污染性、电气性能、热性能、耐侯性能、毒性等都有一定的要求。 助剂的毒性问题早已引起广泛的关注，特别是食品和药物包装材料、医疗器械、水管、玩具的塑料制品的卫生安全问题越来越受人们的重视。各国对上述塑料制品所采用的助剂，严格规定了品种和用量。助剂的协同作用和相抗作用 在同一聚合物中的多种助剂，如配合适当，助剂之间常会相互增效，起“协同作用”聚合物配方研究的主要目的之一就是要发现助剂之间的协同作用。当然，简化组分，降低成本等也是配方研究的目的。配方选择不当，则有可能产生助剂之间的“相抗作用”，故应该尽量避免。而不同的助剂之间可能发生化学变化、引起变色等情况也应避免。什么叫增塑剂它是如何起到增塑作用的？主要的增塑剂是什么？塑化剂，一般也称增塑剂。能使聚合物体系增加塑性的物质称为增塑剂。增塑剂主要作用是削弱聚合物分子间的次价键，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，因而也增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度，软化温度和玻璃化温度下降，而伸长性，曲挠性和柔韧性提高。苯二甲酸酯，对苯二甲酸酯和间苯二甲酸酯。PVC是什么？都需要加什么助剂？为什么？聚氯乙烯，英文简称PVC，是氯乙烯单体，在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。PVC 其纯树脂加工时易分解、流动性差、冲击强度低、耐候性差，因此需要在加工过程中添加各类辅助材料以改善其性能。如：润滑剂、热稳定剂、抗冲改性剂、加工助剂、增塑剂加邻苯二甲酸二丁酯（DBP）。阻燃剂的阻燃机理？阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。1、阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物碳化在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。2、阻燃剂分解形成不挥发性的保护膜，在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。3、阻燃剂分解产物将HO自由基连锁反应切断，把燃烧过程中生成的高能量的HO自由基捕获转变成低能量的X自由基和水。4、自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用。抗氧化剂的作用原理？1、链终止型抗氧化剂，这类抗氧化剂可以与R、RO2反应而使自动氧化链反应中断从而起稳定作用。1）自由基捕获体，自由基捕获体能与自由基反应，使之不再进行引发反应，或由于它的加入是自动氧化反应稳定化。2）电子给予体，由于给出电子而是自由基消失。3）氢给予体，这类抗氧化剂为一些具有反应性的仲芳胺和受阻酚化合物，它们可以与聚合物竞争自由基，从而降低了聚合物的自动氧化反应速率。（2）预防性抗氧化剂，它的作用是能除去自由基的来源，抑制或延缓引发反应。1）过氧化物分解剂，它们能与过氧化物反应并使之转变为稳定的非自由基产物，从而完全消除自由基的来源。2）金属离子钝化剂，变价金属能促进高聚物的自动氧化反应，使聚合物材料的寿命缩短。热塑性的优缺点？抗静电剂的作用机理？1、外部抗静电剂的作用机理，此类抗静电剂加到水里 , 抗静电剂分子中的亲水基就插入水里 , 而亲油基就伸向空气。当用此溶液浸渍高分子材料时 , 抗静电剂分子中的亲油基就会吸附于材料表面。浸渍完后干燥 , 脱出水分后的高分子材料表面上 , 抗静电剂分子中的亲水基都向着空气一侧排列 , 易吸收环境水分 , 或通过氢键与空气中的水分相结合 , 形成一个单分子导电层 , 使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的。2、内部抗静电剂的作用机理，在高分子材料成型过程中 , 如果其中含有足够浓度的抗静电剂 , 当混合物处于熔融状态时 , 抗静电剂分子就在树脂与空气或树脂与金属 (机械或模具) 的界面形成最稠密的取向排列 , 其中亲油基伸向树脂内部 , 亲水基伸向树脂外部。