精细化工概论,重要概念

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1、精细化学品(Fine chemicals)即精细化工产品 具有深度加工、技术密集度高、小批量生产、高附加价值、一般具有特定功能的化学品。通用化工产品 (Heavy chemicals)或大宗化学品一些应用范围广泛，生产中化工技术要求较高，产量大的产品，例如石油化工中的塑料、合成纤维及橡胶。精细化学品的定义目前得到多数国家公认的定义： 对于基本化学工业生产的初级或次级化学品经过深加工而制取的具有特一定或特定用途、小批量生产的系列产品，称为精细化学品。精细化学品化学研究精细化学品的组成、结构、性质、变化、制备及应用的科学。精细化工是“精细化学品生产工业”的简称，属化学工程学范畴。当任意两相接触时,

2、 两相之间决非是一个没有厚度的纯几何面,实际存在厚度的过渡区, 这一过渡区通常称之为界面(其中一相是气体时，称为表面)。表面分子不稳定，它有向液体内部迁移的趋势，即有缩小表面积的趋势，这个力简称表面张力某些物质能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。具有表面活性的物质叫表面活性物质4）表面活性剂 定义：加入很少量即能降低溶剂（一般为水）的表面张力，改变体系界面状态，以达到实际应用要求的一类物质。固体表面能：表面上的质点受到不平衡的作用力，要将内部质点迁移到表面时，要克服向内的引力，即要增强新表面，必须反抗内部引力的作用。分散指不溶性微粒分布在液体或半固体中组成的粗分散体系，也称悬浮液。粒子为

3、1-10um为胶体分散。分散相、连续相和分散剂三部分构成（1）固液界面吸附，降低自由能；（2）庞大亲水集团造成空间阻碍，防止微粒重新靠近合并。（3）增大浓度，电性排斥作用。两种互不相容的液体，一相以微滴的形式分散在另一相中,形成的多相分散体系，称为乳状液为使该混合体系稳定，加入起帮助分散和稳定作用的第三组分称作乳化剂，表面活性剂是常用的乳化剂。 （2）乳化剂的作用; 降低界面张力, 增加界面强度, 产生界面电荷多重乳液：是一种O/W型（水包油型）和W/O型(油包水型共存的乳状液复杂体系。主要用于化妆品中。 (W/O）/W型 (O/W）/O型微乳液:是指一种液体以粒径在10-100nm的液珠分散

4、在另一不相溶的液体中形成的透明和半透明的分散体系。泡沫，是气体分散在液体或熔融固体中形成的热力学不稳定粗分散物系。消泡包括 破泡 和 抑泡 两种化学方法：消泡剂物理方法：搅动、加热或冷却，离心，超声波处理等吸附铺展在液膜上使液膜局部表面张力降低，导致膜变薄增溶方式 ：胶束内核增溶表面活性剂分子间的增溶方式表) 胶束表面的吸附增溶聚氧乙烯链间的增溶洗涤作用包括两个基本作用：一是降低污垢与基质的结合力二是有防止污垢再沉积的能力柔软平滑性作用机理：纤维在使用阳离子表面活性剂为主要成分的油剂后，表面活性剂的亲水端排列在纤维的表面，亲油端朝向空气，纤维表面具有一层油膜，从而产生柔软平滑作用。抗静电性表面

5、活性剂抗静电原理在于：疏水端吸附在材料表面，亲水端朝向空气。亲水性膜吸收空气中的水分，因此好像物体表面多了一层水层，产生的静电易于传递到大气中，从而降低了物体表面的电荷。杀菌性，机理:与蛋白质发生作用具有杀菌作用，在细菌表面形成一层憎水基朝外定向排列的致密单分子层，组织营养和水分进入菌体，影响微生物正常代谢，从而死亡。缓蚀和防锈作用机理:阳离子表面活性剂可以定向吸附在金属表面形成亲油基朝外的膜层，将水和其他腐蚀性介质隔绝在外。阴离子表面活性剂能将一些腐蚀性介质包容到胶束内部，使其不能与金属表面接触，也起到缓蚀作用。胶束（micelles)：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时，其疏水部分相互吸

