超臨界流體的制備過程技術(shù)

福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯1211第一章 引 言由涂料〔也可稱油漆〕噴涂所得外表涂層是保護(hù)、裝飾材料的重要方法。傳〔主要由一種或幾種聚合物及少量色料和其它添加劑2/3的快揮發(fā)溶劑一般是在噴涂時參加涂料中,3000萬噸涂料，其中幾百萬噸的快揮發(fā)性有機(jī)溶劑〔約占工業(yè)溶劑總量的30%-40%〕經(jīng)揮發(fā)進(jìn)入空氣中[1]，嚴(yán)峻的污染了環(huán)境。為此，世界各國紛紛制定了限制揮發(fā)性溶劑使用的法規(guī)，如美國的“66CAC(CleanAirAct)和水性涂料，但由于它們在使用過程中還存在較多的缺點，至今無法抑制，溶劑型涂料現(xiàn)在仍舊是最廣泛使用的品種[2][1-4]CO2CO2要求。[5]CO2代替涂料中7.29MPa31.2℃，格外簡潔到達(dá)，而且CO2噴涂集中了空氣噴涂和無空氣噴涂的優(yōu)點，有機(jī)溶劑的用量小，霧化粒子小，噴涂質(zhì)量好。CO2為快揮發(fā)性溶劑方面進(jìn)展探討：爭辯超臨界CO2作用對涂料成膜組分物性的影響，探討超臨界CO2作為快揮發(fā)溶劑的涂料噴涂的可行性；CO2中的偏摩爾體積，探討涂料中,選擇適宜的活性溶劑；對超臨界CO2-溶劑-涂料基體〔聚合物〕擬三元體系的相行為爭辯，為噴涂過程選擇適宜的的涂料組成供給依據(jù)；爭辯噴嘴構(gòu)造對霧化效果的影響，選擇適宜的噴嘴構(gòu)造；爭辯溫度、壓力、CO2含量對噴涂過程中霧化粒子大小和噴霧錐角的影響，選擇優(yōu)化的噴涂條件；CO2充分解吸的條件，提高噴涂質(zhì)量。其次章 文獻(xiàn)綜述超臨界流體簡介能，這種狀態(tài)的流體成為超臨界流體SupercriticalFluid。超臨界流體表現(xiàn)出假設(shè)干特別性質(zhì)，表2-1列出了超臨界流體的密度、集中系數(shù)和粘度與一般氣體、液體的比照[7]。表2-1 氣體、液體和超臨界流體的性質(zhì)性質(zhì)密度〔g/mL〕粘度[g/(cm.s)](cm2/s)

氣體101.325KPa,15～30℃(0.6～2)×10-3(1～3)×10-40.1～0.4

Tc，Pc0.2～0.5(1～3)×10-40.7×10-3

液體15～30℃0.6～1.6(0.2～3)×10-5從表2-1可知，超臨界流體的密度比氣體大數(shù)百倍，與液體相當(dāng)，其粘度接〔大度微小的變化都可以引起流體密度很大的變化，并相應(yīng)地表現(xiàn)為溶解度的變化。乙醇、戊烷、乙烷、乙烯等[8]，其中應(yīng)用最為廣泛的還是超臨界CO2。超臨界CO2除了超臨界流體所具有的共性之外，它還有很多其它優(yōu)點[9]：31.2℃，相對來講都比較溫存，比較簡潔到達(dá)。CO2比有機(jī)溶劑對安康影響小，削減環(huán)境污染。CO2一般都是來自于其它工業(yè)的副產(chǎn)物，再次使用，不會增加排放量，而且本錢比較低。CO2是不行燃?xì)怏w，使用安全。超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用20世紀(jì)80年月,發(fā)出了很多高效有用的萃取和分別工藝與技術(shù)[10][11-13]和化學(xué)反響[14-16]，10年來，很多爭辯者都在應(yīng)用超臨界流體制備超細(xì)粒子的可行性及具體工藝與技術(shù)方面進(jìn)展了爭辯[17-19]熱敏性(如炸藥)、生物活性(如生物藥品)和催化活性粒子的制備，供給了一條途徑，也為超臨界流體的應(yīng)用開拓了一個領(lǐng)域。超臨界流體技術(shù)在萃取中的應(yīng)用性的萃取、分別化合物。60Zosel博士首先提出超臨界萃取工藝并被應(yīng)用于從咖啡中提取咖啡因后[20]，超臨界萃取技術(shù)在提取自然色素[21]、揮發(fā)油[22]、香精香料[23]、中草藥[24]、金屬離子[25]等方面得到了廣泛應(yīng)用，有的已達(dá)了工業(yè)化水平。目前這項2-2[26]。CO流體與聚合物的相互作用2CO2CO2與不同聚合物的相(δ)相近相容原則，對于高含氟非晶聚合物和聚有機(jī)硅氧烷，它們的溶度參數(shù)與超臨界CO2的很接近，故能很好地溶解于超臨界CO2中，相反，超高分子量聚乙烯的溶解性則微乎其微，對其它大局部聚合物能溶脹，但溶解性較小[27]。CO2與聚合物相互作用對聚合物有如下影響：(1)對聚合物具有很強(qiáng)的增塑作用，降低聚合物的玻璃化溫度，例如，濃度為8%-10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))CO2可以將一般玻璃態(tài)聚合物的玻璃化溫度從80-100℃降低至室溫以下；(2)對聚合(3)轉(zhuǎn)變聚合物材料機(jī)械和表面性能；(4)有利于聚合物孔穴成核[28]。分 類食品工業(yè)精細(xì)化工醫(yī)藥工業(yè)環(huán)境保護(hù)

2-2超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用應(yīng) 用〔卵磷脂、魚肝油、可可、大豆、花生〕食品殺菌〔醬油殺菌〕米胚芽提取食品除臭〔桂花、茉莉〕煙草中提取香精提取咖啡香氣成份植物中去植物堿，煙草中去尼古丁精制化裝品原料〔外表活性劑、脂肪酸甘油酯〕中草藥有效成分提取〔蛇床子、連翹、桑白皮、丹參等〕EPA和DHA的提取〔原料：魚油、南海翡翠貽貝〕酶及維生素的精制回收水果中農(nóng)藥剩余物的分析超臨界水氧化法處理有機(jī)廢物廢水CO2技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)CO2的溶劑強(qiáng)度隨其溫度(2)C2(3)在(4)CO2溶液外表張力很小，當(dāng)基體聚合物的潮濕性較差時并不影響CO2對其的溶脹程度和小分子的集中吸附；(5)CO2是一種適用范圍廣的對環(huán)CO2的相互作用來制備微孔聚合物材料[29-30]，滲透小分子[31]和進(jìn)展超臨界溶脹聚合[32]等。本文是用超臨界CO2來取代涂料中的快揮發(fā)性溶劑，其能實現(xiàn)的一個緣由CO2對涂料CO2能夠溶解在涂料中。超臨界流體技術(shù)在超細(xì)粒子制備中的應(yīng)用超細(xì)粒子,特別是納米級粒子由于其特別的物理化學(xué)性能在微電子學(xué)、光電子學(xué)、外表科學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)、催化等領(lǐng)域受到越來越多的重視。超細(xì)粒子的制備，一般是承受蒸發(fā)、加熱、冷卻，或在溶液中添加另一組分以降低溶質(zhì)度較高的產(chǎn)品。超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用為超細(xì)粒子的制備供給了更多地選擇。料的良好互混或互溶性，超臨界流體會產(chǎn)生如下一些特別效應(yīng)[33]：物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度對壓力的變化格外敏感，這使溶解于超臨度，從而形成很多來不及長大的晶核。溶劑的溶解力量降低，使溶質(zhì)形成結(jié)晶或無定形沉淀析出。細(xì)的液滴；由于膨脹噴射的高度擾動，使液體與添加物充分混合。由于節(jié)流膨脹和直接傳熱，體系溫度快速降低，這使因噴霧形成的液滴使不能互混液態(tài)混合物易于分散和微細(xì)化；也會削減揮發(fā)性化合物的損失。易于混合和溶解。超臨界流體的快速溶解，使體系粘度和外表張力減小，這使在通常的液態(tài)混合器混合或溶解；使含有很寬粘度范圍內(nèi)的液體易于形成噴霧。[34]：超臨界溶液快速膨脹過程〔RapidExpansionofSupercriticalSolutionRESS〕、超臨界抗溶劑過程〔SupercriticalAnti-solvent，簡稱SAS〕、氣體飽和溶液法〔ParticlesfromGas-saturatedsolutionPGSS〕。RESS過程RESS過程是含有溶質(zhì)的超臨界流體經(jīng)過微細(xì)噴嘴的快速膨脹過程。在膨脹至納米級微細(xì)顆粒。RESS2-1。超臨界流體通過微細(xì)噴嘴的快速膨脹過程如圖2-2，由三局部組成：(1)從毛細(xì)噴嘴入口到出口的管內(nèi)段，可視為絕熱亞音速噎塞流區(qū)；(2)從噴嘴到馬赫盤為等熵超音速自由膨脹區(qū)；(3)馬赫盤以后為自由噴射區(qū)。射流場內(nèi)的流體濃度、溫度及超音速湍動剪切等對微核形成與生長過程以及形成的顆粒形貌、粒徑及構(gòu)造都有重要影響。2-1RESS過程的根本流程圖1- CO2鋼瓶 2-冷凝器 3-高壓泵 4-萃取 5-RESS 6-溫度把握區(qū)2-2超臨界流體的快速膨脹過程目前，RESS的應(yīng)用爭辯范圍格外廣泛，如制備無機(jī)或有機(jī)非晶型超細(xì)粒子、無機(jī)薄膜[37]、聚合物纖維或微球[38]、藥物[39]等,涉及超細(xì)材料、緩釋藥物、藥、食品添加劑、無機(jī)陶瓷材料等很多重要領(lǐng)域。表2-3列出了RESS過程的應(yīng)用實例。表2-3 RESS過程應(yīng)用實例溶質(zhì)溶劑萃取壓力/bar萃取溫度/Ｋ預(yù)膨脹溫度/Ｋ膨脹溫度/Ｋ膨脹壓力/bar噴嘴直徑/mm噴嘴長度/mm參考文獻(xiàn)無機(jī)物及陶瓷材料SiO2HO2580～590533～573723～743室溫常壓0.0605[40]SiO2NH3204558623室溫常壓0.0605[40]異丙醇鋁丙烷290388～403480室溫常壓0.040—[40]有機(jī)物苯甲酸 CO 160～280 308～338 343～403 — — 0.040 0.22高分子聚合物

