精细化工工艺学复习大纲2.0

 Chap1、2

 1.精细化学品的定义（公认定义）、精细化工的特点。

 指一些具有特定应用性能的，合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小而产值高的产品。

 特点：1多品种、小批量 2技术密集度高 3综合生产流程和多功能生产装置 4大量采用复配技术 5投资少、附加价值高、利润大 6科学发展、安全发展

 2.精细化工的生产特性、精细计量学(书上相关的计算及概念都得搞明白，书上的计算也许有错）、精细化工新产品的开发的阶段

 特性：1多品种 2多种多样的生产装置和生产流程 3技术密集度高 4商品性强

 P14

 阶段：1选择研究课题 2课题的可行性分析和论证 3实验研究 4中间试验 5性能、质量检测和鉴定

 Chap3§3.1表面活性剂的定义、结构和特性

 表面活性剂是一类具有两亲性结构的有机化合物，至少含有两种极性与亲液性迥然不同的基团部分





 水溶液中浓度对表面张力的影响

 ①无机酸、碱、盐。随浓度的增大，表面张力上升

 ②有机酸、醇、醛。随浓度的增大，表面张力下降

 ③肥皂、长链烷基苯磺酸钠、高级醇硫酸酯盐。随浓度的增大，表面张力开始急剧下降，但到一定程度便不再下降

 表面活性剂随浓度的变化的运动情况

 浓度越高，表面活性剂在分子表面聚集越多，表面张力下降。

 表面活性剂的分类:

