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2013春精细化工结课论文

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y《新型精细化学品的研制》课程结课报告院系: *****************班级:*********姓名: ******学号:**********指导教师: ********哈尔滨工业大学摘要:精细化学品化学是系统阐述各类精细化学品的定义、分类、制备方法、构成关系等理论和方法的一门学科。

新型精细化学品的研制这门课程讲述精细化工的基本概念以及发展现状和未来的发展趋势。

课程安排了化妆品级洗涤剂的实验室制备环节,增强了动手操作能力及对理论知识的理解。

最后课程拓展部分着重介绍茶多酚在化妆品中的应用和提取,介绍了化妆品未来发展的新方向。

关键词:新型精细化学品的研制;发展现状及趋势;化妆品实验制备;拓展1前言1.1课程介绍新型精细化学品的研制这门课程针对精细化工的基本概念以及发展方向进行了较为详细的介绍,结合理论课程开展了响应的实验实践,增加了对理论的理解。

同时这门课程贴近生活主要针对精细化学品中的化妆品及合成洗涤剂一类进行了详细了解,并进行了洗发香波、洗洁精、雪花膏的实验室制作,增加了课程的趣味性。

课程拓展部分主要针对每个人感兴趣的部分进行了介绍及研究探讨,本文主要针对茶多酚在化妆品中的应用及其提取发放进行了较为详细的介绍。

1.2 背景介绍精细化学品,相对于通用的和产量大的化学品而言的专门术语,与通用化学品或大宗化学品相区分的概念。

对精细化学品的定义为:以大宗化学品为起始原料;用复杂的生产工艺,进行深度加工(多步合成、分离、提纯、复配等);得到小批量(百吨以内)、多品种(万种以上)、利润高(占化工产品利润之首)、具有特定功能的产品。

精细化学品具有特定应用性能、合成工艺中步骤多、反应复杂、产量小而产值高等的特点。

生产精细化学品工业的通称为精细化工。

具有品种多,更新换代快;产量小,大多以间歇方式生产;具有功能性或最终使用性,许多为复配性产品,配方等技术决定产品性能;产品质量要求高;商品性强,多数以商品名销售;技术密集高,要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究,重视技术服务;设备投资较小;附加价值率高等特点。

精细化工大体可为医药与农药、染料、涂料、表面活性剂、化学试剂、化妆品、合成材料助剂、催化剂等。

等40多个行业和门类。

随着国民经济的发展,精细化学品的开发和应用领域将不断开拓,新的门类将不断增加。

综观近20多年来世界化工发展历程,各国、尤其是美国、欧洲、日本等化学工业发达国家及其著名的跨国化工公司,都十分重视发展精细化工,把精细化工作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措,世界精细化工呈现快速发展态势,产业集中度进一步提高。

进入21世纪,世界精细化工发展的显著特征是:产业集群化,工艺清洁化、节能化,产品多样化、专用化、高性能化。

我国的精细化工行业已有较好的基础和一定的生产规模,大部分产品已基本能满足国内市场的需求,有的还有相当数量的出口。

但是我国精细化工行业与国外同行业相比,还有很大的差距,还需要不断的开创新的工业技术。

1.2 课程理论部分课程主要针对日用化妆品的应用及原理进行了详细的介绍。

随着国名经济的发展化妆品在人们生活中占据着不可或缺的重要地位,洗发香波、护肤霜等起着去污及对皮肤、毛发防护作用的化妆品越来越成为生活的必需品,由此,对这类精细化学品的研究与发展已成为不可避免的趋势与潮流。

1.2.1皮肤用化妆品皮肤用化妆品主要的功能有:清洁皮肤;调节与补充皮肤的油脂和水分;通过皮肤表面吸收适量的滋补剂和治疗剂;促进皮肤的新陈代谢等。

由此便对肤用化妆品有了如下的分类:清洁皮肤用化妆品;保护皮肤用化妆品;营养皮肤用化妆品;治疗用化妆品。

皮肤是人体的天然屏障。

使体内各种组织和器官免受外界机械性、物理性、化学性或生物性侵袭或刺激,以维持整个机体的平衡及与外界环境的统一。

通过皮肤适时适当地表现出体内多种组织和器官的变化,反映出器官或整个机体的病变。

因此皮肤对身体起着重要的作用:(1)保护作用,主要是对机械损伤的防护作用、对紫外线的防护作用及、化学品损伤的防护作用以及对生物性侵袭的防护作用;(2)调节作用;(3)感觉作用;(4)分泌和排泄作用;(5)渗透和吸收作用。