[41]聚苯乙烯戊烷170473473～623室溫常壓0.0255[40]藥物黃體酮 CO 130～250 333 303～315 313 1～50 0.03 0.6 [41]2RESS過程具有超臨界條件、多相變化、高速湍流和噴嘴微細(xì)構(gòu)造等特點，RESS過程的爭辯的試驗體系，說明在RESSRESS過程制備微細(xì)粒子的重要影響因素。SAS過程(反溶劑)，因此當(dāng)反溶劑參加時，形成兩相溶液。超臨界SCF參加到溶液中降低了溶質(zhì)在其中的溶解度，導(dǎo)致溶SAS法可以獲得比液體反溶劑或噴霧研磨尺寸小、粒度。超臨界流體提高溶液分散法(SEDS)[42]。CO2至最終預(yù)期壓力。在沉淀室內(nèi)，CO2快速集中到溶液內(nèi)，使之膨脹，溶劑溶解CO2可以從頂部或底部參加沉淀器，在這個過程超臨界抗溶劑的參加速率是把握粒子尺寸和形態(tài)的主要因素[43]。ASES2-3所示。圖2-3 GAS/ASES流程圖1-溶液2,4-泵 3-CO2鋼瓶5-噴嘴 6-高壓釜 7-低壓釜8-放氣口SEDS過程承受同軸雙通道噴嘴，超臨界流體和溶液分別通過兩個通道同時細(xì)小的液滴，同時CO2的湍流也加速了二者的混合，導(dǎo)致溶液過飽和從而沉析出更細(xì)小的粒子。粒子尺寸和形態(tài)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、溶液和超臨界CO2流速、噴SAS10倍[44]。2-4SAS過程的一些應(yīng)用實例[45]。表2-4 SAS過程應(yīng)用實例

溶質(zhì)溶劑溶質(zhì)溶劑抗溶劑流體/℃/MPaRDX胡蘿卜素環(huán)己酮甲苯CO2CO2———4.0-6.0對乙酰氨基酚甲苯CO2—4.0-6.0胰島素二甲基亞砜CO2358.62過氧化氫酶乙醇+10%水CO2358.0L-乳酸二氯甲烷CO2——聚苯乙烯甲苯CO2227.0菲甲苯CO260—氫醌丙酮CO2——

結(jié)晶壓力SAS技術(shù)是20世紀(jì)80間的相互作用也格外簡單。PGSS過程PGSS2090年月后期才提出的用超臨界流體制備超細(xì)粒子的工[46]CO2溶入液態(tài)物質(zhì)中、或物質(zhì)的溶液中、或物質(zhì)的懸浮液中，到達(dá)飽和后，這一高壓的混合過程的簡潔流程圖如圖2-4所示[47]。PGSS過程得以實現(xiàn)的一個最重要緣由是超臨界流體在液態(tài)和一些固態(tài)物質(zhì)如高聚物中的溶解度大大高于這些物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度。PGSS過程不同于RESS過程和SAS過程，該過程適用于更廣泛的體系，脂溶性的和水溶性的，均相的和非均相的，溶液和懸浮液。目前用PGSS過程來制備超細(xì)粒子的實例還很少，表2-5列出了其中的幾個CO2代替局部快揮發(fā)性溶劑的涂料的噴涂過程PGSS過程。4476352812-4PGSS過程流程簡圖1- CO2鋼瓶 2,4-泵 3-溶液5-高壓釜6-噴嘴7-放空8-收集釜2-5PGSS過程的應(yīng)用實例物質(zhì)超臨界流體粒子直徑/m脂肪酸丙酯CO220-50聚乙二醇CO2150-400色甘酸鈉CO21涂料與涂裝方法涂料的組成溶劑型涂料是由四局部組成的〔1〕主要成膜物質(zhì)〔基體樹脂〔〕溶劑；3〕〔4〕助劑。主要成膜物質(zhì)是能形成涂膜的高分子樹脂，是打算涂膜理性質(zhì)產(chǎn)生明顯作用。涂料的涂裝方法涂裝是將涂料涂覆于被涂物外表并在其上形成具有所需性能的涂膜。涂料的最為廣泛的。空氣噴涂方法。量優(yōu)良的涂膜。缺乏之處是噴涂過程中涂料飛散損失大，有機(jī)溶劑使用量大。高壓無空氣噴涂10～25MPa100m/s化不用壓縮空氣，故稱之無空氣噴涂。噴涂的量要少。高壓無空氣噴涂涂裝效率高，幾乎是空氣噴涂的3倍。在噴霧流子要比空氣噴涂的大，涂膜外觀不如空氣噴涂好。熱噴涂熱噴涂是把涂料加熱并保持在某一較高溫度〔70℃左右〕下，使涂料粘度大幅度降低，然后利用空氣噴涂或高壓無氣噴涂霧化涂覆。靜電噴涂一步霧化，然后向異性電極〔工件〕移動，最終在工件上沉積成膜。過程中的霧化粒子大小以及噴霧夾角等，從而影響最終的涂層性能。用超臨界CO代替快揮發(fā)性溶劑的涂料噴涂2分有機(jī)溶劑進(jìn)展噴涂，用超臨界CO2代替涂料中的局部有機(jī)溶劑的噴涂稱之為CO2SupercriticalC2CoatingSpraSCCSSCCS烯酸樹脂清漆的SCCS工藝進(jìn)展初步爭辯。本課題是受福建東海漆業(yè)托付，開發(fā)以超臨界CO2為快揮發(fā)性溶酯等。涂料的具體配方由福建東海漆業(yè)供給。該涂料生產(chǎn)過程是將HX020樹脂、醋酸正丁酯和二甲苯混合，用傳統(tǒng)的空氣噴涂施工該涂料時，須30%的二甲苯，才能到達(dá)噴涂所需的粘度。把握著涂料霧滴的聚并和膜的形成，最終得到均勻、光滑和結(jié)實的涂料膜。CO2具有的獨特溶劑性能，并能溶脹聚合物，所以可以用超臨界CO230%—70%的有機(jī)溶劑可以被超臨界CO2CO210%—50%的CO2[48]。由CO2在涂料成膜之前就很快揮發(fā)了，對涂料的流平不起什么作用。因CO2涂料中慢揮發(fā)性溶劑仍應(yīng)保存。CO2代替局部快揮發(fā)性溶劑進(jìn)展噴涂時，不僅有類似于熱噴涂時CO2解吸產(chǎn)生的膨脹力的作用，從而導(dǎo)致更加劇烈的霧化。與傳統(tǒng)的空氣噴涂和高壓無空氣噴涂工藝相比，還具有以下優(yōu)勢：成膜質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率高。高壓無空氣噴涂的霧化機(jī)理屬壓力霧化。噴涂扇面包含有很多噴射流，形成的霧滴粒徑較大70-150m，霧滴粒徑隨空間位[49]SCCSCO2在噴嘴出口減壓后快速膨脹所產(chǎn)生的膨脹力，使液膜裂開，實現(xiàn)霧化，同時，SCCS也具有壓力霧化的作用。超臨界CO2快速膨脹其體積增大數(shù)百倍，對液膜所產(chǎn)生的膨脹要霧滴粒徑小、分散性小，因此，SCCS工藝不但可削減有機(jī)溶劑的用量，降低涂料對環(huán)境的污染，而且還可獲得比傳統(tǒng)工藝更高的成膜質(zhì)量。使用本錢低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。SCCS工藝用CO2可替代30%-70%的有機(jī)大量的廉價CO2副產(chǎn)物[49]，而有機(jī)溶劑價格昂貴，如目前甲苯市場價7000元/噸，二甲苯6000元/噸。傳統(tǒng)的空氣噴涂工藝由于大流量空氣〔空氣量與涂料量之比約為2022[50]〕攜帶，使得噴涂時涂料顆粒飛散損失嚴(yán)峻，而SCCS工藝由于不是使用氣流霧化，飛散損失小得多。另外SCCS工藝無過度噴涂，轉(zhuǎn)換效率高，例如，SenserDW25μm的固體涂37%[4]。因此，SCCS工藝的經(jīng)濟(jì)效益格外可觀。SCCS工作壓力在高壓無空氣噴涂設(shè)備的工作壓力范圍內(nèi)，所需的溫度備已被廣泛承受，超臨界CO2噴涂設(shè)備與該噴涂設(shè)備有很多類似之處。因此，在無空氣噴涂設(shè)備上做不大的改裝就能實現(xiàn)SCCS工藝，固然，需增加特地的SC-CO2溶氣設(shè)備，工藝參數(shù)和噴嘴構(gòu)造也不一樣。綜上所述，SCCS工藝是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效的噴涂工藝，開發(fā)SCCS工CO2-涂料體系熱力學(xué)及其噴涂過程等方面的學(xué)問還相當(dāng)缺乏，有待深入爭辯。本課題的爭辯現(xiàn)狀國外的爭辯現(xiàn)狀Carbide1989年就已獲得了〔UnionCarbide2022年度報告〔UnionCarbideCorporation公司針對高固含量涂料[56-58]Morton[59-60]NipponPaint[61]OtefalSpa[62]三家公司各自針對粉末涂料進(jìn)展了SCCS，向人們呈現(xiàn)了SCCS工藝的可行性及迷人的應(yīng)用前景。SCCS工藝的研發(fā)以國內(nèi)的爭辯現(xiàn)狀CO2-溶劑-高聚物三元體系相平衡方面有過爭辯[63-64]。第三章超臨界CO的作用對涂料成膜組分2物性的影響打算作用。超臨界CO2能溶脹涂料的成膜樹脂，涂料中的慢揮發(fā)性溶劑和助劑都是有機(jī)化合物，與超臨界CO2也可能有肯定的作用，這些是否會對涂料成膜是丙烯酸樹脂，慢揮發(fā)性溶劑是醋酸正丁酯，助劑主要是二丁酯。超臨界CO的溶脹作用對丙烯酸樹脂性質(zhì)的影響2CO2與不同聚合物的相互作用也不同。高含氟非晶聚合物和聚有機(jī)硅氧烷能很好地溶解于超臨界CO2CO2會產(chǎn)生溶脹[28]。試驗材料與設(shè)備丙烯酸樹脂：HX020樹脂，固體顆粒，福建東海漆業(yè)；CO2：食用級〔>99.5FT-IR光譜儀：PESpectrum2022；粘度計：烏氏粘度計。試驗裝置與方法試驗裝置3-1100g的丙烯80℃、18MPa5個a1CO2作用后的丙烯酸樹脂用a2表示。福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯218233-1超臨界CO與丙烯酸樹脂作用的裝置圖21-CO2鋼瓶 2-過濾器 3-冷阱 4-高壓泵 5-高壓釜 6-釜內(nèi)套筒 7-溫控水浴 8,9,10,11-閥門樣品制備把樹脂a1和a25g30mL左右的液氮，作用一段時間后用瑪瑙研缽把樹脂充分研細(xì)，對樹脂a1只用一次200a2要反復(fù)幾次，才能到達(dá)同樣的效果。FT-IR對a1a2FT-IR光譜儀上進(jìn)展分析。FT-IR光譜是用KBr固體壓片[65]FT-IR光譜儀上記錄。粘度法測定丙烯酸樹脂的粘均分子量高聚物是由很多具有一樣鏈節(jié)構(gòu)造、不同鏈長大小分子〔即不同分子量組分子量、Z均分子量和粘均分子量。實際應(yīng)用中統(tǒng)計方法不同，用不同的測定方量。粘度法[66]3-1r和特性粘度[]〔3-〕就可得到特性粘度[η]的值，即lnηr/cc作圖，直線的截距為特性粘度[η]，最終再依據(jù)特性粘度[η]和粘均分子量M的關(guān)系〔3-3〕得到聚合物的粘均分子量M3-3Kα只與高聚物種類、溶劑以及溫度有關(guān)，可以通過文獻(xiàn)[67]9得到。tt 〔3-1〕tr0lnrc