待树脂固化后 , 抗静电剂分子上的亲水基都朝向空气一侧排列 , 形成一个单分子导电层。在加工和使用中 , 经过拉伸、摩擦和洗涤等会导致材料表面抗静电剂分子层的缺损 , 抗静电性能也随之下降。但是不同于外涂敷型抗静电剂 , 经过一段时间之后 , 材料内部的抗静电剂分子又会不断向表面迁移 , 使缺损部位得以恢复 , 重新显示出抗静电效果。由于以上两种类型抗静电剂是通过吸收环境水分 , 降低材料表面电阻率达到抗静电目的 , 所以对环境湿度的依赖性较大。显然 , 环境湿度越高 , 抗静电剂分子的吸水性就越强 , 抗静电性能就越显著。食品中为什么加入食品添加剂？1、防止变质，防腐剂可以防止由微生物引起的食品腐败变质，延长食品的保存期，同时还具有防止由微生物污染引起的食物中毒作用。2、改善食品感官性状，适当使用着色剂、护色剂、漂白剂、食用香料以及乳化剂、增稠剂等食品添加剂，可以明显提高食品的感官质量，满足人们的不同需要。3、保持提高营养价值，在食品加工时适当地添加某些属于天然营养范围的食品营养强化剂，可以大大提高食品的营养价值，这对防止营养不良和营养缺乏、促进营养平衡、提高人们健康水平具有重要意义。4、方便食品加工，在食品加工中使用消泡剂、助滤剂、稳定和凝固剂等，可有利于食品的加工操作。例如，当使用葡萄糖酸内酯作为豆腐凝固剂时，可有利于豆腐生产的机械化和自动化。我国主要食用的防腐剂是哪几类？1、山梨酸及其盐和山梨酸的衍生物2、对羟基苯甲酸酯3、丙酸及其盐举出四种不同类别的乳化剂和增稠剂？乳化剂：大豆磷脂、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐单油酸酯、丙二醇脂肪酸酯。增稠剂：明胶、果胶、海藻酸纳、羧甲基纤维素钠。举出几种不同类别的酸味剂和色素？酸味剂：磷酸、柠檬酸、醋酸、酒石酸。色素：胭脂红、柠檬黄、日落黄。本章涉及了几大类食品添加剂？防腐剂、乳化剂、酸味剂、鲜味剂、甜味剂、食品保鲜剂、抗氧化剂、食用色素、增稠剂、面粉添加剂。胶黏剂的定义和组成？定义：将同种或两种或两种以上同质或异质的材料连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质，统称为胶粘剂或粘接剂、粘合剂、习惯上简称为胶。组成：胶粘剂由基料、固化剂、填料、增韧剂、稀释剂、偶联剂、触变剂、增塑剂。胶黏剂的粘附机理？1、吸附理论：人们把固体对胶黏剂的吸附看成是胶接主要原因的理论，称为胶接的吸附理论。理论认为：粘接力的主要来源是粘接体系的分子作用力，即范德化引力和氢键力。胶粘与被粘物表面的粘接力与吸附力具有某种相同的性质。胶黏剂分子与被粘物表面分子的作用过程有两个过程：第一阶段是液体胶黏剂分子借助于布朗运动向被粘物表面扩散，使两界面的极性基团或链节相互靠近，在此过程中，升温、施加接触压力和降低胶黏剂粘度等都有利于布朗运动的加强。第二阶段是吸附力的产生。当胶黏剂与被粘物分子间的距离达到10-5Å时，界面分子之间便产生相互吸引力，使分子间的距离进一步缩短到处于最大稳定状态。胶黏剂的极性太高，有时候会严重妨碍湿润过程的进行而降低粘接力。分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。在某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。 2、化学键形成理论:化学键理论认为胶黏剂与被粘物分子之间除相互作用力外，有时还有化学键产生，例如硫化橡胶与镀铜金属的胶接界面、偶联剂对胶接的作用、异氰酸酯对金属与橡胶的胶接界面等的研究，均证明有化学键的生成。化学键的强度比范德化作用力高得多；化学键形成不仅可以提高粘附强度，还可以克服脱附使胶接接头破坏的弊病。但化学键的形成并不普通，要形成化学键必须满足一定的量子化件，所以不可能做到使胶黏剂与被粘物之间的接触点都形成化学键。况且，单位粘附界面上化学键数要比分子间作用的数目少得多，因此粘附强度来自分子间的作用力是不可忽视的。3、弱界层理论：当液体胶黏剂不能很好浸润被粘体表面时，空气泡留在空隙中而形成弱区。