精細(xì)化工概論第八章其他精細(xì)化工產(chǎn)品

1、第八章第八章 其他精細(xì)化工產(chǎn)品其他精細(xì)化工產(chǎn)品 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 一、一、 概述概述 現(xiàn)在的涂料已廣泛地采用石油工業(yè)、煉焦工業(yè)、有機合成化學(xué)工業(yè)等部門的產(chǎn)品為原料，品種越來越多，應(yīng)用范圍也不斷擴大，逐步形成一個獨立的、重要的生產(chǎn)行業(yè)，因為涂料具有四個方面的作用。 保護作用 裝飾作用 色彩標(biāo)志作用 功能作用 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 二、二、 涂料的分類和組成涂料的分類和組成 涂料的分類及命名 涂料的分類有幾種方法，第一種按用途分類：如建筑涂料、電氣絕緣涂料、汽車用涂料、船舶用涂料等。第二種按涂料的作用分類：如打底漆、防銹漆、防火漆、耐高溫漆、頭度漆、二度漆等。第三種按涂膜的外觀分類：如

2、大紅漆、有光漆、亞光漆、半亞光漆、皺紋漆、錘紋漆等。第四種也是目前最普遍的分類法，即按成膜物質(zhì)來分類：如環(huán)氧樹脂涂料、醇酸樹脂涂料等。結(jié)合我國情況，原化工部有關(guān)部門對涂料的分類和命名進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定，將涂料產(chǎn)品分為18類 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 涂料的組成 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 三、三、 涂料使用的基本原理涂料使用的基本原理 涂料的粘結(jié)力和內(nèi)聚力 一般來說，低極性、高內(nèi)聚力的物質(zhì)（如聚乙烯）有很好的力學(xué)性質(zhì)，但粘結(jié)力很差，這種物質(zhì)由于不能粘附在基質(zhì)上，且常常很難溶解，因此不能作為涂料。而有低內(nèi)聚力的物質(zhì)具有低度薄膜完整性。 一種物質(zhì)作為涂料的另一個條件是應(yīng)該具有盡量小的收縮性。當(dāng)溶劑（也可

3、是水）蒸發(fā)時高分子薄膜必然收縮，對于不飽和聚酯或環(huán)氧樹脂涂料使用時會發(fā)生聚合，也就是固化。高分子固化時伴隨著收縮，收縮引起了張力，破壞了粘合，造成薄膜從基質(zhì)上剝離。假如粘合力很強，它就能收縮平衡，顏料和其他填充劑特別是無機化合物也有相同的作用。如果薄膜有一定伸縮性，即內(nèi)聚力較小，收縮也小。 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 涂膜的固化機理 涂膜的固化機理有三種類型，一種為物理固化、兩種為化學(xué)型固化。 物理固化 是一種物理干燥過程，依靠涂料中液體（溶劑或分散相）蒸發(fā)而得到干硬涂膜層的干燥過程。聚合物在制成涂料時已經(jīng)具有較大的相對分子質(zhì)量，失去溶劑后就變硬而不粘，在干燥過程中，聚合物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 涂料

4、與空氣發(fā)生反應(yīng)交聯(lián)固化 氧氣能與干性植物油和其他不飽和化合物反應(yīng)而產(chǎn)生游離基并引起聚合反應(yīng)。水分也能和異氰酸酯發(fā)生聚合反應(yīng)，這兩種反應(yīng)都能得到交聯(lián)的涂膜。 涂料組分之間發(fā)生反應(yīng)的交聯(lián)固化 涂料在貯存期間必須保持穩(wěn)定，可以用雙罐裝涂料法或是選用在常溫下互不發(fā)生反應(yīng)，只是在高溫下或受輻射時才發(fā)身反映的組分。 第一節(jié)第一節(jié) 涂涂 料料 四、涂料的主要種類 油脂漆類 天然樹脂漆類 醇酸樹脂涂料 丙烯酸樹脂涂料 聚氨酯樹脂涂料 環(huán)氧樹脂涂料 聚乙烯樹脂涂料 特種涂料 第二節(jié)第二節(jié) 染料和顏料染料和顏料 一、一、 概述概述 染料是能使其他物質(zhì)獲得鮮明而堅牢色澤的有機化合物。并不是任何有色物質(zhì)都能當(dāng)作染料使