2c 〔3-〕KM

〔3-3〕a1a20.006g/mL的稀溶液，然后在3-3Kα只與高聚物a1a2所用的溶劑和測定的溫度都一樣，所以通過特性粘度[η]是否一樣就可以說明樹脂a1和a2的粘均分子量M是否一樣。試驗結(jié)果與爭辯FT-IR光譜圖3-2 樹脂a1和a2的紅外光譜圖頻率是接近的，其中一局部振動具有紅外活性[68]。3-2aa的紅外特征吸取峰幾乎完全一樣，據(jù)文獻(xiàn)1 2[68]1160cm-1、1750-1700cm-1、3400-3000cm-1消滅強(qiáng)的吸取帶，3-2中的兩條譜圖均與這一特1 2一步說明超臨界CO的作用沒有引起丙烯酸樹脂中特征基團(tuán)的轉(zhuǎn)變。2丙烯酸樹脂的粘均分子量1 2

苯溶液的ln /c—c圖，直線的截距為特性粘ηrη度[η]。圖中同時顯示出了擬合得到的直線方程和相關(guān)系數(shù)的平方R2。3-3樹脂a的苯溶液lnη/c—c圖1r圖3-4 樹脂a2的苯溶液lnηr/c—c圖44.989a1a2苯溶液的特性粘度[η]a1和a2的苯溶液的特性粘度[η]3-3中的參數(shù)Ka1a2的粘均分子量一樣。樹脂的特性一般可以通過其特征基團(tuán)和平均分子量來表征。通過對樹脂a1a1a2的紅外光譜和粘均分子量均一樣，說明超臨界CO2的作用沒有引起丙烯酸樹脂中的特征基團(tuán)和平均[28]可知：Tg降低。由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是與分子運動有關(guān)的現(xiàn)象，而分子運動又和分子構(gòu)造有著親熱關(guān)系，所以分子構(gòu)造、分子量、Tg的重要因素。其中分子鏈的柔順性是TgCO2作用沒有轉(zhuǎn)變丙烯酸樹脂中的特征基團(tuán)和分子量，因此經(jīng)過超臨界CO2作用后CO2作用對高聚物具有增塑作用。對涂料而言，Tg值的凹凸反映出成膜物質(zhì)的松軟性或硬脆性，Tg的Tg的降低使得涂料中樹脂簡潔發(fā)粘，試CO260℃下長時間保存，不會引CO2噴涂可提高漆膜質(zhì)量。超臨界CO作用對醋酸正丁酯物性的影響2度的作用，在涂料成膜時揮發(fā)，對涂料的流平起著很大的作用。試驗材料和設(shè)備醋酸正丁酯：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；3.1.1一樣。試驗裝置和方法試驗裝置CO23-1換成醋酸正丁酯，試驗條件也一樣。試驗方法超臨界CO作用前的醋酸正丁酯用b表示，超臨界CO作用后的醋酸正丁2 1 2b表示。分別測定bb的氣相色譜圖，比較兩者的出峰位置及峰面積是2 1 2否一樣,推斷超臨界COCO2 2的作用是否引起醋酸正丁酯物性的變化。色譜分析條件bb分別用氣相色譜儀進(jìn)展分析，分析條件是：氫焰離子檢測器FI；1 230m×0.25mmXP-1701毛細(xì)柱；氫氣流量：20mL/min；空氣流量：20℃/min升溫四分鐘，130℃保持一分鐘；進(jìn)樣口溫度：130℃；檢測器溫度：200℃。試驗結(jié)果與爭辯3-5、3-6bb3-5、3-6可知：在一樣的1 2bb2.3min左右，峰面積也根本全都。氣相色譜1 2bb中醋酸正丁酯的濃度是一樣的，即經(jīng)過超臨界CO作1 2 2用后醋酸正丁酯并沒有發(fā)生變化，這樣含有超臨界CO 的涂料噴涂后，醋酸正2丁酯在涂料成膜過程中的作用與在傳統(tǒng)噴涂成膜過程中作用的是一樣的。圖3-5 b1的氣相色譜圖福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯22圖3-6 b的氣相色譜圖22超臨界CO作用對二丁酯物性的影響2CO2作用對二丁酯物性影響的爭辯與超臨界CO2對醋酸正丁酯物性影響的爭辯類似，CO2作用前的二丁酯用c1CO2作用后的二丁酯用c23-7、c1c2的氣相色譜圖。3-7c的氣相色譜圖122福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯234233-8c的氣相色譜圖2比照圖3-7、3-8可知：在一樣的操作條件下，氣相色譜圖中都有三個比較1 3.0min、8.2min、9.7min左右，一樣保存時間所對cc中二丁酯的濃度是CO2CO21 的。小結(jié)CO2作用后，丙烯酸樹脂中的特征基團(tuán)沒有發(fā)生變化，平均CO2CO2的作用會提高涂料的柔順性和流平性。CO2作用前后醋酸正丁酯的氣相色譜，覺察醋酸正丁酯的濃度并沒有發(fā)生變化，這樣醋酸正丁酯在超臨界CO2噴涂成膜過程中的作用和在傳統(tǒng)噴涂成膜過程中的作用是一樣的。CO2作用前后二丁酯的氣相色譜，覺察二丁酯的濃度也沒有發(fā)生變化，這樣二丁酯在超臨界CO2噴涂成膜過程中的作用和在傳統(tǒng)噴涂成膜過程中的作用也是一樣的。通過對超臨界CO2作用前后原丙烯酸涂料體系中的成膜樹脂、慢揮發(fā)性溶劑和助劑的物性比照可知，經(jīng)過超臨界CO2作用后，打算涂膜性能的物質(zhì)物性CO2并不會引起涂膜的根本性能的變化。第四章醋酸正丁酯在超臨界CO中偏摩爾體積2的測定酯也是其中的一種，醋酸正丁酯是有肯定極性的溶劑，在以超臨界CO2為快揮發(fā)性溶劑的涂料體系中，由于超臨界CO2的極性不強(qiáng)，而丙烯酸樹脂是有肯定CO2對丙烯酸樹脂的作用，可通過在超臨界CO2中添加少量極性物質(zhì)〔共溶劑〕來強(qiáng)化[69]CO2在丙烯酸樹脂中的表示長程密度的不均勻性[70]CO2中醋酸正丁酯的自締合作用在低濃度時可以無視。試驗材料與設(shè)備試驗材料醋酸正丁酯：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；二氧化碳：食用級〔>99.5，福州航工業(yè)氣體。試驗設(shè)備可變體積的可視高壓釜試驗所用的可變體積的長窗高壓釜如圖4-1所示，此釜由本試驗室設(shè)計，南175ml6個螺栓和墊片與釜體密封連20Mpa200℃。2625超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯圖4-1 可變體積的可視高壓釜1-磁力攪拌電機(jī)2-磁鐵 3-玻璃視窗 4-螺栓 5-空氣浴6-可移動的活塞7-傳動裝置 8-轉(zhuǎn)動軸其它設(shè)備0.0001g，AE200Mattler公司；CS501超級恒溫器：重慶試驗設(shè)備廠；試驗裝置與方法試驗裝置4-2所示的裝置進(jìn)展預(yù)試驗，向長窗高壓釜〔5〕中參加肯定量的醋酸〔5〕CO2，然后通過空氣浴升溫，到達(dá)所需的溫度，移動活塞轉(zhuǎn)變壓力，使體系到達(dá)所需的狀態(tài)，維持該狀態(tài)約2h，觀看此時釜內(nèi)體系是否為單相。4-3CO24-3中量管〔5〕先用溶劑清洗，然后真空枯燥至恒重，體積用重量法進(jìn)展標(biāo)定，用水0.2%24.312ml。圖4-3福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯2試驗：將肯定重量的醋酸正丁酯參加到計量管中，并關(guān)閉閥門〔12，然后將計65℃后，通過高壓泵〔4〕向計量管〔5〕中CO〔此時管路上的閥門均是翻開的，到達(dá)所需的壓力后關(guān)閉閥門〔10。2個小時后，關(guān)閉閥門〔1〕和〔12，將閥門〔1〕和恒重。光源光源圖4-2 醋酸正丁酯偏摩爾體積測定的預(yù)試驗裝置1-CO鋼瓶 2-過濾器 3-冷阱 4-高壓泵 5-可變體積的長窗高壓釜 6,7,8,9,10-閥門2圖4-3 醋酸正丁酯在超臨界CO2中偏摩爾體積的測定裝置1-CO2鋼瓶 2-過濾器 3-冷阱 4-高壓泵 5-計量管 6-恒溫水浴槽 7,8,9,10,11,12-閥門2827試驗方法的單相條件下進(jìn)展偏摩爾體積的測定。試驗結(jié)果與爭辯4-20～0.1mol.L-1，8～18MPa65℃時，只存在單相。CO在混合物中表觀密度的測量20～0.1mol.L-1的CO2-醋酸正丁酯二元混合物的密度。CO24-1計算：d W1

