二氧化碳發(fā)泡

二氧化碳發(fā)泡高分子化學(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性質(zhì)氣體超臨界流體液體1bar，15～30℃Tc，PcTc，4Pc15～30℃密度/(g/mL)(0.6~2)×10-30.2~0.50.4~0.90.6~1.6黏度/[g/(cm﹒s)](1~3)×10-4(1~3)×10-4(3~9)×10-4(0.2~3)×10-2擴(kuò)散系數(shù)/(cm2/s)0.1~0.40.7×10-30.2×10-3(0.2~3)×10-5氣體、液體和超臨界流體的性質(zhì)很強(qiáng)的溶劑化能力，良好的傳質(zhì)性能，溶解性能隨壓力變化物質(zhì)沸點(diǎn)/℃臨界點(diǎn)數(shù)據(jù)臨界溫Tc/℃臨界壓Pc/Mpa臨界密度ρ/(g/cm3)二氧化碳－78.531.067.390.448水100374.222.000.344乙烷－88.032.44.890.203乙烯－103.79.55.070.20丙烷－44.5974.260.220丙烯－47.7924.670.23n–丁烷－0.5152.03.800.228n–戊烷36.5196.63.370.232n–己烷69.0234.22.970.234甲醇64.7240.57.990.272乙醇78.2243.46.380.276異丙醇82.5235.34.760.27苯80.1288.94.890.302甲苯110.63184.110.29氨－33.4132.311.280.24甲烷－164.0－83.04.60.16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(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)并且廉價(jià)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)物易純化、無溶劑殘留。超臨界CO2對(duì)高聚物有很強(qiáng)的溶脹和擴(kuò)散能力。超臨界CO2對(duì)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?xì)馄抠A罐夾帶劑罐萃取釜解析釜解析釜分離柱箱冷計(jì)量流泵壓高泵壓高

超臨界流體萃取的流程溶劑萃取超臨界萃取溶劑殘留不可避免完全無溶劑殘留，純凈存在重金屬無重金屬溶劑的溶解能力為定值溶解能力隨溫度和壓力變化可能使用高溫，熱敏物質(zhì)分解通常在較低溫度下，不分解存在無機(jī)鹽被萃取的問題無無機(jī)鹽殘留溶劑選擇性差選擇性好需額外的操作單元來脫除溶解在線分離，有效物質(zhì)收率高溶劑萃取和超臨界萃取的對(duì)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、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CO210%--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:8.5—11MPa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好，使用過程中不會(huì)降溫；關(guān)閉射流不引起閥和噴嘴的顫動(dòng)；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噴涂方式超臨界噴涂壓縮空氣噴涂黏度2Pa·s0.1Pa·s平均粒徑/μm3535大液滴體積分?jǐn)?shù)1%22%小液體體積分?jǐn)?shù)11%19%超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂工業(yè)應(yīng)用實(shí)例：100%的全固分汽車面漆（VOC含量為零，減少對(duì)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(jiǎn)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?jī)?yōu)點(diǎn)：（1）經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)約涂料；步驟簡(jiǎn)化，節(jié)約勞動(dòng)力；烘烤溫度低，節(jié)約能量；減少有機(jī)溶劑的使用，降低成本；上漆率高，固體廢物的排放費(fèi)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(chǔ)存和使用缺點(diǎn)：相關(guān)知識(shí)和工藝的積累；現(xiàn)有設(shè)備需改造；涂料配方設(shè)計(jì)超臨界二氧化碳的應(yīng)用—清洗特點(diǎn)：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(qiáng)的溶解能力，可有效清除弱極性的有機(jī)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