5、用，染料必須滿足應(yīng)用方面提出的要求：要能染著指定物質(zhì)，顏色鮮艷，牢度優(yōu)良，使用方便，成本低廉，無毒性?，F(xiàn)在使用的染料都是人工合成的，所以也稱合成染料。染料的應(yīng)用途徑基本有三方面：染色、著色和涂色。染料主要應(yīng)用于各種纖維的染色，同時也應(yīng)廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、油墨、皮革、食品、造紙、感光材料等方面。第二節(jié)第二節(jié) 染料和顏料染料和顏料 二、染料和顏料的基本屬性二、染料和顏料的基本屬性 一個有機化合物是否能夠作為一個染料，是要看這一化合物是否能夠滿足染料所需要的一定條件而定的。有機化合物作為染料所需要的主要條件，有下列幾項： 需要對可視光波中的某一部分或數(shù)部分有強烈選擇而吸收的能力； 需要對某一類或幾

6、類紡織纖維具有親和力； 需要對光線的照射作用，對水的溶解作用，對酸、對堿、對熱等的變性作用，具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性； 需要具有能夠用簡單和便利的方法，使被染物著上顏色的性能。第二節(jié)第二節(jié) 染料和顏料染料和顏料 三、染料三、染料 1、分類和命名 2、纖維素纖維用染料 直接染料 纖維素纖維（棉、麻、人造纖維）不含酸性和堿性基團，因而不形成離子鍵，但是它含有大量羥基，能和它形成氫鍵的染料分子染色，這類染料稱作直接染料，可在加有電解質(zhì)的熱的中性溶液中染色。由于要保持染料分子固著在纖維上，一個氫鍵是不夠的，所以需要有多個這種鍵。為了使染料不易被洗掉 ，它必須有最小的水溶性，只需要滿足能夠在水溶液中染色。絕大多

7、數(shù)的直接染料是多偶氮化合物，或者含有脲素結(jié)構(gòu)的二苯乙烯化合物。盡管努力獲得了多個氫鍵，直接染料不可避免的還是溶于水，因為它的染色是可逆的。它們現(xiàn)在限于用在不需要經(jīng)常洗滌的織物上，例如外套，裝飾布或紙張。第二節(jié)第二節(jié) 染料和顏料染料和顏料 冰染染料 一種在冰冷卻條件下，能與織物生成不溶于水的偶氮染料。通用的方法是將織物先用偶聯(lián)組分（色酚）堿性溶液打底，再通過冰冷卻的重氮組分（色基重氮鹽）的弱酸性溶液進(jìn)行偶合，即在織物上直接發(fā)生偶合反應(yīng)而顯色，生成固著的偶氮染料，從而達(dá)到印染的目的。因為重氮化偶合過程都是在加冰冷卻條件下進(jìn)行的，所以這一染色法稱冰染法；用來生成這些染料的化合物統(tǒng)稱為冰染染料。鑒于在

8、纖維上生成的這些單偶氮染料是不溶于水的，所以它也稱不溶性偶氮染料。 還原染料 還原染料和冰染染料性質(zhì)相似，它也主要用于染棉。其耐曬和耐洗牢度優(yōu)越，色譜齊全，是一類優(yōu)良品種染料。按化學(xué)結(jié)構(gòu)不同通常分為：靛類染料，蒽醌和蒽酮染料及可溶性還原染料。第二節(jié)第二節(jié) 染料和顏料染料和顏料 硫化染料 硫化染料是由芳烴的胺類、酚類或硝基物與硫磺或多硫化鈉通過硫化反應(yīng)生成的染料。硫化染料不溶于水，染色時需使用硫化鈉或其他還原劑，將染料還原成可溶性隱色體鹽。它對纖維具有親和力，纖維經(jīng)氧化后顯色，恢復(fù)其不溶狀態(tài)而固著在纖維上。所以硫化染料也可稱是一種還原染料。 活性染料 染棉和其他纖維素纖維最好的辦法是應(yīng)用活性染料

