第九章 新领域精细化学品简介(精简版)幻灯片.ppt

第九章新领域精细化学品简介 具有精细化学品的特征 且产业特征不明显的 非传统精细化工产品的化学品 即新领域精细化学品 我国曾将电子化学品 饲料添加剂 皮革化学品 油田化学品 造纸化学品 水处理化学品 生物化工 纤维素衍生物 丙烯酸及其酯 聚丙烯酰胺 气雾剂 纺织染整助剂 信息化学品 混凝土外加剂等都划分为新领域精细化学品 一 电子化学品 电子工业是近30年来发展较迅速的高技术产业 以计算机和超大规模集成电路为核心的电子工业发展水平已成为衡量一个国家科技水平的重要标志 电子化学品就是为电子工业配套的专用化工产品 电子工业的发展依赖于电子化学品 电子化工材料的发展 电子化学品具有品种多 用量少 质量要求高 对环境清洁度要求苛刻 产品更新换代快等特点 目前 与电子工业配套的化学品包括超净高纯试剂 特种气体 光刻胶 塑封材料 磨抛光材料 印刷线路板生产中所用的材料 干膜抗蚀剂 清洗剂 化学镀和电镀用液及其添加剂 光致抗蚀剂 焊剂和助焊剂 等 1 超净高纯试剂 超净高纯试剂的主要用途 用于基片在涂胶前的湿法清洗 用于在光刻过程中的蚀刻及最终的去胶 用于硅片本身制作过程中的清洗 其用量大 消耗快 制备超净高纯试剂的常用提纯技术主要有 精馏 蒸馏 亚沸蒸馏 等温蒸馏 减压蒸馏 低温蒸馏 升华 气体吸收 化学处理 树脂交换 膜处理等技术 超净高纯试剂一般贮存于高密度聚乙烯 HDPE 四氟乙烯和氟烷基乙烯基醚共聚物 PFA 聚四氟乙烯 PTFE 所制成的容器中 注意 HF对玻璃有腐蚀的试剂 蒸馏时用银质或聚四氟乙烯材质的设备 2 超净高纯气体P241 3 塑封材料 电子封装材料是指集成电路的包封体 电子封装材料主要有塑封料 陶瓷封装材料和金属封装材料 塑封材料是实现电子产品小型化 轻量化和低成本的一类重要封装材料 塑封料所使用的材料为热固性树脂 主要包括单组份环氧树脂类 酚醛类 有机硅类 聚酰亚胺类 液晶聚合物类封装材料等 4 芯片生产用光致抗蚀剂 光致抗蚀剂又称光刻胶 是利用光化学反应使材料的溶解度发生变化的一种耐蚀刻薄膜材料 光刻胶是集成电路发展的关键性精细化工产品 原理 利用光化学反应 经曝光 显影 将需要的细微图形从掩膜版转移到待加工的基片上 然后进行蚀刻 扩散 离子注入 金属化等工艺处理 制成半导体芯片或印刷模版 按光刻工艺 光刻胶分为正型胶和负型胶 按曝光的波长分类有 g线 436nm曝光 i线 365nm 准分子激光 308nm DUV 248nm 化学增幅 电子束 X射线 离子束等抗蚀剂 二 皮革化学品 第一节概述 概念 皮革是由动物皮 或生皮 经过一系列物理与化学的加工处理所制成的一种坚固 耐用物质 简称革 皮与革 原料皮 生皮 具有皮革加工价值的动物皮 鞣制 革 具有不同使用性能的天然高分子材料 皮革 裘皮毛皮 裘革 人造革与合成革 以织物作为底基 涂覆合成树脂 聚氯乙烯 聚氨酯 合成革 以浸渍的无纺布为网状层 微孔聚氨酯层作为粒面层 1963年美国杜邦公司成功研制湿法聚氨酯合成革 PVC人造革 PU人造革 人造革 一 皮革加工的主要工序 鲜皮 浸水 浸灰 脱脂 染色 鞣制 真皮 酶软 加脂 涂饰 皮革 加脂剂 染料 鞣制剂 主要皮革化学品 第二节皮革鞣制剂 1 鞣制 把生皮转变成革的质变过程称为鞣制2 鞣剂 使生皮转变成革发生质变所用的基本物质称为鞣剂3 鞣法 铬鞣法 铝鞣法 植鞣法 以此类推 皮革加脂的作用与目的使皮革柔软 丰满 耐折 富有弹性 提高抗张强度 防水性 与铬纤维结合的加脂剂轻微的补充鞣制 填充 助染固色及减缓铬鞣剂外迁移等作用 第三节皮革加脂剂 第四节皮革涂饰剂 皮革涂饰的目的1 增加美观 光滑 有光泽 色泽均匀一致2 提高耐用性 涂后革上形成保护层耐热 耐寒 耐水 耐有机溶剂 耐干湿擦等3 修正皮革表面的缺陷4 增加花色品种 各种颜色的革 如 压花 抛光 皱纹革 套色 皮革涂饰剂 是指能通过揩 刷 喷 淋等方式在皮革表面形成一层薄膜的材料 涂饰剂组成 成膜物质 着色材料 