又如，当中含杂质能溶于熔融态胶黏剂，而不溶于固化后的胶黏剂时，会在固体化后的胶粘形成另一相，在被粘体与胶黏剂整体间产生弱界面层（WBL）。产生WBL除工艺因素外，在聚合物成网或熔体相互作用的成型过程中，胶黏剂与表面吸附等热力学现象中产生界层结构的不均匀性。不均匀性界面层就会有WBL出现。这种WBL的应力松弛和裂纹的发展都会不同，因而极大地影响着材料和制品的整体性能。4、扩散理论：两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于分子的布朗运动或链段的摆产生相互扩散现象。这种扩散作用是穿越胶黏剂、被粘物的界面交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产生。粘接体系借助扩散理论不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体胶粘，因为聚合物很难向这类材料扩散。5、静电理论：当胶黏剂和被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的组合形式时，电子会从供给体（如金属）转移到接受体（如聚合物），在界面区两侧形成了双电层，从而产生了静电引力。在干燥环境中从金属表面快速剥离粘接胶层时，可用仪器或肉眼观察到放电的光、声现象，证实了静电作用的存在。但静电作用仅存在于能够形成双电层的粘接体系，因此不具有普遍性。此外，有些学者指出：双电层中的电荷密度必须达到1021电子/厘米2时，静电吸引力才能对胶接强度产生较明显的影响。而双电层栖移电荷产生密度的最大值只有1019电子/厘米2（有的认为只有1010-1011电子/厘米2）。因此，静电力虽然确实存在于某些特殊的粘接体系，但决不是起主导作用的因素。6、机械作用力理论：从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一种方法。胶黏剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在界面区产生了啮合力，这些情况类似钉子与木材的接合或树根植入泥土的作用。机械连接力的本质是摩擦力。在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重要的，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显著。热塑性和热固性的胶黏剂有何不同？热塑性胶黏剂是以线型聚合物为基料，固化过程中不产生交联反应，通过溶剂或分散介质的挥发或熔融体冷却成为胶层，产生粘结力。而热固性胶黏剂是以含有反应性基团的中、低相对分子量聚合物为基料，通过加入固化剂发生聚合反应交联成网状结构，形成不溶、不熔的胶层而达到粘结目的。 热塑性胶黏剂从其结构上看,以线型聚合物为基料,固化中不形成化学键,因此初粘力高、柔韧性好但耐溶剂性较差、粘结强度不大，主要适用于非结构件的粘接。热固性胶黏剂由于在固化过程中发生交联反应形成体型结构，溶解度降低、机械强度高、黏接力强但易脆耐冲击性差，适合结构件的黏接。涂料的组成？涂料主要由四部分组成：成膜物质、颜料、溶剂、助剂。成膜物质是涂料的基础，它对涂料和涂膜的性能起决定性的作用，它具有粘结涂料中其它组分形成涂膜的功能。可以作为成膜物质的使用的物质品种很多，当代的涂料工业主要使用树脂。树脂是一种无定型状态存在的有机物，通常指高分子聚合物。过去，涂料使用天然树脂为成膜物质，现代则广泛应用合成树脂，例如：醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶树脂、环氧树脂等。颜料是有颜色的涂料（色漆）的一个主要的组分。颜料使涂膜呈现色彩，使涂膜具有遮盖被涂物体的能力，以发挥其装饰和保护作用。有些颜料还能提供诸如：提高漆膜机械性能、提高漆膜耐久性、提供防腐蚀、导电、阻燃等性能。颜料按来源可以分为天然颜料和合成颜料；按化学成份，分为无机颜料和有机颜料；按在涂料中的作用可分为，着色颜料、体质颜料和特种颜料。涂料中使用最多的是无机颜料，合成颜