6、引，缔合在一起，亲水部分向着水，几十个或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。C CMC溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自发聚集，形成球状、层状胶束，将憎水基埋在胶束内部CMC越小表示该表面活性剂的活性越大。影响CMC的因素(1)亲水基的类型 (2)疏水基团（碳氢链）的长度(3)化学组成：碳氢链的分支 极性基团的位置 碳氢链上的取代基 亲水亲油平衡值(HLB)是表示表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。HLB 值愈大，亲水性愈强； HLB 值愈小，亲油性愈强。数值范围：HLB值范围为140，其中非离子表面活性剂

7、HLB值范围为120。克拉夫脱点是离子型表面活性剂的一种特性常数临界溶解温度，也称克拉夫脱点浊点是非离子表面活性剂的一种特性常数。非离子型表面活性剂在水溶液中的溶解度随温度升高而下降，使溶液变浊，称此开始变浊时的温度就称为浊点非离子型表面活性剂应在浊点以下使用。特种表面活性剂含氟表面活性剂是指碳氢链中的氢原子部分或全部被氟原子取代后形成的碳基链或氧杂碳氟链表面活性剂“三高二憎”：高表面活性、高热稳定性、高化学惰性；同时具有憎水、憎油性。防水、防油防污处理剂。洗涤助剂有以下的一些作用（1）增强表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉积。（2）软化硬水，防止表面活性剂水解，提高洗涤液碱性

8、，并有碱性缓 冲作用。（3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高产品黏度（4）降低皮肤的刺激性，并对纺织品起柔软、抑菌、杀菌、抗静电、整饰等作用。（5）改善产品外观，赋予产品美观的色彩和优雅的香气，从而使消费者喜爱选用，提高商品的商业价值胶黏剂又称黏合剂，简称胶（bonding agent/adhesive），是使同种或不同种的固体材料粘接在一起的物质。胶黏剂的组成（1）胶黏剂的基料 起主要作用 基本条件：良好润湿性能；优良综合力学性能 一般是固体或黏稠的液体 品种多：聚合物类、橡胶类、无机物三大类(2)辅助材料，按基料分类有机胶黏剂, 天然胶 合成胶无机胶黏剂 硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、

9、金属氧化物 按用途分类:结构胶,非结构胶,特种胶,密封胶粘接机理1）机械理论 认为粘接力是由于胶黏剂渗入被粘物表面的缝隙或凹陷处，经固化后产生啮合连接。缺点：机械结合理论不能解释胶粘剂对非多孔性表面的粘合。2）吸附理论 由Mclaren提出的，他认为形成胶接的过程有两个阶段:迁移吸附。 当两理想平面相距1nm，物理吸附的范德华力吸引力可达10-100MPa；0.30.4nm，可达100-1000MPa。3扩散理论 胶黏剂与被粘材料接触时，其分子互相扩散，在界面发生互溶，导致界面的消失和过渡层的产生，两聚合物的胶结是在过渡层中进行的4静电理论 苏联学者根据在暗室中胶粘剂层从被粘物表面高速剥离时的

10、放电现象，提出胶粘剂与被粘物之间存在双电层，粘附力主要由双电层的静电引力所引起。缺点： 无法解释用炭黑作填料的胶粘剂及导电胶的胶接现象 无法解释由两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象5）化学键理论 认为粘合剂与被粘合物之间除存在范德华力外，有时还可形成化学键。化学键的键能比分子间的作用大的多，形成较多的化学键对提高胶接强度和改善耐久性都具有重要意义。 缺点：无法解释不发生化学反应的胶接现象。天然胶黏剂 按来源分为植物胶、动物胶和矿物胶。 天然胶粘剂来源丰富，价格低廉，多数是水溶性或水分散性，无毒或低毒。通过改性，提高天然胶粘剂的耐水性；充分利用造纸业副产的木质素来制造胶粘剂以及开发利用海

