《超臨界流體技術(shù)》PPT課件.ppt

1、超臨界流體技術(shù),高分子化學(xué)教科組,超臨界流體技術(shù),超臨界流體的概念、特性 超臨界流體的應(yīng)用,超臨界流體萃取 超臨界流體噴涂 超臨界流體發(fā)泡 超臨界流體清洗 超臨界流體制備超細(xì)微粒 超臨界流體聚合,超臨界流體,氣體、液體和超臨界流體的性質(zhì),很強的溶劑化能力，良好的傳質(zhì)性能，溶解性能隨壓力變化,常用超臨界流體的臨界性質(zhì)表,超臨界二氧化碳,CO2臨界溫度和壓力都較低，易于工業(yè)化。 CO2不可燃、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、易分離，不 會產(chǎn)生副反應(yīng)并且廉價易得。 CO2來源于化工副產(chǎn)物，應(yīng)用過程中易于回收， 能夠減少溫室氣體的排放。 超臨界CO2的溶解能力可通過流體的壓力來調(diào)節(jié)。 超臨界CO2處理后的產(chǎn)物易純

2、化、無溶劑殘留。 超臨界CO2對高聚物有很強的溶脹和擴(kuò)散能力。 超臨界CO2對含氟和硅聚合物具有優(yōu)良的溶解性。,超臨界二氧化碳,應(yīng)用： 萃取 材料加工 噴涂 發(fā)泡 增塑 清洗 制備超細(xì)微粒 聚合反應(yīng)介質(zhì),超臨界二氧化碳的應(yīng)用萃取,萃取原理,超臨界流體具有選擇性溶解物質(zhì)的能力，并隨著臨界條件（T，P）而變化。超臨界流體可從混合物中有選擇地溶解其中的某些組分，然后通過減壓，升溫或吸附將其分離析出。,超臨界流體萃取的應(yīng)用,醫(yī)藥工業(yè),化學(xué)工業(yè),食品工業(yè),化妝品香料,中草藥提取 酶，纖維素精制,金屬離子萃取 烴類分離 共沸物分離 高分子化合物分離,植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取,天然香料萃取 化妝

3、品原料提取精制,（1）極性小，分子量小的物質(zhì) 超臨界CO2直接萃取，20-70，8-40MPa （2）極性大，分子量適中的物質(zhì) 超臨界CO2 + 共溶劑（用量在5%以下） （3）極性大，分子量大的親水化合物 超臨界CO2 + 表面活性劑 + 水 （超臨界流體包水核的微乳液體系）,超臨界流體萃取的方法,二 氧 化 碳 氣 瓶,貯 罐,夾帶劑罐,萃 取 釜,解 析 釜,解 析 釜,分 離 柱,箱冷,計量流,泵壓高,泵壓高,超臨界流體萃取的流程,溶劑萃取和超臨界萃取的對比,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,涂料溶液： 成膜物 （聚合物、助劑等粘結(jié)成膜的物質(zhì)） 液體溶劑（活性溶劑和稀釋劑） 活性溶劑：醇、酮、

4、酯等 溶解成膜物質(zhì)，降低溶液黏度，噴涂過程 、 中提供成膜流平 （快速、中速和慢速） 稀釋劑： 苯、二甲苯等,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,超臨界CO2噴涂體系： 成膜物 超臨界CO2 10%-50% （稀釋劑） 慢速揮發(fā)性溶劑 （聚凝性、流平性、再流平性） 超臨界CO2噴涂的適用范圍： 各類熱固性、熱塑性聚合物配的清漆、色漆、閃光漆 填料：鈦白、炭黑、鋁粉、碳酸鈣、硅石和瓷土 聚合物與填料同CO2相容,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,噴涂溫度：40-70 噴涂壓力: 8.511MPa,設(shè)備： 改進(jìn)型無氣噴涂系統(tǒng) （噴槍、氣料混合裝置、氣瓶） 噴槍：流量閥和壓力閥控制流量、壓力、噴射角度和速度 控溫性能

