精细化工概论
精细化工概论
1、 通用化学品是以天然资源为基本原料,经过简单加工而制成的大吨位,附加价值率与利
润率较低,应用范围较广的化工产品。精细化学品是以通用化学品为起始原料,采用复杂的生产工艺进行深度加工,制成小批量、多品种、附加价值率和利润率高、具有特定应用功能和专门用途的化工产品。
2、 精细化学品的特点:(1)品种多、产量小,主要以其功能进行交易(2)采用间歇生产
方式(3)生产技术要求高,产品质量指标高(4)生产装置占地面积小,一般中小型企业即可生产(5)整个产品价值中原材料的费用的比率较低,商品性较强(6)直接用于工农业,军工、宇航、人民生活和健康等方面,重视技术服务(7)投资小,见效快,利润大(8)技术密集性高,竞争激烈。
3、 超细白炭黑的应用:(1)在橡胶制品中作为高补强填充材料(2)作为塑料的填充材料,
提高塑料的弹性强度和耐磨性以及硬度和热稳定性(3)在造纸工业中,作为纸张的上胶剂。纳米二氧化钛的应用:(1)利用其光电性和光敏性,可制纳米二氧化钛的感光材料,用于传真和彩色复印(2)利用其对紫外线吸收率高的特性,可作为塑料的抗老化剂和化妆品中的紫外线吸收剂(3)制作气体传感器和湿度传感器。
4、 非晶态合金优点:(1)具有高强度、高韧性(2)对酸、碱、盐具有高的耐腐蚀性(3)
具有磁导率和磁感应强度高、矫顽力和损耗低的特性(4)可用作催化剂(5)具有超导电特性。不足:热力学的亚稳态,只适用于低温场合;非晶态材料的杨氏模量大约只有晶态材料的一半。
5、 表面改性就是对固体物质的表面通过改性剂的物理化学作用或某一工艺过程,改变其原
来表面的性能或功能。复合改性的必要性:表面改性处理除需严格的工艺程序和科学配方外,表面改性剂的选择是改性能否成功的关键,一定要根据使用的具体环境和要求改善的性能来选择改性剂。所以选择改性剂比一定仅限于一种,多数情况下可选多种,复合使用,取长补短,以期取得更理想的效果。特别是用于高聚物的各种各样的填料、粉体助剂,为了提高其耐热性、耐候性和化学稳定性,往往先用无机改性剂进行包膜,而为了提高其亲油性,增强与聚合物的亲和力,往往需要再用有机改性剂—表面活性剂或偶联剂做进一步表面改性,从而取得更为理想的综合效果。
6、 表面活性剂是指在溶液中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力,改变体系界面状态的
物质。结构特点为:(1)双亲性,具有亲水基和亲油基(2)溶解性(3)表面吸附(4)界面定向(5)形成胶束(6)多功能性
7、 表面活性剂的活性原理(1)具有双亲媒性结构(2)降低溶剂表面张力(3)改变界面
电荷(4)形成胶束和增溶现象。活性作用:(1)湿润和渗透作用(2)乳化和分散作用
(3)发泡和消泡作用(3)洗涤作用(5)增溶作用
8、 HLB是表示表面活性剂的亲水性、亲油性好坏的指标。HLB值越大,表面活性剂亲水
性越强;HLB值越小,表面活性剂的亲油性越大。HLB值为40是亲水性最强的,为1是亲水性最弱的表面活性剂。
9、 表面活性剂的应用:洗涤剂、润湿剂渗透剂、乳化剂分散剂增溶剂、发泡剂和消泡剂、
抗静电剂、杀菌剂。
10、表面活性剂按照亲水基团的带电性分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、特殊表面活性剂。
11、常用防腐剂种类有苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、对羟基苯甲酸酯类。安全性:山梨酸类>对羟基苯甲酸酯类>苯甲酸类。防腐效果:对羟基苯甲酸酯类>苯甲酸类>山梨酸类。
12、影响防腐剂效果的因素:pH值、食品染菌程度、在食品中的溶解分散状况、加热、多种防腐剂并用。
13、常用杀菌剂主要有两类:氧化型杀菌剂和还原型杀菌剂。典型代表有漂白粉、漂白精和过氧乙酸。
14、食品氧化使食品出现变色、褪色、产生异味臭味等现象使食品质量下降,营养物质遭到破坏,甚至产生有害物质引起食物中毒。防止食品氧化可以采取避光、降温、干燥、排气冲氮密封等措施,配合使用抗氧化剂可取的更显著的效果。食品氧化剂是可以阻止或延缓食品氧化,提高食品质量稳定性和延长储存器的物质。可分为天然抗氧化剂和化学合成抗氧化剂。主要有BHA、BHT、PG、异抗坏血酸钠和茶多酚。
15、抗氧化剂的作用机理:(1)借助还原反应,降低食品内部及环境中的氧含量(2)本身极易氧化,从而使环境中的氧首先与抗氧化剂反应而保护食品(3)可以放出氢原子将油脂在自动氧化过程中产生的过氧化物分解破坏(4)可与过氧化物结合,中断油脂自动氧化过程中的连锁反应,阻止氧化过程继续进行(5)可以阻止或减弱氧化酶类的活性
16、有些物质本身没有抗氧化作用,但与抗氧化剂配合使用时,能增强抗氧剂的作用,这类物质称为抗氧化剂的增效剂。主要有柠檬酸、磷酸、酒石酸、抗坏血酸等酸性物质。
17、色素分为天然色素和合成色素两类。
18、将硫酸铝、氯化铝等铝盐水溶液与碳酸钠、碳酸氢铵等碱性物质发生作用,然后加入人工合成色素,使色素吸附于氢氧化铝,经过滤、干燥、粉碎可制得人工合成食用色素色淀。