溶剂和助剂 发展 生产和使用 皮革专用染料 金属络合染料 发展液体染料 环境污染的原因 发展的染料质量 色泽鲜艳 饱满 纯正 副色少 坚牢度好 耐水洗 耐氧化剂还原剂 耐熨烫等 溶解性好 水溶性 第五节皮革专用染料 浸水剂 脱脂剂 浸灰剂 软化剂 浸酸剂 鞣制助剂 交联剂 中和剂 渗透剂 杀菌剂 防霉剂 防水剂 防油防污剂 手感剂 蜡感剂 丝光油感 滑爽感等 消光剂 光亮剂 漂白剂 效应革助剂 珠光效应 金属效应 仿旧效应 油变效应 蜡感效应等 发展趋势 安全 无毒 可生物降解的表面活性剂的研究 第六节皮革专用助剂 三 油田化学品 中国石油现状 中国的石油储备不足 中国的石油入口远远大於出口 且比例在逐年扩大 相信未来难见改善 随着经济的高速增长 中国对石油的需求也在迅速攀升 从1996年起 中国就成为继美国 日本之后的第三大石油消费国 中国未来石油供需平衡 我国石油分布图 石油开采遇困难 中国的石油开采主要集中在东北 华北和西北地区 海上开采能力正在高速增长之中 但是 中国在南沙群岛的石油开采一直无法进行 这是因为在美国的暗中支持下 越南 菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打井 在陆地 中国与中亚国家的石油交易也受到美国的制约 油田化学品 解决油田钻井 完井 采油 注水 提高采油收率及集运等进程中所使用的化学助剂 根据油田主要生产工艺过程 可将油田化学品分为通用化学品 砖井用化学品 油气开采用化学品 提高采收率化学品 油气集输用化学品和水处理用化学品等 四 造纸化学品 一 造纸过程中的主要工序 造纸过程通常分为制浆 抄纸 涂布加工三道工序 造纸化学品 各工艺过程中所需用的化学药品统称为造纸化学品 制浆过程是将含纤维的原料分离出纤维的过程 1 蒸煮是以化学方法使含纤维原料分理处纤维的过程 方法很多 主要分为碱法和亚硫酸盐法两类 2 洗涤将蒸煮后的浆液除了纤维外的其他成分洗涤除去 如木素 糖料 残余化学品等 3 漂白将浆液中残留的有色物经漂白剂处理 进一步消除有色物质 1 制浆工序 抄纸工序 主要是将制浆工序制备的浆料生产成纸和纸板的过程 是由悬浮在液体中的纤维在网上错综交织成均匀的纤维层 再经过压榨和干燥之后即得成品纸 包括 打浆 施胶 加填料 抄纸等过程 2 抄纸工序 该工序主要是根据用户要求对抄纸的原纸进行再加工处理 获得原纸所没有的某些特性纸张 分为 涂布加工 变性加工 成型加工 3 涂布加工 制浆化学助剂 在制浆过程中 纤维原料都要经过化学药剂的处理 在处理过程中用于提高纸浆生产效率 减少原料消耗 提高纸浆质量 控制与缓和制浆过程中可能发生障碍时所用的辅助化学药品 包括 蒸煮助剂 漂白助剂 消泡剂 脱墨剂 絮凝剂等 二 制浆用化学品 抄纸是将制浆工序制备的浆料生成原纸的过程 抄纸化学品包括功能化学品和过程化学品 功能化学品提高抄纸质量和功能 过程化学品提高纸机效率 减少纤维和填料损失 三 抄纸用化学品 常用抄纸化学品 施胶剂 增强剂 助留助滤剂 涂布加工是提高造纸质量 增加造纸性能 满足用户要求的重要手段 涂布加工过程用的涂布剂主要用以防止液体和气体渗入纸品或防止纸氧化退色及增加纸张功能 涂布剂 涂布颜料 胶黏剂 分散剂 其他助剂和溶剂组成 四 涂布加工用化学品 荧光增白剂 一种无色的有机化合物 它能吸收人眼看不见的紫外线 然后再发射出人眼可见的蓝紫色荧光 荧光增白剂能显著提高作用物的白度和光泽 所以被广泛用于纺织 造纸 塑料及合成洗涤剂等工业 五 其他造纸用化学品 阻燃剂是指能够提高纸张的防火阻燃效率 点燃后仅碳化而不燃烧的化学品 常用的阻燃剂 聚磷酸铵 锑化物等作用原理 阻燃剂在点火后分解吸热 并放出不燃性气体稀释可燃性气体而起到阻燃效果 五 水处理剂 水处理剂即水处理化学品 它主要是指为了除去水的大部分有害物质 如腐蚀物 重金属及Ca2 Mg2 离子 污垢和微生物等 得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品 