/M1

V 〔4-1〕0mol.L-1；的摩爾質(zhì)量，g.mol-1；V0為計量管的體積，L。溫度為65℃時，試驗測得的CO2在混合物中的表觀密度隨壓力的變化如圖4-4所示。1114131211.109/87654系列1系列767891011P/MPa1213141516圖4-4 65℃時CO2—醋酸正丁酯二元體系中CO2的表觀密度1-0mol.L-1 2-0.0132mol.L-1 3-0.0236mol.L-1 4-0.0321mol.L-1 5-0.0423mol.L-16-0.0770mol.L-1 7-0.0932mol.L-124-4COd與純CO密度的21 2CO2〔4-5〕[7]可以看出溫度65℃〔即比照溫度為1.1，比照壓力為1.1～1.7〔即壓力8～,d1隨壓力的增加顯著增加，表現(xiàn)為曲線在12MPa的高壓區(qū)，曲線趨于平緩，此時壓d1的影響減弱。在這個二元體系的壓力敏感區(qū)間，當(dāng)壓力肯定時，d1隨溶d1對壓力的敏感區(qū)向低壓方向移動；在壓力超過12MPa的高壓區(qū)，d1受溶質(zhì)濃度的影響不大。這主要是由于，CO2CO2分子間相互作用很強(qiáng)，CO2有關(guān)，壓力越大聚攏程度越大，醋酸正丁酯濃度越小聚攏現(xiàn)象越明顯[71]。圖4-5 超臨界CO2比照壓力、比照溫度和比照密度的關(guān)系流體 NCL-近臨界流體醋酸正丁酯偏摩爾體積的計算醋酸正丁酯偏摩爾體積V2

定義式為：V (V/n2

)T,P,n1

〔4-2〕V為混合物的體積，L；的物質(zhì)的量，mol；n2為醋酸正丁酯的物質(zhì)的量，mol。用式(4-2)計算醋酸正丁酯的偏摩爾體積要求恒溫、恒壓及CO2的量肯定，本文用下述方法求得V2

4-4Lagrange插值法進(jìn)展數(shù)據(jù)處理，可得到d11/1代表混合物中11molCO2n2=2/d2正丁酯的濃度1molCO2時體系中含有醋酸正丁n2V4-61molCO2的混合物的體積和醋酸正丁酯物質(zhì)的量的關(guān)系。1n2的關(guān)系可以通過下面的關(guān)聯(lián)式進(jìn)展擬合：V ab n2

〔4-3〕4-24-3可以得到：2V bn2 ln 〔4-4〕20.180.161o0.14系列1系列4. 系列6系列50.180.161o0.14系列1系列4. 系列6系列5/0.12110.10.080.06系列7系列〔4〕0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 n/mol系列〔5〕系列〔6〕2圖4-6 65℃時含有1molCO2

的混合物的體積和醋酸正丁酯的物質(zhì)的量的關(guān)系試驗值：1-9MPa 2-9.5MPa 3-10MPa 4-10.5MPa 5-11MPa 6-11.5MPa 7-12MPa擬合曲線〔1〕-9MPa 〕-9.5MPa 3〕-10MPa 〔4〕-10.5MPa 5〕-11MPa〔6〕-11.5MPa 〔7〕-12MPa表4-1 65℃時擬合得到的式4-3中的參數(shù)a、b、ρ壓力 a b