19、常用食品乳化剂有:甘油酯及其衍生物、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、大豆磷脂。常用食品增稠剂有:淀粉及其改性淀粉、琼脂、果胶、明胶和海藻酸及其盐和酯。
20、胶粘剂是一种媒介,凡能将同种的或不同种固体材料胶结在一起的媒介物质统称粘合剂,也称胶粘剂,或简称胶。工程上的四大连接技术:铆接、焊接、螺接、胶接。
21、胶结技术的优点:(1)可实现不同种类或不同形状材料之间的连接、尤其是薄片材料(2)应力分布均匀,不易产生应力破坏,延长结构寿命(3)密封性能良好,有很好的耐腐蚀性(4)提高生产效率,降低成本(5)减轻结构质量(6)可赋予被粘物以特殊的功能。 缺点有(1)耐候性差(2)胶接的不均匀扯离和剥离强度低,容易在接头边缘首先破坏。
(3)溶剂型胶粘剂的溶剂易挥发,而且某些粘合剂易燃、有毒,会对环境和人体产生危害。(4) 胶接质量因受多种因素的影响,不够稳定,而且无损探伤尚
没有很好的方法。
22、胶黏剂的组成:(1)黏料也称基料,是胶粘剂的主要成份,起粘合作用。常用的基料有天然聚合物、合成聚合物和无机化合物三大类。(2)固化剂亦称硬化剂,是胶黏剂中最主要的配体材料(3)填料不和主体材料作用,但可以改变其性能,降低成本的固体物质。(4)增塑剂、增韧剂、稀释剂、偶联剂。
23、胶黏剂按用途分为三类:结构胶黏剂、非结构胶黏剂好和特种胶黏剂。
24、胶接界面由被粘物表面(金属氧化物)及其吸附层(如空气、水、杂物)和靠近被粘物表面的底胶或胶粘剂组成。
25、胶接机理:吸附理论、扩散理论、双电层理论、机械结合理论和化学键理论。
26、表面处理的基本原则如下。① 设法提高表面能;② 增加粘接的表面积;③ 除去粘接
表面上的污物及疏松层。表面处理的方法有两种。物理法:如打磨、喷砂、机械加工、电晕处理等。化学法:如溶剂清洗、酸、碱或无机盐溶液处理、阳极性处理、等离子体处理等。
27、衡量热塑性树脂粘合剂特性的标志是玻璃化温度(Tg)。以Tg高于室温的树脂作为粘合
剂,其粘接力很小,柔软性较差;而以Tg低于室温的树脂作为粘合剂,粘接力高,粘接层柔软,成膜性能好。
28、热塑性树脂胶黏剂:聚醋酸乙烯酯胶黏剂、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛胶黏剂、丙烯酸酯
类。热固性树脂胶黏剂:酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂。合成橡胶胶黏剂:氯丁橡胶、丁晴橡胶、聚硫橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。
29、无机胶粘剂按化学组分可分为硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐和氧化物等。按其固化
机理可分为空气干燥型(水溶性硅酸钠即水玻璃)、水固化型(包括水泥和石膏等)、热熔型(熔接玻璃或金属类)和化学反应型(磷酸盐胶黏剂)四类。水泥主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等。
30、热熔胶一般是由主体聚合物、增粘剂、增塑剂、蜡类、稳定剂、抗氧化剂及填料等组成。 压敏胶根据主体材料的不同可以分为橡胶型和丙烯酸酯型两大类;按照形态可分为溶剂
型、乳液型和热熔型等。
31、离子交换树脂的组成:聚合物骨架、功能基和可交换离子。
32、离子交换树脂以功能基的特征进行分类(1)强酸型阳离子,主要功能基团为为磺酸基(2)
弱酸型阳离子,主要功能基团为羧基(3)强碱型阴离子(4)弱碱型阴离子,基团为伯胺、树胺和季胺(5)两性离子交换树脂(6)螯合树脂。
33、离子交换树脂的交换原理:(1)树脂骨架上功能基离解出可进行交换的离子(H+);
(2)溶液中的离子(Na+)扩散到树脂多孔结构的内部,两种离子的浓度差推动它们相互交换;(3) 离子交换树脂的再生。
34、离子交换树脂的应用:(1)交换方法主要有静态法和动态法(2)交换工艺流程为交换、
反洗、再生、正洗(3)应用操作主要包括树脂的预处理、淋洗、转型、调pH等。
35、高吸水性树脂的吸水机理:以物理吸附为主,化学吸附为辅。总结为(1)高吸水性树
脂吸收水后发生溶胀,形成凝胶。(2)在溶胀过程中,一方面,水分子力图渗入网格内使其体积膨胀,另一方面,由于交联高分子体积膨胀导致网格向三维空间扩展,使网键受到应力而产生弹性收缩,阻止水分子的进一步渗入。(3)当这两种相反的作用相互抵消时,溶胀达到了平衡,吸水量达到最大。
36、高吸水性树脂的应用:(1)卫生材料,如卫生纸、尿布等(2)农林园林材料,如土壤
改良剂(3)有机溶剂的脱水剂(4)与其他树脂混合,制得水溶胀型树脂,用于建筑等行业(5)污泥固化剂(6)蓄热、蓄冷剂(7)各种有机、无机物水溶解吸收剂。
37、高吸水性树脂的特性:高吸水性、加压保水性、吸水状态的凝胶强度、热和光的稳定性、
吸氨性和增稠性。