9、?；钚匀玖嫌址Q反應(yīng)性染料，即能與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的染料?；钚匀玖戏肿又泻心芘c纖維素纖維中的羥基和蛋白質(zhì)纖維中的氨基發(fā)生反應(yīng)的活性基團，在染色時與纖維形成化學(xué)鍵而結(jié)合，生成“染料纖維”化合物?；钚匀玖暇哂猩珴甚r艷，均染性良好，濕處理牢度好，工藝適應(yīng)性寬，色譜齊全，應(yīng)用方便和成本較低等特點。第三節(jié)第三節(jié) 合成材料助劑合成材料助劑 一、 助劑的分類 穩(wěn)定化的助劑 改善機械性能的助劑 改善加工性能的助劑 柔軟化和輕質(zhì)化的助劑 難燃助劑 改善表面性能和外觀的助劑 第四節(jié)第四節(jié) 日用化學(xué)品日用化學(xué)品 1、 粉狀衣物洗滌劑 洗滌劑根據(jù)需要可以制成粉狀、液體和塊等形式。粉狀衣物洗滌劑即合成洗衣粉。合成洗衣粉

10、的配方是生產(chǎn)中很重要的一個環(huán)節(jié)。配方中，各組分原料之間的相互影響是比較復(fù)雜的。目前還沒有完整的理論依據(jù)來指導(dǎo)配方。主要是根據(jù)實驗和經(jīng)驗來決定。制定配方時對各種因素須全面綜合地加以考慮。首先是根據(jù)用途及生產(chǎn)方法確定洗衣粉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括產(chǎn)品的理化指標(biāo)和使用性能。 2、個人衛(wèi)生清潔劑 個人衛(wèi)生清潔劑包括洗發(fā)用的洗發(fā)劑沐浴用的各式溶劑、口腔清潔劑，以及洗手、洗臉用的清潔品。隨著生活水平的提高，人們對個人衛(wèi)生清潔劑的要求亦越來越高，不僅要求其具清潔作用，而且還要求有保護皮膚、保護頭發(fā)和防治皮膚病等功效。為此，個人衛(wèi)生清潔劑的種類以及品種日漸增多。第四節(jié)第四節(jié) 日用化學(xué)品日用化學(xué)品 3、家庭日用品洗滌劑

11、 日常生活時刻離不開清洗?，F(xiàn)代化的設(shè)施和擺設(shè)是由玻璃、瓷磚、木材、塑料和金屬等不同材質(zhì)構(gòu)成，為使居室窗明地凈，生活舒適衛(wèi)生，家庭日用品清洗劑即應(yīng)運而生，并且品種日益繁多，其中有供居室清洗家具、地板墻壁、窗玻璃用的硬表面清潔劑和地毯清潔劑；有洗滌玻璃器皿、塑料用具、珠寶裝飾品用的各種專用洗滌劑；有廚房里用的餐具洗滌劑、爐灶清潔劑、水果蔬菜的消毒凈洗劑、冰箱清洗劑、瓷磚清潔；還有衛(wèi)生間里用的浴盆清潔劑、便池清潔劑、衛(wèi)生除臭劑等。 4、化妝品 化妝品包括基礎(chǔ)化妝品、美容化妝品和特殊用途化妝品三大部分?；A(chǔ)化妝品是為了保護皮膚、毛發(fā)以及增進(jìn)皮膚和毛發(fā)健康的制品。而美容化妝品是為了修飾臉面、指甲等部位，

12、使之增加魅力而使用的制品；特殊用途化妝品是指用于面部、毛發(fā)等部位具有防御功能或需經(jīng)過一些特殊的理化處理的制品，還具有一定的緩和的治療作用?；瘖y品學(xué)科涉及到物理學(xué)、有機化學(xué)、界面化學(xué)、膠體化學(xué)、美學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、染料化學(xué)、香料香精、化學(xué)工程、微生物和皮膚物理學(xué)等，是門多學(xué)科交叉、涉及而廣又復(fù)雜的學(xué)科。第五節(jié)第五節(jié) 農(nóng)藥農(nóng)藥 農(nóng)藥可以根據(jù)其用途、作用方式和成分不同進(jìn)行分類。 按農(nóng)藥用途分類 用來防治害蟲的叫殺蟲劑，它又可分為殺螨劑、昆蟲引誘劑、不育劑和驅(qū)避劑等；防治病害的叫殺菌劑，它包括殺線蟲劑、內(nèi)吸治療劑等；能消滅雜草的是除草劑；能促進(jìn)活抑制植物生長的是植物生長調(diào)節(jié)劑。 按農(nóng)藥作用方式分