ρ

相關(guān)系數(shù)rP/MPa90.112150.047357.797E-823.5413E-60.99439.50.10560.042352.5641E-933.8047E-60.9927100.098850.039145.3496E-934.2504E-60.990110.50.093750.033834.0138E-1034.545E-60.9863110.089170.07992.233E-972.7929E-60.986911.50.085110.024241.1054E-1001.6867E-60.9894120.081820.01962.5571E-1057.1114E-70.99314-7所示。圖4-7 65℃時醋酸正丁酯的物質(zhì)的量與偏摩爾體積的關(guān)系1-9MPa 2-9.5MPa 3-10MPa 4-10.5MPa 5-11MPa 6-11.5MPa 7-12MPaCO2CO2分子之間存在3231超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯定值減小,說明這種影響在低濃度時更為明顯。醋酸正丁酯濃度一樣時，壓力越低，偏摩爾體積確實定值越大。文獻(xiàn)[72]中用同樣的方法測量了甲醇、乙醇、正丁醛、異丁醛在超臨界CO 中的偏摩爾體積，壓力以及溶質(zhì)的濃度對偏摩爾2體積的影響規(guī)律同本試驗一樣。由于超臨界CO 與醋酸正丁酯之間存在著很強(qiáng)2的相互作用，因此在用超臨界CO 為快揮發(fā)性溶劑的丙烯酸清漆中，假設(shè)用醋酸2COCO2 2作為快揮發(fā)性溶劑的作用。小結(jié)CO2-醋酸正丁酯二元體系中，CO2d1變化存在一個對壓力的敏感區(qū)，在8～12MPa區(qū)間，d1隨壓力的增加顯著增加，表現(xiàn)為曲線在這個區(qū)間有較大的斜率，當(dāng)壓力肯定時，d1隨溶質(zhì)濃度的增大而增大，同時隨著溶質(zhì)濃度的增加，d1對壓力的敏感區(qū)向低壓方向移動；在壓力超過12MPa的高壓區(qū)，曲線趨于平緩，此時壓力對d1的影響減弱，當(dāng)壓力肯定時，d1受溶質(zhì)濃度的影響不大。試驗范圍內(nèi)，醋酸正丁酯在超臨界CO2中的偏摩爾體積是負(fù)值，說明超臨界CO2與醋酸正丁酯之間存在著強(qiáng)的相互作用，醋酸正丁酯的濃度越小，壓力越大，這種作用越明顯。由于醋酸正丁酯和超臨界CO2之間存在著很強(qiáng)的相互作用，因此在用超臨界CO2作為快揮發(fā)性溶劑的丙烯酸清漆中，用醋酸正丁酯作為活性溶劑不但可以增加平流效果，提高噴涂質(zhì)量，而且可以作為共溶劑，促進(jìn)超臨界CO2在涂料中溶解，更加有效地降低涂料粘度，增加超臨界CO2作為快揮發(fā)性溶劑的作用。福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文第五章CO—溶劑—涂料基體〔樹脂〕三元體系2相行為的爭辯CO2可以溶解在涂料中，降低涂料的粘度，使之到達(dá)噴涂的要求，但超臨界CO2在涂料中的溶解CO2CO2會作為反溶劑萃CO2-溶劑-涂料基體〔樹脂〕三元體系的相行為進(jìn)展?fàn)庌q，為選擇噴涂過程的涂料組成供給依據(jù)。CO2的高壓相平衡的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型對于高聚物體系來說還格外困難，目前這方面的爭辯都是以具體的相圖為依據(jù)。CO2盡量多的取代涂料噴涂過程CO2各作為一個成分。在后面的相平衡爭辯中，CO2三者的含量以及溫度、壓力對相平衡的影響。試驗材料與設(shè)備丙烯酸樹脂：HX020樹脂，固體顆?！哺＝|海漆業(yè)供給醋酸正丁酯：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；二甲苯：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；(>99.5%)，福州航工業(yè)氣體；4.1.2.2一樣。超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯2試驗裝置和方法試驗裝置CO5-1所示。2試驗前，首先用混合溶劑對高壓釜〔7〕進(jìn)展清洗、枯燥，然后把肯定配比的丙烯酸樹脂和二甲苯通過加料口〔6〕裝入釜〔7〕內(nèi)，通過磁力攪拌器進(jìn)展攪拌，密封后抽真空，高壓釜〔7〕是通過空氣浴進(jìn)展加熱的，設(shè)定肯定的溫度，穩(wěn)定一段時間。同時從鋼瓶〔1〕CO經(jīng)過過濾器〔2〕和冷阱〔3〕后，由2高壓泵〔4〕先參加到計量管〔5〕中，然后再把計量管〔5〕CO參加到高2壓釜〔7〕內(nèi)，最終參加釜〔7〕CO的質(zhì)量可以通過計量管〔5〕加料前后2的質(zhì)量差計算得到，從計量管〔5〕通向高壓釜〔7〕之間的管道是用Φ3不銹鋼管連接。光源光源圖5-1 CO—二甲苯—丙烯酸樹脂三元體系的相平衡的測定裝置21-CO2鋼瓶 2-過濾器 3-冷阱4-高壓泵 5-計量管6-樹脂溶液加料口7-可變體積的帶有視鏡的高壓釜8,9,10,11,12,13,14,15-閥門試驗方法試驗過程中相變點確實定參考文獻(xiàn)[74]。在相平衡的測定過程中，肯定溫度CO2CO2全部溶解在丙烯酸清漆福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯3435L-LVL-LL相變0.1MPa，取三者的平均值作為此溫度下的平衡壓力。然后再轉(zhuǎn)變溫度，重復(fù)上面的操作，即可得到體系的P-T相圖。試驗結(jié)果與爭辯體系不同組成時的P-T試驗所測溫度范圍為10℃～130℃，丙烯酸樹脂與二甲苯的比例為0.485～1.124，CO2含量為0%～40%，其中丙烯酸樹脂與二甲苯比例的最小值代表傳統(tǒng)噴涂過程外加30%涂過程中沒有外加二甲苯并且比原丙烯酸清漆制品中的二甲苯還削減了20%時兩者的比例。在試驗過程中，消滅的都是L-LV相變點，沒有消滅L-LL相變點。不5-25-35-45-55-6所示。5-25-35-45-55-6中曲線的上方代表單相區(qū)，下方代肯定時，隨著CO2含量的增加，曲線漸漸向低溫高壓方向移動，即當(dāng)壓力肯定時，隨著溫度的上升CO2在丙烯酸清漆中的溶解度是漸漸減小的；當(dāng)溫度肯定時，隨著壓力的上升CO2在丙烯酸清漆中的溶解度是漸漸增大的。也就是說，溫度越低，壓力越大，CO2在丙烯酸清漆中的溶解度越大，溶液的粘度越低，在同樣粘度要求下能取代更多的二甲苯。圖5-2 溫度、壓力對體系相平衡的影響〔丙烯酸樹脂/二甲苯=1.124〕圖5-3 溫度、壓力對體系相平衡的影響〔丙烯酸樹脂/二甲苯=0.833〕圖5-4 溫度、壓力對體系相平衡的影響〔丙烯酸樹脂/二甲苯=0.671〕5-5溫度、壓力對體系相平衡的影響〔丙烯酸樹脂/二甲苯=0.565〕圖5-6 溫度、壓力對體系相圖的影響〔丙烯酸樹脂/二甲苯=0.485〕樹脂和二甲苯比值不同時的P-T相圖從圖5-2、圖5-3、圖5-4、圖5-5、圖5-6中可以明顯的看出當(dāng)樹脂和二甲苯比例肯定時，CO2的含量對相圖的影響。從圖5-7CO2含量肯定時25，樹脂和二甲苯的比例對相圖的影響。5-7CO2同量CO2時所需的平衡壓力越大，溫度越低。在本課題的涂料體系中，為了能溶解CO2所需的壓力會增大，溫度會降低，壓力大時能耗大，溫度低時涂料的粘度低，不利于噴涂，因此噴涂過程中CO2能取代多少要綜合考慮到其平衡溫度和壓力的大小。圖5-7 溫度、壓力對一樣CO2含量的體系相平衡的影響體系的三元相圖:二甲苯=0.485～1.124，CO20%～40%，因此首先在三角形相圖中畫出試驗爭辯范圍，然后分別從5-35-45-55-690℃、8MPa，90℃、9MPa和100℃，9MPa5-8。L-LV的平衡曲線把相圖分成時的涂料組成必需在穩(wěn)定的單相區(qū)內(nèi)。5-8體系的三角形相圖1-90℃，8MPa 2-100℃，9MPa 3-90℃，9MPa本課題是針對肯定配方的丙烯酸清漆的超臨界CO2噴涂工藝條件進(jìn)展?fàn)庌q，因此得到的只是涂料組成四周區(qū)域的三角形相圖。依據(jù)文獻(xiàn)[75]可知，CO2—溶劑—高聚物三元體系的三角相圖如圖5-9L-LV5-85-9L-LV變線的一局部。單相區(qū)的面積削減；當(dāng)溫度肯定時，隨著壓力的增大，曲線會向右下方移動，單相區(qū)的面積增大。也就是說，溫度越低，壓力越大，單相區(qū)面積越大。上升體系CO2和丙烯酸樹脂之間的的自由體積差[76]，增加溶液中丙烯酸樹脂、CO2和溶劑之間相互作用的可能性，因此CO2溶解度增加。溶劑溶劑聚合物CO2圖5-9 CO2—溶劑—高聚物三元體系的相圖在噴涂過程中，首先要在噴涂所要求的溫度和壓力下作出體系的三角形相過程的涂料組成均落在圖5-8中90℃，9MPa三角形相圖的單相區(qū)，而噴涂所選擇的溫度均低于90℃，壓力均大于9MPa，因此噴涂液均是在單相的條件下進(jìn)展如上所述，為了保證噴涂質(zhì)量，要求噴涂液在霧化前應(yīng)在單相區(qū)，圖5-8給涂溫度、壓力下相圖中的穩(wěn)定單相區(qū)，即單相區(qū)內(nèi)與L-LV相變線有肯定距離的點所代表的組成，以考慮到噴涂過程溫度、壓力波動的影響。小結(jié)上升。CO2含量的增加，P-T相圖會向低在丙烯酸清漆中的溶解度越大，噴涂液的粘度越低。CO2L-LV邊界限會向低溫高壓方向移動，也就是說，丙烯酸清漆中的二甲苯越少，溶解一樣量CO2時所需的平衡壓力越大，溫度越低。從三角形相圖可以看出：當(dāng)壓力肯定時，隨著溫度的上升，曲線會向左上方移動，單相區(qū)的面積削減；當(dāng)溫度肯定時，隨著壓力的增大，曲線會向右下涂過程所選的組成應(yīng)當(dāng)是在噴涂溫度、壓力下相圖中的穩(wěn)定單相區(qū)，與L-LV相第六章噴涂工藝的初步探討用的一種涂裝方法[77]量有很大影響，如白色磁漆的霧化粒子為125～200μm時，涂膜厚度到達(dá)25μm，就可獲得潔白無瑕的涂膜，而霧化粒子為300～460μm時，外表斑瑕不勻，只有在膜厚達(dá)30～35μm方可到達(dá)同樣的外觀[78]程中形成噴霧流，其外形是錐體，噴霧外包絡(luò)線之間的夾角稱為噴霧錐角θ，如圖6-1所示[79]。噴霧錐角越大，涂料的掩蓋面積就越大，相對來說，噴霧的工效高，噴涂的交接面積較小，噴涂質(zhì)量好。θθ噴嘴圖6-1 噴霧錐角示意圖的。20世紀(jì)30年月才開頭對液體噴霧機(jī)理進(jìn)展?fàn)庌q，至今對有些霧化方式的機(jī)度會在液流內(nèi)產(chǎn)生湍流擾動和徑向脈動，對液體的裂開也有重要的影響[80]。SCCS過程中，噴涂液離開噴嘴后，外壓瞬間消逝，CO急劇解吸，產(chǎn)生2度、壓力也是影響霧化效果的重要因素。噴嘴構(gòu)造對霧化效果的影響液態(tài)工質(zhì)的噴嘴依據(jù)機(jī)械霧化的工作原理可以分為以下主要類型[81]：壓力式壓力式機(jī)械霧化式直射式簡潔壓力式雙路壓力式回油式旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)杯式轉(zhuǎn)盤式甩油盤式最直接的因素。本文試驗過程中選用的是機(jī)械霧化式中的直射式噴嘴。在SCCS得體系能更好的保持在單相狀態(tài)。試驗材料與設(shè)備噴嘴本文設(shè)計和加工了兩種噴嘴：毛細(xì)管噴嘴和電火花鉆孔噴嘴。針頭截成肯定的長度，同時保存注射器針頭內(nèi)部原有的錐角，然后焊接在Φ6的6-2所示。電火花鉆孔噴嘴是先在一塊3mm厚的不銹鋼上用電火花鉆出小孔，孔的前后都是45°的錐角，深度略大于1mm，噴料液在噴嘴入口段會產(chǎn)生較大的壓降，條件，更好的霧化，最終把鉆過孔不銹鋼板焊接在Φ6的不銹鋼管的一端，如圖6-3所示。用電火花鉆的小孔Φ 用電火花鉆的小孔Φ 6Φ 6注射器針頭不銹鋼板圖6-2 注射器針頭噴嘴 圖6-3 電火花鉆孔噴嘴其它試驗材料和設(shè)備電視顯微鏡：XSZ-107CCD，寧波芝科器爭辯所；5.1中的一樣。試驗裝置和方法試驗裝置噴涂試驗裝置如圖6-4所示。依據(jù)相平衡的爭辯，選擇噴涂溫度和壓力下穩(wěn)定的單相組成，然后向可變體積的視窗高壓釜〔8〕中參加選擇的肯定組成的涂料，最終參加CO2，CO2的參加方式同相平衡的測定過程一樣，都是通過計量管〔7〕參加的，并且通過參加前后的計量管〔7〕的質(zhì)量差來計算參加的CO2的〔9〕〔8〕中一樣的組成。并與〔8〕保持同樣狀態(tài)，由于可變體積的高壓釜體積比較小，用緩沖釜與之串聯(lián)，能夠在噴涂過程中保持噴涂狀態(tài)的穩(wěn)定。待體系在噴涂要求的溫度和壓力下穩(wěn)定2涂過程是由釜〔8〕和釜〔9〕中的噴涂液通過噴嘴〔12〕進(jìn)展的，噴嘴〔12〕在噴涂之前用螺帽堵上，擰掉螺帽即進(jìn)展噴涂。釜〔8〕和釜〔9〕與噴嘴〔12〕之間的管路用石棉繩包裹，噴嘴〔9〕及前面的一段管路用電加熱線圈包裹，加熱60W，用熱電偶測量噴嘴〔12〕溫度，使得噴涂過程中噴嘴的溫度與釜〔8〕和釜〔9〕保持全都。一旦噴涂液離開噴嘴，釜〔8〕和釜〔9〕內(nèi)的4443超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯2穩(wěn)壓釜〔5〕來把握噴涂時釜〔8〕和釜〔9〕的壓力。先往穩(wěn)壓釜〔5〕通入CO2，同時把握與噴涂一樣的溫度和壓力，然后在擰掉螺帽進(jìn)展噴涂的同時翻開閥門(18)，通過高壓泵〔4〕使穩(wěn)壓釜〔5〕維持在所要求的噴涂壓力，使得釜〔8〕和釜〔9〕中的壓力在噴涂時根本維持不變。噴涂過程中，通過穩(wěn)壓釜〔5〕參加的CO2可能會作為反溶劑萃取噴涂液中的溶劑，造成噴涂液粘度增大，影響霧化效果，但霧化取樣是在噴涂穩(wěn)定時即進(jìn)展〔約在噴涂開頭的5sec內(nèi)，此時通過穩(wěn)壓釜〔5〕CO2估量不會對噴嘴處的涂料狀況產(chǎn)生影響。光源光源圖6-4 超臨界CO噴涂過程的裝置圖21-CO2鋼瓶 2-過濾器 3-冷阱 4-高壓泵 5-穩(wěn)壓釜6,10-溫控水浴 7-計量管8-可變體積的視窗高壓釜9-緩沖釜 11-電加熱圈12-噴嘴 13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23-閥門試驗方法通過圖6-4所示的試驗裝置，依據(jù)所選擇的噴涂溫度、壓力和涂料組成進(jìn)展況，選擇適宜的噴嘴構(gòu)造進(jìn)展噴涂過程霧化粒子大小和噴霧錐角的爭辯。霧化粒子的收集和檢測法有如下幾種[81]：福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯分為：浸漬法是在取樣片上涂上與霧滴互不溶解的液體，霧滴落在其上能與原形保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，然后進(jìn)展計量統(tǒng)計。印痕法是將霧滴射在有特別涂料的取樣片上印成痕跡，然后用顯微鏡測量計數(shù)。代用液體法：常用石蠟法，它是將石蠟解熱到與實際液體一樣的粘度，蠟在噴霧過程特性變化和相互碰撞，使霧滴失真，產(chǎn)生誤差。6-1歸納、比照不同原理的光學(xué)測霧方法和儀器的功能和應(yīng)用狀況。儀器〔方法〕