 ❶水溶性表面活性剂

 Ⅰ.离子型表面活性剂

 阴离子表面活性剂

 阳离子表面活性剂

 两性离子表面活性剂

 Ⅱ.非离子型表面活性剂

 ❷油溶性表面活性剂

 何为HLB值、表3-1。

 HLB:描述表面活性剂的亲水亲油性

 范围 适用场合

 3-6 油包水型乳化剂

 7-9 润湿、渗透

 8-15 水包油型乳化剂

 13-15 洗涤

 15-18 增溶

 胶束的形成和作用，何为CMC。 

 CMC：临界胶束浓度，指表面活性剂分子或离子在溶液中开始形成胶束的最低浓

 克拉夫特点、浊点。

 特点：使表面活性剂的溶解度突然增大的温度点

 浊点：某一温度时，透明溶液会突然变浑浊的温度点

 聚乙二醇型表面活性剂存在浊点的原因

 因为其亲水基依靠聚乙二醇链上醚键与水形成氢键而亲水，氢键结合较松散，升高温度氢键断裂，溶解的表面活性剂析出，溶液浑浊

 §3.2 一、肥皂的反应方程式，简介肥皂的传统生产工艺p36

 简介：油脂与碱液放入皂化釜，加热煮沸，待皂化后转入盐析池，加浓食盐水进行盐析，上层肥皂精加工而成产品，下层甘油回收加工作为副产品

 二、高级醇硫酸酯盐的合成方程式，生产流程。



 生产流程：1.原料制备2.高级醇的硫酸化3.高级醇硫酸酯的中和

 其中高级醇硫酸化过程中所用的硫酸化剂。

 硫酸化剂：三氧化硫硫酸化氯磺酸硫酸化氨基磺酸硫酸化

 简介SO3硫酸化的反应和工艺特点。

 特点：此反应得率高，但放热量大且产物黏度很大，极易引起局部过热而使醇脱水，物料焦化，产品色泽加深，影响质量

 三、烷基苯磺酸盐占阴离子型表面活性剂的90%的生产过程，天然煤油中提取正构烷烃的方法，及生产烷基苯的途径。烷基磺酸盐的生产方法，并掌握磺氯化法的反应方程。

 天然煤油中提取正构烷烃的方法：尿素络合法和分子筛提蜡法

 途径：氯化法和脱氢法

 烷基苯磺酸盐的生产过程1.烷基苯的制备 2.烷基苯的磺化 3.烷基苯磺酸化的中和



 烷基磺酸盐的特点，生产方法有两种，并写出两种反应的化学方程式

 特点：在碱性，中性和弱酸性溶液中较稳定，在硬水中具有良好的润湿、乳化、分散和去污能力，易于生物降解。

 化学方程式P52



 高级醇磷酸酯盐分单酯盐和双酯盐，写出单酯二钠盐和双酯单钠盐的结构式

 P57

 §3.3阳离子表面活性剂

 含氮化合物的阳离子表面活性剂的分类

 铵盐和季铵盐

 写出十二烷基三甲基氯化铵的结构式、商品洁而灭及新洁而灭的结构式和制备方程式

 P62

 §3.4两性离子的分类及呈现的离子与pH值的关系

 分类：强阴离子—强阳离子 AC型

 弱阴离子---强阳离子aC型

 强阴离子---弱阳离子 Ac型

 弱阴离子---弱阳离子 ac型  呈现离子与pH的关系：

 1. 在碱性溶液中呈阴离子活性

 2. 在酸性溶液中呈阳离子活性

 3. 在中性溶液中呈两性活性

 掌握两性离子平衡中和曲线及等电点



 甜菜碱型两性离子表面活性剂的结构



 §3.5非离子的表面活性剂的分类，常用品种

 分类：聚乙二醇型和多元醇型



 聚乙二醇链的存在状态。环氧乙烷的生产方法。

 存在状态：两种，在无水时为锯齿形而在水溶液中主要是曲折型

 生产方法：氯醇法、直接氧化法

 P69

 多元醇型非离子型表面活性剂依靠羟基而亲水，亲油基原料为脂肪酸、蔗糖酯 生产方法

 生产方法：1.溶剂法 2.微乳化法 3.无溶剂法

 被誉为新一代的世界级的表面活性剂是



 Chap4.§4.1 助剂的定义

 为了改善生产的工艺条件，或提高产品的质量，或使产品赋予某种特性以满足用户需要而添加的辅助化学品

 使用中需注意的问题（配伍性、固体和液体析出的俗你等）

 ①助剂与聚合物的伍配性②助剂的耐久性

 ③助剂对加工条件的适应性④助剂必须适应产品的最终用途

 掌握助剂损失的途径挥发抽出迁移

 协同作用－－配合得当，不同助剂之间常常会相互增效

 相抗作用﹣﹣配合不当，彼此削弱各种助原来的效能

 §4.2 增塑剂的定义能使体系增加塑性的物质

 使用：

 分类―按相容性的差异：主增塑剂、辅助增塑剂

 作用方式：内增塑剂、外增塑剂

 相对分子质量差异：单体型、聚合物

 应用特性：通用型、特殊型

 应用结构：苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯、磷酸酯

 聚合物对抗塑化的两大因素：



 介绍邻苯二甲酸二丁酯塑PVC树脂的作用机理

 在温度升高时，DBP分子插入到PVC的分子键间，DBP的酯键型偶极与PVC的偶极互相作用而使DBP的苯环极化，这样DBP与PVC就结合在一起，由于DBP非极性部分的亚甲基链不极化，它夹在PVC的分子链间削弱了PVC分子间力，使PVC分子链的移动容易了。

 何为塑化效率、相对效率及其相关的计算，及与DOP的比较p93  塑化效率：是使树脂达到某一柔软程度的用量，和相容性是两个概念，以DOP为基准以100%模数来表示

 相对效率：x/33.5

 AP/Po值：增塑剂分子中非极性的脂肪碳原子数（AP）与极性基（Po）的比值

 常用增塑剂AP/Po值的计算p93

 酯类广泛用作增塑剂的原因

 1. 相对分子质量在300-500左右2. 具有2-3个极性极强的极性基团

 3. 非极性部分和极性部分保持一定的比例4. 分子形状成直链型，少分支

 性能良好的增塑剂，分子结构应具备的条件：



 含氯增塑剂的优点



 邻苯二甲酸酯的反应方程式



 生产中是如何来优化酯化反应的

 1.将原料中任一种过量（一般为醇），使平衡右移；

 2. 将生成的酯或水从反应系统中除去

 3.使用催化剂或提高反应物温度加快生成双酯过程

 酯化反应的生产工艺特点，如何设计它的生产流程，采用何种设备

 工艺特点：1.关于反应器的选择 2.中和过程的控制

 3.水洗过程4.醇的分离回收 5.精制6.“三废”处理

 生产流程：苯酐与醇在催化剂和共沸剂的作用下进行减压酯化，酯化时加入活性炭和纯碱作为中和剂，再经热水洗涤，分离后的粗酯在减压下进行脱醇，脱醇后再以直接蒸汽脱去低沸物，最后经压滤而得成品