13、類 殺蟲劑中有胃毒劑、觸殺劑、熏蒸劑、內(nèi)吸劑和粘捕劑等；殺菌劑中有保護劑、防腐劑和鏟除劑等；除草劑中有觸殺性和內(nèi)吸性除草劑。 按農(nóng)藥組成分類 有化學(xué)農(nóng)藥（有機氯、有機磷農(nóng)藥等）、植物性農(nóng)藥（除蟲菊、硫酸煙堿等）和生物性農(nóng)藥。第五節(jié)第五節(jié) 農(nóng)藥農(nóng)藥 二、殺蟲劑 有機氯殺蟲劑 有機磷殺蟲劑 有機氮殺蟲劑 擬除蟲菊酯殺蟲劑 三、殺菌劑 保護性殺菌劑 化學(xué)治療劑 內(nèi)吸性殺菌劑 非內(nèi)吸性殺菌劑 第五節(jié)第五節(jié) 農(nóng)藥農(nóng)藥 四、除草劑和植物調(diào)節(jié)劑四、除草劑和植物調(diào)節(jié)劑 除草劑 苯氧脂肪酸類除草劑 酰胺類除草劑 均三氮苯類除草劑 取代脲類除草劑 酚及醚類除草劑 植物生長調(diào)節(jié)劑 矮壯素 乙烯利 多效唑 第六節(jié)第六

14、節(jié) 催催 化化 劑劑 一、催化劑作用的基本特征一、催化劑作用的基本特征 無論何種催化劑，其基本特征主要有四點。 (1)催化劑是一種能夠改變化學(xué)反應(yīng)速度，而它本身并不進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)計量的物質(zhì) (2)催化劑對反應(yīng)具有選擇性 (3)催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng) (4)催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速度，而不能改變化學(xué)平衡 第六節(jié)第六節(jié) 催催 化化 劑劑 二、催化反應(yīng)的基本原理二、催化反應(yīng)的基本原理 (1)化學(xué)吸附 (2)能量因素 反應(yīng)分子在固體催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)吸附時，首先是改變了反應(yīng)的能量因素。因此可以認(rèn)為： 只有能量比活化能Ea大的分子(稱為活化分子)才能越過

15、這一頂峰，變成最后產(chǎn)物； 當(dāng)Ea一定時，溫度越高，活化分子的百分?jǐn)?shù)就越大， 在一定溫度下，Ea越小，活化分子百分?jǐn)?shù)就越大， 不同反應(yīng)途徑，有不同的活化體，因而也有不同的活化能。 (3)極性因素(電子因素) 在化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程中，由于分子的極性有利于吸附和其他分子的進(jìn)攻，因而可加快反應(yīng)速度。 (4)空間因素 由于空間因素引起的分子內(nèi)部張力稱為空間張力。張力的存在，使得分子中化學(xué)鍵比正常的鍵處于較緊張的狀態(tài)，使分子的穩(wěn)定性降低。 第六節(jié)第六節(jié) 催催 化化 劑劑 三、活性氧化鋁催化劑三、活性氧化鋁催化劑 活性氧化鋁是一種具有吸附性能和催化性能的多孔狀且比表面大的氧化鋁。它廣泛地用于煉油、橡膠、化肥等工業(yè)

16、中，作為催化劑或催化劑的載體、吸附劑等。例如乙醇脫水制乙烯催化劑和三聚氰胺催化劑都是-A12O3；-A12O3也可用作加氫精制催化劑的載體：重整催化劑還使用-A12O3或-A12O3作載體。此外，在干燥，脫色，脫水過程中氧化鋁也都有不少應(yīng)用。 酸中和法 堿中和法 鋁溶膠法 醇鋁水解法 第七節(jié)第七節(jié) 精細(xì)陶瓷精細(xì)陶瓷 一、一、 概述概述 精細(xì)陶瓷的原料不同于傳統(tǒng)陶瓷所用的粘土、長石、石英等無機天然物質(zhì)，而是使用經(jīng)過精制的高純度人工合成原料，如鋯、鈦、硅、鈷、鎢等的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物，它的配料都經(jīng)過精密計算，制造過程均需精密控制，因而所成產(chǎn)品的微細(xì)結(jié)構(gòu)均能準(zhǔn)確控制。它們有著普通陶瓷無法