表6-1 現(xiàn)代光學(xué)測霧儀比較功能特點 應(yīng)用〔兩次脈沖曝光〕5μm以上霧滴靠近噴嘴端面區(qū)域不太適用4μm

可得到噴霧三維相圖比顯微照相的探測區(qū)大 應(yīng)用廣可測霧滴尺寸、速度2μm激光多普勒測速儀(LDV) 2.1.相移/多普勒激光粒子分析儀〔PDPA〕

可測霧滴尺寸霧滴尺寸范圍不行太大量等 先進(jìn)，應(yīng)尺寸范圍廣2～3μm 用廣3. 0.01～300m/s4. 10000個/秒精度高〔PCSV〕1．可測霧滴尺寸、濃度和速度m/s的霧滴馬爾文粒子分析儀1. 可測霧滴尺寸、分布〔Malvere〕(國產(chǎn)FAM 2. 可測1～1800μm，速度快儀) 3. 重復(fù)性好，精度高

成熟，應(yīng)用很廣4645被噴涂板5cm30cm噴嘴取樣點現(xiàn)代光學(xué)測霧法是目前應(yīng)用最便利的一種方法，但這種方法對硬件的要求用顯微鏡測量粒子直徑[82]30cm5c〔6-5。收集到XSZ-107CCD電視顯微鏡拍照。由于沖擊的作用，霧粒在軟墊5處不同位置各被噴涂板5cm30cm噴嘴取樣點6-5霧化粒子取樣示意圖試驗結(jié)果與爭辯丙烯酸清漆傳統(tǒng)噴涂過程中要再參加30%的二甲苯，以到達(dá)噴涂所需的粘度，而本試驗所選擇的噴涂組成中用超臨界CO2代替這局部二甲苯，CO2在涂料組成中的含量是30%，噴涂溫度為60℃，壓力為13MPa。依據(jù)相平衡的爭辯，也是單相。試驗所選用的噴嘴類型、孔徑、長度以及霧化結(jié)果如表6-2所示。試驗結(jié)果6-6所示從表6-2和圖6-6可以看出，噴嘴孔徑和長徑比會對霧化結(jié)果產(chǎn)生很大的影是由于丙烯酸樹脂的柔順性比較好，含有超臨界CO2的噴涂液流經(jīng)噴嘴管時，CO2解吸，使得樹脂粘度大大增加，嚴(yán)峻惡化霧化斯基〔Dombrowiski〕提出液滴變形和碎裂的程度可用維勃(Webber)數(shù)表示[80]：We

u2la

〔6-1〕ρα為介質(zhì)密度；u為相對速度；σ為液體外表張力；l為特征尺度，此處通常取噴孔直徑。維勃數(shù)越大，霧化粒子越小。當(dāng)噴嘴孔徑l減小時，相對速度u增大，假設(shè)增大的程度要比噴嘴孔徑lWe表6-2 不同噴嘴構(gòu)造的試驗結(jié)果噴嘴類型〔mm〕噴嘴長度(mm)霧化結(jié)果毛細(xì)管噴嘴0.475左右的纖維(6-6a)毛細(xì)管噴嘴0.473纖維(6-6b)毛細(xì)管噴嘴0.225纖維(6-6c)毛細(xì)管噴嘴0.22370μm左右的纖維(圖6-6d)電火花鉆孔噴嘴0.5<1左右的微粒(6-6e)電火花鉆孔噴嘴0.4<1左右的微粒(6-6f)電火花鉆孔噴嘴0.3<1左右的微粒(6-6g)電火花鉆孔噴嘴0.2<1左右的微粒(6-6h)(a) (b) (c) (d)〔e〕 〔f〕 (g) (h)圖6-6 不同噴嘴構(gòu)造的試驗結(jié)果〔×160〕越可能得到小的霧化粒子。但對涂料噴涂過程來說，噴嘴孔徑也不是越小越好，長度為<1mm的電火花鉆孔噴嘴進(jìn)展噴涂過程的工藝爭辯。CO含量、溫度、壓力對霧化粒子大小的影響2試驗材料與設(shè)備6.1.1中的一樣。試驗裝置和方法試驗裝置6.1.2.1中一樣。試驗方法霧化粒子的收集方法同6.1.2.2。用正交試驗設(shè)計方法，選用L9(34)正交表[84]，以霧化粒子的尺寸為指標(biāo)，考30%二甲苯5060℃、9MPa13.5MPa、6-3所示。表6-3 試驗因素和水平水平CO水平CO2含量溫度/℃壓力/MPa122%509227%6013.5332%70185049超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯2試驗結(jié)果與爭辯6-4。試驗號

表6-4 正交試驗方案與結(jié)果因 素111〔50〕1〔9111〔50〕1〔9〕1〔22%〕103212〔60〕2〔13.5〕2〔27%〕82313〔70〕3〔18〕3〔32%〕43421〔50〕2〔13.5〕3〔32%〕67522〔60〕3〔18〕1〔22%〕74623〔70〕1〔9〕2〔27%〕84731〔50〕3〔18〕2〔27%〕68832〔60〕1〔9〕3〔32%〕79933〔70〕2〔13.5〕1〔22%〕74

霧化粒子直徑/mK7679.388.783.7 1jK7679.388.783.7 1jK7578.374.378K73.76761.763228238266251225235223234221201185189 2j3j6-5。從方差分析結(jié)果可以看出：壓力對霧化粒子大小的影響高度顯著，溫度和CO2含量的影響顯著。各因素對霧化粒子尺寸影響的挨次為：壓力>CO2含量>溫度。表表6-5 正交試驗方差分析結(jié)果方差來源 偏差平方和 自由度 方差F值顯著性溫度 157.56 2 78.7819.16*壓力 1270.89 2 635.44154.57**CO2含量 776.22 2 388.11注：F (2,2)=99.0 F (2,2)=19.094.41*福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯壓力對霧化粒子大小的影響6-7所示。圖6-7 壓力對霧化粒子大小的影響不同壓力作用下，噴射霧化的過程如下〔6-8〕[80]：6-8不同噴射壓力所產(chǎn)生的液流分裂霧化型式噴射壓差格外小時，液體在重力和外表張力的作用下從噴孔噴出。當(dāng)5251重力大于外表張力時就在噴孔口處周期地產(chǎn)生一個大液滴。噴射壓力增大時，液體從噴孔流出的速度加快，此時從噴孔流出的液動的波長λ小于液柱周長πd時，在外表張力作用下液柱尚不至裂開；但λ大于πd時，液柱外表振動會不斷增大，最終裂開形成液滴。對于粘性流體，使流體裂開的振動波長取決于流體直徑、液體的密度、外表張力及粘度等。噴射壓力連續(xù)增大后，液體內(nèi)部擾動增加，從噴孔流出速度增大，外被拋到液流外部，漸漸形成液霧狀。在噴射壓力相當(dāng)大時，液流流過噴嘴孔道時已成湍流狀態(tài)，液流內(nèi)部棚澤等人對上述各階段霧化程度用噴射數(shù)Je衡量[80]，即u2d