 生产设备：单酯化反应器，酯化反应器，分层器，中和洗涤器，蒸馏器，贮槽，活性炭脱色剂，过滤器，冷凝器

 §4.3

 阻燃剂的定义，及对阻燃剂的基本要求

 定义：赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂



 阻燃剂的作用机理 (磷酸盐和含卤阻燃剂）

 1. 阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物碳化

 2. 阻燃剂分解形成不挥发性的保护膜

 3. 阻燃剂分解产物将-OH自由基连锁反应切断

 4. 自由基引发剂、氧化锑与含卤阻燃剂的协同作用

 5. 燃烧热的分散和可燃性物质的稀释

 十溴二苯醚的反应方程式：

 过量溴化法生产的工艺路线和生产过程

 生产工艺路线：

 1、 溶剂法：将二苯醚溶于溶剂中，加入催化剂，和溴进行反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥即可。

 2、 过量溴化法：将催化剂溶解在溴中，向溴中滴加二苯醚进行反应，反应结束后将过量的溴蒸出，中和、过滤干燥即可

 生产过程：  §4.4 何为高分子材料的老化现象，抗氧剂的基本作用原理（按反应机理 将抗氧剂分为哪两类、链终止型作用机理）。

 老化现象：塑料、橡胶以及其他高分子材料在储存、加工、使用过程中由于受到外界种种因素的综合影响而在结构上发生了化学变化逐渐地失去使用价值

 按功能将抗氧剂分为哪两类：链终结型抗氧剂和预防型抗氧剂

 塑料制品常用酚类的抗氧剂 BHT和BHA的结构式

 BHT：2,6-二叔丁基-4-甲苯基酚 BHA：丁基羟基苯甲醚

 橡胶制品常用胺类抗氧剂，抗氧剂的结构特点对抗氧效果的影响



 §4.5热稳定剂的作用机理

 机理：热稳定剂掺入到PVC制品中，能与产生的微量的HCL起作用，能够捕捉PVC热降解时所脱出的氯化氢，防止PVC在加工过程中由于热和接卸剪切作用而引起的降解

 聚氯乙烯分解的两种历程（自由基历程和单分子释出历程的说明）



 热稳剂的主要品种和结构式。



 §4.6发泡剂的定义

 定义：依靠在发泡过程中本身物理状态的变化来达到发泡目的一类化合物

 常用的发泡剂，并举出一些例子

 例如：氧气，二氧化碳，它们在压力降低时体积膨胀产生气孔

 泡沫塑料的成型和定型的三大过程

 气泡核的形成，气泡核的膨胀和泡体的固化定型。发泡成型，首先应在塑料熔体或液体中形成大量均匀细密的气泡核；然后再膨胀成为具有所要求的泡体结构的泡体；最后，通过固化定型将泡体结构固定下来，得到泡沫塑料

 §4.7抗静电剂的定义，分类

 定义：添加在树脂中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的用以防止高分子材料静电危害的化学添加剂

 分类：外部抗静电剂和内部抗静电剂

 Chap5

 1、食品添加剂的定义

 为改善食品品质和色香味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的天然或者化学合成物质

 2、防腐剂的定义

 抑制微生物活动，使食品在生产、运输、贮藏和销售过程中减少因腐败而造成经济损失的添加剂

 常用的有哪些防腐剂，名称

 山梨酸，2，4-己二烯酸；对羟基苯甲酸酯；丙酸

 结构式山梨酸的结构式，适用pH值

 CH3CH＝CHCH＝CHCOOH Ph5.5以下，最高不超过6.5

 山梨酸是一种常用的防腐剂，学名和结构式

 2,4-己二烯酸 CH3CH＝CHCH＝CHCOOH

 丁烯醛和丙二酸法的生产技术路线，生产工艺过程及生产过程中所用到的主要设备

 P147