高分子与精细化工
第五讲(二)
精细化工
●精细化工的分类、特点及原料
●传统精细化工 ●新型精细化工
精细化工的分类、特点及原料
精细化工品(即精细化学品)是指那些具有 特定的应用功能,技术密集,商品性强,产 品附加值较高的化工产品。 生产精细化学品的工业,称精细化学工业, 简称精细化工。
我们见过的精细化工
(1)农药(2)染料(3)涂料(包括油漆和油 墨)(4)颜料(5)试剂和高纯物质(6)信 息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能 接受电磁波的化学品)(7)食品和饲料添加 剂(8)粘合剂(9)催化剂和各种助剂 ( 10 )(化工系统生产的)化学药品(原料 药)和日用化学品( 11 )高分子聚合物中的 功能高分子材料。
轻化工
5-1
高分子材料
高分子材料是分子量大的高分子 化合物,相对分子质量通常约在 10000以上,是由低分子量分子经过 共价键结合而形成的化合物。这些 低分子原料称为单体,把单体连接 起来形成高分子过程叫聚合反应。
单体 聚合物
CH2
CH2= CH2
CH2
CH2
CH2
均聚物----由一种单体聚合而 成的聚合物。如聚乙烯、聚丙烯等
5-1-2 合成橡胶
5-1-2 合成橡胶
橡胶是具有高弹性的高分子化合物, 由比较少量的交联键连成网状的柔性分 子所组成。 除高弹性外,橡胶还具有高电绝缘 性、耐水性、不透气性。某些橡胶还具 有耐化学腐蚀、耐高温、耐磨损等特殊 性能。
几种常用的合成橡胶 顺丁橡胶
单体:1,3 丁二烯
性质和用途:弹性好、耐磨、耐低 温、耐老化性能好。用作轮胎、三 角皮带、耐热胶管、胶鞋等。
Introduction to chemical industry 主讲 丁明洁 化学与材料工程学院
化工工艺学
1
2009/08
第7讲
高分子化工工艺
河南城建学院化工学院 丁明洁
大化工 有机化工 煤化工, 石油化工, 农林化工, 生物化工, 高分子化工 无机化工
基本化工
应用化工 其 它
无机盐化工, 无机非金属 材料化工, 电化工
香料及香精
香料按化学结构、官能团的特征分类 : (1)醇类香料,(2)羟酸类香料;(3) 酯类香料;(4)醛类香料;;(5)酮类香 料;(6)酚类和醚类香料;(7)麝香类香 料;(8)烃类等。
新型的精细化工
电子化学品:指为电子工业配套而采用化学 工业的生产技术得到有特定功能的产品。从功 能上讲可分为绝缘材料、电阻材料、半导体材 料、导电材料、发热材料、磁性材料、传感材 料等。主要应用在集成电路和分立器件、彩电 配套、印刷线路版生产、液晶显示器件等领域 。就材料种类来分即金属材料、陶瓷材料和有 机高分子材料。
5-5-4医用高分子
3、长期植入体内的高分子材料 如植入体内的人工脏器、人工骨骼、人 工关节等。 4、与皮肤接触的高分子材料 如手套、麻醉用品、绷带、橡皮膏等。
简答题 1、什么是功能高分子材料? 2、说出至少五种功能高分子材料和它们的用途。 3、三大高分子材料指什么?在日常生活中有哪些应用? 4、离子交换树脂的基本功能是什么? 5、高分子液晶有什么特点? 6、说出五种常用塑料的名字。 7、说出五种高分子聚合物单体。 论述题 1、聚乙烯是如何生产的?用途是什么?