0.55Je f f c c

〔6-2〕 fρf，ρc為液體和空氣的密度；為液體噴出的速度；dc為噴孔直徑；σ為液體外表張力；噴射數(shù)Je越大，霧化效果越好，霧化粒子越小。從圖6-7可以看出，隨著試驗壓力的增大，霧化粒子變小。壓力越大，液體噴出時的速度uf越大，噴射Je也越大，霧化效果越好。CO2含量對霧化粒子大小的影響CO26-9所示。6-9CO2含量對霧化粒子大小的影響2CO2

含量的影CO2CO2在離開噴CO2的解吸過程是個吸熱過程，會造成涂料體系溫度的下降，增加涂影響還是正面的，它促進(jìn)了料液的霧化。溫度對霧化粒子大小的影響依據(jù)正交表的綜合可比性知溫度與霧化粒子大小的趨勢圖如圖6-10所示。圖6-10 溫度對霧化粒子大小的影響6-10可以看出，溫度越高，霧化粒子越小。溫度對霧化粒子大小的影6-11所示[83]6-10可以看子也越小。從圖6-10還可以看出，50℃～60℃之間的斜率要比60℃～70℃之間的斜率確實定值小，這說明對于試驗體系在60℃～70℃溫度對體系粘度的影響更明顯。0.150.15mm/0.100.05203040涂料粘度/s圖6-11 涂料粘度對霧化效果的影響溫度、壓力、CO含量對噴霧錐角的影響2試驗材料與設(shè)備6.1.1一樣。試驗裝置和方法試驗裝置6.1.2.1一樣。試驗方法效果，對于SCCS也可以用近似的噴霧錐角衡量霧化效果。本文依據(jù)在距噴嘴30cm處由噴涂得到的近似圓形的涂層，將該圓形直徑的兩端與噴孔中心連線，過程的噴霧錐角能近似的表現(xiàn)出噴霧流的開放，表達(dá)噴涂掩蓋的大小。承受正交試驗設(shè)計方法，選用L9(34)正交試驗表安排試驗，以噴霧錐角為指標(biāo)，考察CO2含量、溫度、壓力對噴霧6-3。試驗結(jié)果與爭辯6-6。表6-6 正交試驗方案與結(jié)果因素噴霧錐角/°試驗號空列溫度/℃壓力/MPaCO2含量111〔50〕1〔9〕1〔22%〕33.69212〔60〕2〔13.5〕2〔27%〕44.03313〔70〕3〔18〕3〔32%〕57.89421〔50〕2〔13.5〕3〔32%〕49.80522〔60〕3〔18〕1〔22%〕41.46623〔70〕1〔9〕2〔27%〕45.94731〔50〕3〔18〕2〔27%〕47.29832〔60〕1〔9〕3〔32%〕51.34933〔70〕2〔13.5〕1〔22%〕39.81K45.2043.5943.6638.32 1jK45.2043.5943.6638.32 1jK45.7345.6144.5545.75K46.1547.8848.8853.01135.61130.78130.97114.96137.2136.83133.64137.26138.44143.64146.64159.03 2j3j6-7。從方差分析結(jié)果可對噴霧錐角影響的主次挨次為：CO2含量>壓力>溫度。6-7正交試驗方差分析結(jié)果方差來源 偏差平方和 自由度方差方差來源 偏差平方和 自由度方差F值顯著性溫度 27.595 213.79720.569*壓力 46.853 223.42734.923*CO2含量 323.710 2161.855241.282**誤差 1.342 20.671注：F (2,2)=99.0 F (2,2)=19.056552超臨界CO為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯2CO2含量對噴霧錐角的影響依據(jù)正交表的綜合可比性知溫度與噴霧錐角的趨勢圖如圖6-12所示。6-12CO含量對噴霧錐角的影響2瞬間減壓解吸，會產(chǎn)生強(qiáng)大的膨脹力，導(dǎo)致劇烈的霧化；同時由于解吸時CO2CO2含量的增加，涂料的粘度變小，霧化過程要抑制的涂料液的粘性力變小，噴霧錐角變大。壓力對噴霧錐角的影響依據(jù)正交表的綜合可比性知壓力與噴霧錐角的趨勢圖如圖6-13所示。6-13壓力對噴霧錐角的影響福州大學(xué)碩士學(xué)位論文福州大學(xué)碩士學(xué)位論文超臨界CO超臨界CO2為溶劑型丙烯酸涂料快揮發(fā)性溶劑噴涂的初步爭辯從圖6-13可以看出，壓力越大，噴霧錐角越大。壓力對霧化粒子大小的影6.2.3.2所述，壓力越大，離開噴嘴時的湍流狀態(tài)越顯著，導(dǎo)致體系內(nèi)部的擾動更加劇烈，噴霧錐角也會增大。席凱特〔Sitkei〕對孔式噴嘴傳統(tǒng)噴涂過程的噴霧錐角給出了以下閱歷公式[80]：3102

c

0.1

Re0.7 〔6-3〕l fd為噴孔直徑；cl為噴孔長度；ρ ρ f cRe為噴嘴孔道內(nèi)流淌的雷諾數(shù)。Re增大造成噴霧錐角θ增大。的霧化效果。溫度對噴霧錐角的影響依據(jù)正交表的綜合可比性知溫度與噴霧錐角的趨勢圖如圖6-14所示。圖6-14 溫度對噴霧錐角的影響從圖6-14可以看出，溫度越高，噴霧錐角越大。溫度越高，涂料的粘度越得噴射的液滴更加向外集中霧化，形成較大的噴霧錐角。58572CO 含量、溫度、壓力對霧化粒子大小和噴霧錐角影響的比較2CO2含量對霧化粒子和噴霧錐角影響的趨勢是CO2含量越大，兩個指標(biāo)都越好。當(dāng)霧化粒壓力的效果最顯著；而在對噴霧錐角影響方面，CO2含量的效果卻更顯著，CO2離開噴嘴的解吸過程所產(chǎn)生的膨脹力是向四周的，因此CO2含量對噴霧錐角的影響更顯著。5CO2含量對霧化粒子和噴霧錐角的影響程度是不同的，但對兩CO2含量越大，兩個指標(biāo)越20MPa80℃，CO235%。試驗材料與設(shè)備試驗材料和設(shè)備同6.1.1中的一樣。試驗裝置和方法試驗裝置6.1.2.1一樣試驗方法壓力20MPa，溫度80℃，CO2含量35%條件下進(jìn)展噴涂試驗，同6.3.2.2中一樣的方法測量噴霧錐角。霧化粒子的收集霧化粒子的收集仍舊是在距噴嘴30cm處，但分別在噴孔中心線上和距噴孔中心線3cm、6cm、9cm、12cm的圓周地方放置載玻片同時收集，如圖6-15所示，霧化粒子的大小仍舊是以載玻片上5處不同位置各任取10個粒子的平均直徑來表征。圖6-15 霧化粒子取樣位置的數(shù)碼相片涂膜主要性能的檢測丙烯酸清漆的性能執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)HG/T2593-94。50mm×120mm×0.3mm的馬口鐵板在距噴嘴30cm處均勻移動收集霧粒，其它按GB1729-92標(biāo)準(zhǔn)處理。GB/T9286-98GB/T6724-86試驗結(jié)果和爭辯噴霧流狀態(tài)的觀看6-166-16Φ640°～55°[83]，SCCS的噴霧錐角優(yōu)于傳統(tǒng)噴涂的噴霧錐角。霧化粒子大小不同位置得到的粒子大小如表6-8所示，顯微鏡照片如圖6-17所示。霧化的霧化粒子優(yōu)于空氣噴涂的霧化粒子。6-16噴涂霧化時的數(shù)碼照片表6-8 6-16噴涂霧化時的數(shù)碼照片距噴孔中心線的距離〔cm〕036912