因此对皮肤的保养护理也就成了一件很重要的事情。

皮肤的结构主要由表皮、真皮和皮下组织组成。

以及皮肤附属器官。

此外,还有丰富的血管、淋巴管和神经。

图1 皮肤的结构对皮肤的保健主要是针对皮肤老化的问题展开的,而皮肤老化主要表现在以下几个方面:(1)皮肤表面出现皱纹,尤其出现于面部;(2)皮肤颜色逐渐变深,并出现色素沉着;(3)皮肤表皮逐渐变薄,皮肤中水分和脂肪含量减少,外观粗糙、失去光泽;(4)皮肤的附属器官发生明显衰退,如毛发脱落、指(趾)甲变得干燥肥厚,出现纵向裂纹;皮肤的老化主要是由于皮肤的生理功能变化而产生:表皮保持水分能力降低,汗腺与皮脂腺的分泌减少,皮肤的细胞组织、结构变得疏松,血管壁变薄,皮肤的弹性纤维变性,皮下组织萎缩,此外,长期受到日晒和紫外线的照射以及使用不当的化妆品等外界因素也会加速皮肤的老化。

皮肤用化妆品中主要有以下组分:①柔软剂体系:油脂(2~30%)、脂肪酸酯(1~10%)、脂肪醇(1~5%)、吸收基质(羊毛脂及其衍生物)(2~20%)、脂肪酸(2~20%)蜡(1~15%)。

主要的功能是阻隔水分,输送油分和水分,达到改良触感的理想效果。

②吸湿剂体系。

多选用多元醇(2~10%)。

主要是有助于护肤产品的整体触感和湿润作用,降低冰点,阻止水分蒸发。

③乳化剂体系:皂类(2~20%)、非离子表面活性剂(2~10%)、非皂类阴离子表面活性剂(0.5~3%)、阳离子表面活性剂(0.1~5%)、辅助乳化剂和稳定剂(羊毛醇、脂肪醇、多元醇酯等)等。

④增稠剂体系:可选用矿物增稠剂(0.1~3%)、各种改性纤维素(0.1~1%)、金属氧化物及肥皂(2~20%)等。

有助于膏霜体“赋形”,改善粘度和稳定性。

⑤活性成分。

1.2.2洗发化妆品不同于皮肤用化妆品,毛发用化妆品主要是用于清洁、护理、美化毛发为目的的日化产品。

主要分为洗发化妆品、护发化妆品、染发化妆品和烫发化妆品、整发化妆品。

图2主要是头发的机构及纵横剖面截面图。

图2针对头发的生物化学特性等,对洗发化妆品(香波)有着一定的要求:①具有适当的洗净力和脱脂力(有效物含量:15~20%)。

②能形成丰富而持久的泡沫。

③能常温洗涤且耐硬水。

④对头皮、头发、眼睛要有高度的安全性。

⑤具有良好的梳理性(湿发梳理性和干发梳理性)。

⑥洗后头发具有光泽、滋润和柔顺性。

⑦有良好的稳定性。

针对这些要求,香波的使用材料主要有三种基本类型:(1)表面活性剂(针对要求①~④),表面活性剂提供了良好的去污力和丰富的泡沫。

一般的适用表面活性剂:阴离子、非离子、两性离子型等。

多为脂肪醇硫酸盐(AS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES等,具有洗涤力强,对硬水稳定,起泡力符合香波的泡沫要求,是目前香波配方中最常用的成分。