水处理的意义和作用 水处理对于提高水质 防止结垢 腐蚀 菌藻滋生和环境污染 保证工业生产的高效 安全和长期运行 并对节水 节能 节材和环境保护等方面均有重大意义 一 概述 水处理剂在我国的生产及应用状况 目前 我国水处理剂的主要品种有阻垢剂 缓蚀剂 分散剂 絮凝剂 杀菌灭藻剂 净水剂 离子交换树脂等几大类 总的生产厂家多是生产能力小 经营规模小 生产品种主要是剖析 仿制或依据国外专利研制的 发展和生产历史短 科研经费有限 因此基础薄弱 技术比较落后 整体水平不高 与国外相比还有较大差距 二 阻垢剂 水垢的生成 水垢一般由CaCO3 Ca3 PO4 2 CaSO4 硅酸钙 镁 等微溶盐组成 这些盐的溶解度很小 如在0 时 CaCO3的溶解度是20mg L Ca3 PO4 2的溶解度只有0 1mg L 而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低 因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而结晶析出 当水流速度较小或传热面较粗糙时 这些结晶就容易沉积在传热表面上形成水垢 水垢的控制 1 从水中除去成垢离子包括离子交换法和石灰软化法等 2 加酸或通CO2 降低pH 稳定重碳酸盐 3 投加阻垢剂 1 阻垢剂的种类 1 阻垢缓蚀剂 2 阻垢分散剂 在工业水处理中 把加入到水中用于防止水垢和泥垢的产生或抑制其沉积生长的化学药剂统称为阻垢剂 2 阻垢剂的作用原理 结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果 在盐类过饱和溶液中 首先产生晶核 再形成少量微晶粒 并按一种特有的次序排列起来 使小晶粒不断长大 形成大晶体 如果投加某些药剂 破坏或控制结晶的某一进程 水垢就难以形成 具有阻垢性能的药剂包括螯合剂 抑制剂和分散剂 螯合剂与阳离子形成螯合物或络合物 将金属离子封闭起来 阻止其与阴离子反应生成水垢 抑制剂能扩大物质结晶的不稳定区 在相当大的过饱和程度上将结垢物质稳定在水中不析出 三 缓蚀剂 缓蚀剂是一类能有效地阻止和减少金属与腐蚀介质发生反应而延缓腐蚀的添加剂 缓蚀机理 1 将水由酸性调为中性或碱性 从而达到延缓腐蚀的目的 一般为有机胺类 2 在与水接触的金属表面上形成一层保护膜 将金属表面与水环境隔离 从而达到缓蚀的目的 这是大多数缓蚀剂的缓蚀机理 四 絮凝剂 在水处理过程中 凡能使水溶液中的溶质 胶体或悬浮颗产生深沉的物质都叫做絮凝剂或混凝剂 其应用包括 在原水处理中可用于除浊 脱色 除臭及除去其它杂质 在废水处理中 用于脱除废水中的油类 重金属类 有毒有害物质等 絮凝技术还用于选矿和污泥脱水等 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类 其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂 天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂 五 杀菌灭藻剂 微生物污垢在循环冷却系统中是极难避免的 循环冷却系统的温度是微生物生存与繁殖的理想温度 水中固有的杂质及人为添加的防垢 防蚀药剂正提供了微生物所需的营养 巨大的传热表面为微生物提供了栖息繁衍的场所 微生物在冷却水系统中繁殖形成粘泥 使传热效率下降 加速金属腐蚀 影响输水 粘泥腐败后产生臭味 使水质变差 冷却水系统中微生物生长繁殖的控制方法 1 防止冷却水系统渗入营养物和悬浮物营养物进入系统主要通过补充水 大气和设备泄漏三条途径 磷系和胺系药剂的分解也提供部分营养物 对原水进行混凝沉淀和过滤预处理可去除大部分悬浮物和微生物 2 投加杀菌灭藻剂在循环冷却水系统中投加杀菌灭藻剂是目前抑制微生物的通行方法 杀菌灭藻剂以各种方式杀伤微生物 如重金属可穿透细胞壁进入细胞质中 破坏维持生命的蛋白质基团 氧化型 氯气 NaClO ClO2 H2