(μm)6-17a〕35μm〔6-17b〕6-17c〕26μm〔6-17d〕6-17e〕6-86-17可以看出，距噴嘴中心的不同距離處的霧化粒子大小是〔6-4〕反映了距噴嘴中心不同距離處的霧化粒子濃度的分布規(guī)律[80]：4Dfr24Dfr2x2

c f

exp 0

x2x 〔6-4〕fCf為霧化粒子濃度；

2D fGf為單位時間噴射的涂料量，為定值；Df為涂料液的集中系數(shù)，為定值；r為離噴孔中心線的距離；u0為空氣運動的速度，為定值；30cm。Cfr的變化聽從正態(tài)分SCCS噴涂霧化過程中，霧化粒子隨r增加是漸漸減小的，這可能是由于CO2解吸時膨脹力的作用使得霧化粒子比較均勻。(a)(b)(a)(b)(e)(c)(d)(e)(c)6-17距噴孔中心線不同距離處霧化粒子的顯微鏡照片〔×160〕6.5.3.3GB/T9286-982GB/T6724-862mm，均到達(dá)丙烯酸清漆標(biāo)準(zhǔn)HG/T2593-94要求。小結(jié)噴嘴構(gòu)造是影響霧化效果的重要因素，噴嘴的孔徑越小，長徑比越小，0.4mm，長度<1mm的電火花鉆孔噴嘴進(jìn)展噴涂工藝的爭辯。在試驗范圍內(nèi)，溫度越高，壓力越大，CO2含量越大，所得的霧化粒子越小，噴霧錐角越大。各因素影響霧化粒子大小的主次挨次是：壓力>CO2含量>溫度；影響噴霧錐角大小的主次挨次是：CO2含量>壓力>溫度。20MPa80℃，CO2含量35%61.24°，霧化32m22mm，均到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)。CO的解吸對涂膜質(zhì)量的影響2涂料中的溶劑是具有不同揮發(fā)速率的混合溶劑，主要是用來降低涂料的粘其中快揮發(fā)溶劑在霧滴分散成膜之前必需快速揮發(fā)，否則會影響涂膜的平流過程，易在涂膜中形成氣孔或橘皮，影響涂膜質(zhì)量。超臨界CO 作為丙烯酸清漆2爭辯說明，CO通過溶脹可以進(jìn)入高聚物，用溶脹技術(shù)可對高聚物加香，溶解在2COCO滲透到高聚物中，在減壓后，被夾帶在高聚2 22的涂層，涂膜不能消滅氣孔、橘皮等缺陷，那么就要求溶解在噴涂液中的CO2程中CO 難于在短時間內(nèi)穿破處于枯燥過程帶有慢揮發(fā)性溶劑的粘稠涂膜，這2CO230cmCO2質(zhì)量。試驗材料與設(shè)備KOH：分析純；HSO：分析純；2 4酸度計：METTLERTOLEDO320-S型；電視顯微鏡：XSZ-107CCD，寧波芝科器爭辯所。試驗方法考察霧化狀況對CO解吸的影響2依據(jù)6.1中不同霧化狀況得到的霧化粒子顯微鏡照片觀看是否含有氣孔，推斷CO2是否在霧滴分散成膜之前解吸完全。20MPa80CO2350.4mm和長度<1mm的條件下，噴涂液剛剛到達(dá)被噴涂物外表時是否含有CO2。30%的KOH用30%的KOH溶液吸取噴涂液裝置如圖7-16-4，30cm30%KOH溶液[86]吸取噴涂液，同時溶液要高速攪拌。CO2能被完全吸取。噴涂液噴涂液噴嘴30cm攪拌器30%KOH溶液圖7-1 用30%的KOH溶液吸取噴涂液的裝置吸取液處理3H2SO4滴定。吸取液分析假設(shè)噴涂液中含有CO2CO2會被KOH溶液吸取生成2CO3，2KOH+CO2

CO3

O (7-1)2K2CO3H2SO4PH=8.1時生成KHCO3[87]：222CO3 +2SO4H8. 2KHC3+2S4 (7-2)液，即30%的KOH溶液與H2SO4會發(fā)生下面的反響：2KOH +2S4H8. 2S4+22O 7-2，1molKOHH2SO40.25mol；而依據(jù)式SO0.5mol，因此可以依據(jù)吸取液和空白液消2 430cmCO2含量。試驗結(jié)果與爭辯霧化狀況對CO解吸的影響2不同霧化狀況的顯微鏡照片和分析結(jié)果如表7-1和圖7-2所示。(b)(d)圖7-2 不同霧化狀況時的顯微鏡照片〔×160〕7-1不同霧化狀況顯微鏡照片的分析結(jié)果序號霧化狀況顯微鏡照片分析結(jié)果150μm左右的纖維7-2(a)有明顯的氣孔240μm左右的纖維7-2(b)有明顯的氣孔340μm左右的粒子7-2(c)沒有明顯的氣孔420μm左右的粒子7-2(d)沒有明顯的氣孔7-2可見，當(dāng)噴出物以纖維狀被收集時，纖維狀中存在明顯氣孔，而以增加了噴涂液的濃度，更增加了內(nèi)集中的困難，在此期間來不及解吸的CO2就的時間短，因此噴涂液的粘度相對較低，更加有利于內(nèi)集中。吸取液分析結(jié)果1356.5g41.28，CO2能夠被完全吸取。0.5mol.L-1H2SO410mL溶液，試驗結(jié)果如表7-2所示。7-2滴定試驗結(jié)果空白液吸取液16.95mL6.95mL27.02mL7.00mL3平均值7.05mL7.01mL7.02mL6.99mL從表7-2可以看出，空白液和吸取液所消耗的H2SO4的量之間的誤差為0.29%。由于空白液和吸取液所消耗的H2SO4相差很小，而吸取液過濾后得到的定程度時，CO2是能夠在霧滴分散成膜之前快速揮發(fā)的。小結(jié)CO2鏡照片中，霧化得到的纖維中有明顯的氣孔，霧化得到的微粒中卻沒有氣孔；220MPa80CO2350.4mm和長度的條件下，可以得到小的霧化粒子，通過對吸取液的分析可知，在距噴嘴30cm處，噴涂液中已經(jīng)沒有CO2，這進(jìn)一步說明當(dāng)霧化粒子小到肯定程度時，CO2是能夠在霧滴分散成膜之前快速揮發(fā)的。結(jié)論本文對超臨界CO2代替丙烯酸清漆中快揮發(fā)性溶劑的噴涂技術(shù)進(jìn)展了初步爭辯：探討超臨界CO2作用是否會對丙烯酸樹脂涂料中成膜組分物性產(chǎn)生影響；CO2CO2涂料體系CO2含量對霧化效果的影響；CO2的解吸對涂膜質(zhì)量的影響，得出了如下結(jié)論：1〕試驗說明，經(jīng)過超臨界CO2作用后，打算涂膜性能的物質(zhì)物性根本沒有變化，但會降低樹脂的玻璃化溫度，提高涂料的柔順性和流平性。因此超臨界CO2作用不會引起涂膜根本性能的變化，會提高噴涂質(zhì)量。2〕在試驗范圍，醋酸正丁酯在超臨界CO2中的偏摩爾體積為負(fù)值，說明醋CO2CO2在涂料中的溶解度，更好的降低涂料的粘度，利于噴涂。通過對CO2-二甲苯-丙烯酸樹脂擬三元體系相行為的爭辯，探討溫度、依據(jù)。物；長徑比小時，易得到粒子，且噴嘴孔徑越小，霧化粒子越小。在試驗范圍內(nèi)，溫度越高，壓力越大，CO2含量越大，得到的霧化粒子溫度；影響噴霧錐角的主次挨次是：壓力>CO2含量>溫度。在壓力20MPa，溫度80℃，CO2含量35%的優(yōu)化條件下，霧化粒子平均32m，SCCS61.24°片測定結(jié)果為：劃格試驗為2級，彎曲試驗的彎曲軸直徑為2mm，均到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)。溶解在噴涂液中CO2能否在霧滴分散成膜之前快速揮發(fā)與霧化狀況有很大關(guān)系：霧化狀況越好，涂料粒子越小，解吸得越完全。在壓力20MPa，溫度80℃，CO2含量35%的條件下，離噴嘴30cm處的噴涂液中沒有吸取到CO2，涂料霧粒中沒有氣泡空隙，涂膜致密。試驗說明，當(dāng)噴涂液的溫度為80℃，壓力為20MPa，CO2含量為35%，噴嘴孔徑為0.4mm和長度<1mm時，所得涂料膜的主要指標(biāo)根本到達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)，用超臨界CO2作為快揮發(fā)性溶劑進(jìn)展東海牌丙烯酸清漆噴涂時，可替代傳統(tǒng)空〔二甲苯存在的問題際噴涂用的是多孔噴嘴，這方面還有待于進(jìn)一步爭辯。本文對霧化粒子大小承受的是統(tǒng)計取樣，取樣方法快速簡潔，但由于霧提高。噴嘴出口處由于壓力突降導(dǎo)致CO2SCCS過程屬于不完全膨脹過程，CO2急劇氣化可能導(dǎo)致噴嘴外消滅深量產(chǎn)生影響，這方面有待進(jìn)一步爭辯。CO2作為快揮發(fā)性溶劑的丙烯酸清漆噴涂的可行性爭辯，只是供給進(jìn)一步試驗的方案，有些地方需要進(jìn)一步完善。致 謝示深深的敬意和誠意的感謝。參與了局部試驗工作，在此深表感謝。感謝福建省自然基金賜予本課題的支持。特別感謝父母對我始終如一的關(guān)心，感謝朋友對我的疼惜與支持。致以最真誠的謝意和奇特的祝福。李娟20225月參考文獻(xiàn)閔恩澤，吳巍．綠色化學(xué)與化工．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022．81．陳實，車旭初，李楷．降低VOC的技術(shù)．涂料工業(yè)，2022(7)：22-25．CO21995，23(3)：242．CO22022，22(2)：1-5．王光彬，郝明．涂料與涂裝技術(shù)．北京：國防工業(yè)出版社，1994．71-81．Jeff Lewis，J.N.Argyropoulos，K.A.Nielson．Supercriticalcarbon dioxide spraysystem．MetalFinishing，1997(4)：33-41．張鏡澄．超臨界流體萃?。本夯瘜W(xué)工業(yè)出版社，2022．7．[8]段成紅．超臨界流體的應(yīng)用及進(jìn)展．山西化工，2022，21(1)：10-11．但衛(wèi)華，周文常，曾睿，等．超臨界CO2流體技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀．中國皮革，2022，33(17)：43-46．2022，30(6)：5-13．2022，10(5)：41-43．草藥，2022，35(3)：262-264．葉樹集，陳鳴才，胡紅旗．聚乙二醇在超臨界二氧化碳介質(zhì)中的結(jié)晶行為．化學(xué)爭辯，2022，11(1)：38-40．陳小兵，鄧淑華，黃慧民，等．超臨界流體在化學(xué)反響中的應(yīng)用．廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2022，21(1)