5、好，使用過程中不會降溫； 關(guān)閉射流不引起閥和噴嘴的顫動； 噴嘴中壓力下降不要過大,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,丙烯三聚氰酰胺 清漆,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,工業(yè)應(yīng)用實例： 100%的全固分汽車面漆 （VOC含量為零，減少對金屬的腐蝕） 汽車外用塑料件的單組分導(dǎo)電底漆 （一次噴涂就可以達(dá)到要求，操作簡便，上漆率高，用量少） 粘稠的聚氨酯涂料 （外觀好，提高防縮孔性，防桔皮性和抗酸蝕性，上漆率高） 醇酸樹脂涂料 （上漆率由45%提高到70%，廢水處理成本降低65%，VOC下降60%）,超臨界二氧化碳的應(yīng)用噴涂,優(yōu)點： （1）經(jīng)濟(jì)效益 節(jié)約涂料； 步驟簡化，節(jié)約勞動力； 烘烤溫度低，節(jié)約能量； 減少

6、有機溶劑的使用，降低成本； 上漆率高，固體廢物的排放費用減少 （2）涂層性能 涂膜均勻；干燥較好；防腐蝕性優(yōu)良 （3）環(huán)境與安全 減少VOC排放，減少易燃溶劑的儲存和使用 缺點： 相關(guān)知識和工藝的積累；現(xiàn)有設(shè)備需改造；涂料配方設(shè)計,超臨界二氧化碳的應(yīng)用清洗,特點： 極低的表面張力，較低的黏度和高擴(kuò)散性，易滲入深孔、細(xì) 縫等處 強的溶解能力，可有效清除弱極性的有機污染物 無毒害、無腐蝕 不用水，不需干燥 是一種環(huán)保、高效的清洗技術(shù),超臨界二氧化碳的應(yīng)用清洗,電子電器：印刷線路板、硅晶片、微電子器件等 精密機械：精密軸承、微細(xì)傳動組件、燃油噴嘴等 國防工業(yè)：儀表軸承、航空電子、航空組建等 光學(xué)工業(yè)

7、：激光鏡片、隱形眼鏡、光纖組件等 醫(yī)療器械：心律調(diào)整器、血液透析管、外科用具等 （殺菌和清洗） 食品行業(yè)：食用米 （去除農(nóng)藥，殺死細(xì)菌和蟲卵）,超臨界二氧化碳的應(yīng)用發(fā)泡,熱誘導(dǎo)相分離法：孔在淬火過程中易粗化 超臨界發(fā)泡：環(huán)境友好，泡孔密度高、直徑小,（1）形成均勻的聚合物/CO2飽和體系 （2）氣核形成 壓力驟降或溫度升高時形成過飽和體系，產(chǎn)生氣核 （3）氣泡增長 過飽和氣體擴(kuò)散入氣核使其增長 （4）微孔結(jié)構(gòu)定型 通過淬火等方法使泡孔生長的熱動力消失,超臨界二氧化碳的應(yīng)用發(fā)泡,優(yōu)點： 無需有害溶劑，環(huán)境友好； 無溶劑殘留，不影響產(chǎn)品； 對界面的浸潤性好，利于微孔表面的修飾 黏度低，不會阻塞孔道

8、； 傳質(zhì)速率快，節(jié)能 主要發(fā)泡產(chǎn)品： 高抗沖聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺等為基體的發(fā)泡材料,超臨界二氧化碳的應(yīng)用發(fā)泡,飽和溫度40，發(fā)泡溫度120 飽和溫度60 ，飽和壓力20MPa,超臨界二氧化碳的應(yīng)用發(fā)泡,飽和溫度40，發(fā)泡溫度120 飽和溫度152 ，飽和壓力20MPa,超臨界二氧化碳的應(yīng)用發(fā)泡,PU 發(fā)泡,超臨界CO 2的應(yīng)用超細(xì)微粒制備,超臨界溶液快速膨脹法（RESS） （1）溶質(zhì)溶于超臨界流體 （2）在極短時間內(nèi)通過特制噴嘴減壓膨脹 （3）溶液高度過飽和，形成大量晶核，并迅速完成生長,超臨界CO 2的應(yīng)用超細(xì)微粒制備,超臨界CO2快速膨脹法