(2)辅助表面活性剂(针对要求②~⑤),指用量较少,增强体系安全性和泡沫稳定性,改善体系洗涤性和调理性的表面活性剂。

主要有N-酰基谷氨酸钠(AGA):提供与毛发的亲和性,减小主剂对皮肤刺激性,提供温和的作用。

其次也常用甜菜碱类。

它们具有调理、抗静电、柔软和杀菌等功能。

可与阴离子表面活性剂配合,提高安全性的作用。

添加剂(针对要求②③⑥⑦),为了添加某种理化特性和特殊效果而使用的各种添加剂。

主要有增泡、稳泡剂、增稠剂、增溶剂(也称为澄清剂)、珠光剂赋脂剂、螯合剂等。

1.2.3护发化妆品护发化妆品主要作用是:使头发保持天然、健康和美观的外表,使其光亮而不油腻,赋予头发光泽、柔软和生气,改善卷曲头发的保持能力(定型作用),修复受损伤的头发,以及润湿头发和抑制头屑或皮脂分泌等(养发作用)。

护发化妆品按照油脂的含量分类可分为非油性、轻油性、重油性:非油性产品,由乙醇、水和甘油为溶剂制成,配入醇溶或水溶性树脂。

轻油型产品,主要指O/W型和W/O型发乳,大多数发乳含油和水各为50%左右。

重油型产品的主要原料是动植物或矿物油、脂、蜡,不含乙醇或水。

护发化妆品的典型代表有发乳和护发素:(1)发乳发乳是护发化妆品的典型产品,用约30~70%的水分替代了油分,发乳有两种类型,即O/W型和W/O型,以前者为主。

具有软化,湿润,定型,光泽等作用。

故而其原料组成包括油相原料、水相原料、乳化剂和其它衍生物。

油相原料以白油、白凡士林、鲸蜡、蜂蜡、十六~十八混合醇等为主;水相原料除了去离子水外,还有保湿剂。

乳化剂,阴离子乳化剂,非离子型乳化剂,阴、非离子型乳化剂混合。

添加剂主要指防腐剂、螯合剂及香精等。

表1是发乳的一种较为常见的配方:表1(2)护发素护发素常见有涂抹型和洗除型两种,涂抹型护发素,多属于O/W型乳化膏体,是一种轻油性护发用品。

而洗除型护发素多为阳离子型表面活性剂为主的乳化膏体。

表2为普通护发素的常用配方:表21.2.4 合成洗涤剂不同于化妆品,虽然洗涤剂对于人们来说是一种价格便宜的生活常用物品,没有化妆品的华丽与昂贵,但洗涤剂已成为人们居家生活必不可少的好帮手。

一般意义上,洗涤剂是指按一定配方调制的具有去污能力的产品,配方目的是提高去污力。

去污力主要由表面活性剂提供,但辅助成分也是必不可少的。

辅助成分包括大量的无机盐和少量的有机添加物——称为助洗剂或洗涤助剂。

一般洗涤剂配方中,表面活性剂占10~30%,助洗剂占30~80%。

洗涤作用的第一步是洗涤剂在介质中对物品和污垢表面的润湿。

对一般纤维,在一般情况下,表面活性剂水溶液的表面张力可以低于材料的润湿临界表面张力,即可以铺展。

图3洗涤过程的第二步是污垢的去除。

(1)液体污垢的去除液体污垢的去除,通过“卷缩”机理(过程)完成的,如图4,图4洗涤液对物品表面有优先润湿作用,使原来铺展的油膜逐渐卷缩成油珠。

如图3和图4,浸入前,存在的平衡:σso-σsl=σol·cosθ;浸入后,σsl、σol降低,而σso不变,为维持新的平衡,cosθ增加,则θ减少,甚至在条件适当时,θ接近于0,从而油膜卷缩成油珠,自表面除去。

处理后体现为三种类型,如图5:接触角为0,污垢自发脱离固体表面;接触角小于90︒,污垢不能自发脱离,但可被液流水力冲去;接触角大于90︒,即使在流动水流作用下,污垢仍有部分留存,要除去残留污垢,需要更多机械力或通过高浓度表面活性剂溶剂加溶作用。

图5(2)固体污垢的去除同样,固体污垢的去除先是洗涤液对固体表面的润湿,在固体污垢和物品表面的吸附,形成固-液界面双电层,固体和微粒都带有相同电荷,由于静电斥力,降低了固体污垢与物品表面的黏附强度,从而使污垢易于去除。

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