11、洋生物等原科资源。热塑性胶黏剂 具有受热软化、冷却硬化的性能，重复加热、冷却仍能保持这种性能 树脂, 乙烯树脂类,聚醋酸乙烯乳液胶黏剂, 聚乙烯醇胶黏剂, 聚乙烯醇缩醛胶黏剂乙烯酸树脂类 聚醋酸乙烯乳液胶黏剂 聚乙烯醇胶黏剂 聚乙烯醇缩醛胶黏剂丙烯酸树脂类 溶剂型：丙烯酸树脂溶于溶剂中而成主要用于有机玻璃的粘接乳液型：通过乳化剂将丙烯酸酯与其他单体（如甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯、苯乙烯）经乳液共聚而成。特点：耐老化性、耐水性好，耐皂洗、耐磨、胶膜柔软；主要用于织物方面，如无纺布用、静电植绒等；还可用于建筑方面作装饰用胶粘剂和密封剂。氰基丙烯酸酯型：氰基乙酸酯与甲醛加成缩合反应，然后加热裂解。

12、即常用的501、502、504等胶.瞬时固化固化机理：氨基和酯基具有很强的吸电子性，使位C带有部分负电荷，在水或弱碱的催化作用下，易进行阴离子聚合而完成固化。 杂环高分子类种类：聚苯并咪唑、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。特点：耐高温、耐辐射的高温黏合剂；多用于飞机制造和宇航工业中金属、陶瓷等的粘接。 氟树脂类种类：聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯等特点：耐热、耐阻燃性、表面能低，粘接难粘接的材料，如含氟塑料与金属的粘接。热固性胶黏剂 加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解 酚醛树脂类 由酚类与甲醛在酸或碱催化剂存在下缩聚而成。 酚醛树脂类 未改性酚醛树脂胶粘剂 主要用于木材、

13、层压板、泡沫塑料等的接 改性酚醛树脂胶粘剂（提高粘接强度和耐热性）酚醛树脂类 特点， 粘接力强、刚性大、耐热性高； 耐老化、耐水、耐化学介质性能好； 脆性大、剥离强度低、胶层颜色深； 含有游离苯酚和甲醛，有毒性。环氧树脂胶黏剂 环氧树脂是指分子中平均含有两个及两个以上环氧基而 分子量不高的聚合物。 环氧树脂胶可胶粘金属和非金属材料，俗称“万能胶”。 环氧树脂种类很多，但最常用的还是双酚A型环氧树脂。 环氧当量：指一个环氧基的环氧树脂的质量，g/eq. 环氧值：100g环氧树脂中含有环氧基的当量数，eq/100g.其值越大，分子量越小，树脂的黏度越低。 一般用于粘接金属、陶瓷、玻璃、石材、竹木等

14、； 对未经处理的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料无粘接性； 对橡胶、皮革、织物等软材质的粘接力很差。橡胶类胶黏剂 以橡胶或弹性体为基料，配以助剂、溶剂而成的一大类胶黏剂。氯丁橡胶(聚氯丁二烯)：以2-氯-1.3-丁二烯为主要原料经乳液聚合制备的一种弹性体。氯丁胶黏剂：由氯丁橡胶与硫化剂、促进剂、防老剂、溶剂等组成。丁腈胶：耐油性、耐水性最好，有良好的耐热、耐磨；耐老化及耐介质性。丁基胶：密封性特优，有优良的电绝缘性，耐老化、耐酸碱、氧、臭氧及化学介质。聚异丁烯胶：有透明、耐老化、耐氧化、耐低温和优良电绝缘性，能粘聚乙烯、聚丙烯等难粘材料。不饱和聚酯胶黏剂 由不饱和聚酯树脂、交联剂、引发剂、促进剂等组成。 压敏胶 略施压力即可瞬时粘接的一种胶黏剂，天然橡 胶类，树脂类 分类：橡胶型(如天然橡胶、聚异丁烯、丁基橡胶等为基料) 树脂型(如丙烯酸酯、硅树脂或硅橡胶等为基料)特点：这种胶都是先涂于塑料薄膜、织物、纸张或金属箔上，做成胶带或胶膜。可多次重复使用，有一定剥离强度，不污染被粘物表面，无毒、安全、易贮运，但耐久性、耐热性较差。结构 压敏胶黏剂，底涂剂，基材，隔离剂性能 被粘物表面 胶黏剂层 基材涂料概述定义：