17、比擬的優(yōu)良特性，成為一種具有耐高溫、高強度、高硬度、低磨損、低膨脹系數(shù)、高壓絕緣性優(yōu)良的新型結(jié)構(gòu)材料，可應(yīng)用于機械切削、燃?xì)廨啓C、發(fā)動機、電子工業(yè)、原子能工業(yè)、醫(yī)療及航天等領(lǐng)域。 精細(xì)陶瓷的類型按化學(xué)組成可分為氧化物及非氧化物兩大類。氧化物為鋁、硅、鎂、鈦、鉍等金屬氧化物，非氧化物為碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等。如按其特性和用途則可分為電子陶瓷、工程陶瓷和生物陶瓷三大類。第七節(jié)第七節(jié) 精細(xì)陶瓷精細(xì)陶瓷 二、二、 精細(xì)陶瓷的特性精細(xì)陶瓷的特性 精細(xì)陶瓷作為陶瓷工業(yè)分支的一類新型精細(xì)化工產(chǎn)品，和傳統(tǒng)陶瓷有著很多不同： (1)原料的制備 原料制備在可精密控制的人工合成及提純的方法下進(jìn)行。由于精細(xì)

18、陶瓷具有硬度大，耐磨性能好，耐熱及耐腐蝕性能優(yōu)異等特點，因此必須制成高純度和高超細(xì)原料的粉體。原料粉體的純度、粒徑分布的均勻性、凝聚特性及粒子的各向異性等，都對產(chǎn)品的微細(xì)結(jié)構(gòu)和性能有極大影響，為此原料粉體制備采用以下合成的方法。 固相合成法：采用固態(tài)物質(zhì)高溫下反應(yīng)。如碳化硅粉體的合成可采用二氧化硅粉末與碳粉在惰性氣體中加熱到15001700進(jìn)行固-固反應(yīng)制得。氮化硅粉體則采用高純度二氧化硅粉末與碳粉通入氮氣加熱，進(jìn)行固-氣反應(yīng)制得。第七節(jié)第七節(jié) 精細(xì)陶瓷精細(xì)陶瓷 液相合成法：以液相反應(yīng)制取粉體原料。如通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生難溶鹽的超細(xì)沉淀，然后經(jīng)熱分解，生成氧化物粉體?；蛲ㄟ^水解法，如鈦酸鋇粉體，是

19、將水加到異丙醇鋇的戊醚鈦乙醇溶液中，經(jīng)反應(yīng)、沉淀、干燥、煅燒獲得。也可通過溶液蒸發(fā)法，使粉體懸浮液增濃，最后用噴霧干燥法獲得球狀粉體。 氣相合成法：此法是將原料加熱至高溫使之氣化，然后驟冷，凝聚成微粒物料，稱為蒸發(fā)凝聚法。它適用于制備一氧化物和復(fù)氧化物、碳化物或金屬微粒粉?；蛘咄ㄟ^氣相反應(yīng)法，使易揮發(fā)性的金屬化合物加熱變成蒸氣，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)合成，以此制得氮化物、碳化物、硼化物、金屬氯化物等。第七節(jié)第七節(jié) 精細(xì)陶瓷精細(xì)陶瓷 (2)成型燒結(jié)工藝 熱壓燒結(jié)法：將粉體置于壓模中，在1050MPa的壓力作用下，一邊加壓一邊加到燒結(jié)的高溫。此方法可形成高密度、高強度、低孔隙的制品，適于切削工具等的制造。 熱靜壓法：粉體置于能承受50200MPa壓力和2000高溫的真空容器中，以惰性氣體為壓力介質(zhì)，采取邊加熱邊從各方向加壓壓縮使粉體成型。此法不用模具可制得形狀復(fù)雜的制品，且產(chǎn)品硬度高，韌性強。 化學(xué)氣相沉積法：是將氣化的原