涂料生产工艺举例
举例:双酚A树脂 、环氧氯丙烷
CH3 CH2 CH CH2 O O C CH3 O CH2 CH CH2 OH O n CH3 C CH3 O CH2 CH CH2 O
香料及香精
香料是能够散发香味的挥发性物质。香 精是由几种或若干种香料按一定的香型调 制而成的香料混合物。 香料包括天然香料和合成香料。天然香 料广泛分布于植物中,如香花、香叶、香 木中,称为植物香料。香料也存在于动物 的腺囊中,如麝香、灵猫香、龙涎香、海 狸香,称为动物香料。
精细化工的原料
精细化工品的原料 : 煤 石油 天然气 农副产品
传统精细化工-染料
染料 : 染料是能将纤维或其他被染物染成其 他颜色的有机化合物。染料分子中常含有发 色团(如:偶氮基、硝基、羰基等)和助色 团(如:氨基、羟基、甲基、磺酸基等), 当光线射入后发生选择性吸收,并发射一定 波长的光线,从而显示出颜色。有些基团还 能与纤维起到化学结合的作用,增加染料与 纤维的结合能力。
几种常用的塑料
酚醛塑料
单体:甲醛、苯酚 性质:热固性、电绝缘性良好。
用途:电器工业材料、日用品、机 器零件及各种模压制品等。
热塑性塑料
以热塑性树脂为基本成分的塑 料。一般具有链状线形结构。受热 软化,可反复塑制。如聚乙烯、聚 氯乙烯、聚苯乙烯等。
热固性塑料
以热固性树脂为基本成分的塑 料。加工成形后变为不溶不熔状态。 一般具有网状的体形结构。受热不 再软化,不可反复塑制。例如酚醛 塑料、氨基塑料等。
几种常用的合成橡胶 丁苯橡胶
单体:1,3 丁二烯;苯乙烯
性质和用途:耐磨性好、抗老化性 能好,弹性较差。用于制作轮胎和 其他通用工业制品。
几种常用的合成橡胶 丁腈橡胶
单体:1,3 丁二烯;丙烯腈
性质和用途:耐油性能好,耐磨、 耐热性好,有良好的物理机械性能, 电绝缘性能差。主要用作耐油橡胶 制品。
染料
分类方法:(1)按反应方法和应用性 能的共性,分为还原染料、活性染料、 酸性染料、碱性染料、直线染料、硫化 染料等几大类。(2)根据染料分子中所 含基本结构或基团分类,有偶氮染料、 蒽醌染料、酞菁染料、噻唑染料、三芳 甲烷染料、甲川染料等。
染料生产工艺举例
染料生产举例:
涂料
涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物 质,将它涂覆在物质的表面,可以得到一层 致密坚韧的涂膜,对材料起到装饰和保护等 作用。 如果按剂型分类,重要的涂料有溶剂性涂 料和水溶性涂料。涂料如果按成膜物质分类 ,可以分为天然树脂涂料和合成树脂涂料两 大类。
精细化工的特点
(1)技术密集度高,精细化工产品的开发涉及到各 种化学、物理、生理、技术、经济等诸多方面的学 科,因此,必然集中了这些学科的各种技术。 (2)多品种,小批量,产品周期短,更新换代快。 (3)生产流程复杂,设备投资大,多采用间歇式生 产工艺,具有技术垄断性强,销售利润高,附加值 高的特点。 (4)商品性强,市场竞争激烈。
精细化工的分类
日本在1965年为17个门类,到了1981年共涉 及34个门类,它们是医药、兽药、染料、涂料 、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘 合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶 助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添 加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚 剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸 化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀 土金属化合物、电子材料、精细陶瓷、功能树 脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。
电子化学品
绝缘材料 :绝缘材料应用于电机、电力工 业,随着电机和电力设备向着大容量、高电 压、小型轻量化的方向发展,对绝缘材料的 性能的要求也显著提高,绝缘材料不断出现 新品种。 液晶:具有液体的流动性,又具有晶体的性 质,当温度增高到某一点时,即从浑浊的流 体转变为澄清流体。
电子化学品
液晶示意图
液晶物质的观察方法
偏光显微镜
碳质液晶形成过程
5-5-3高分子液晶 一类高分子具有流体的流动性, 又不同于流体的各向同性特征,保 持了晶体 的有序排,呈现既有晶体 性质又有液体性质的过渡中间状态 ,称为高分子液晶。
5-5-4医用高分子
1、与生物组织不接触的材料 如医疗器械、输血用具、注射器等。 2、与人体组织接触的材料 如手术中暂时使用的人工脏器、人造 血管、人工肾脏透析膜等。
离子交换树脂
例如: 强酸性阳离子型交换树脂带有 磺酸基,用于去除钙离子、镁离子 等制取软化水。 其他离子交换树脂也可用于各 种化学品的分离、提纯、精制以及 废水处理等。
5-5-2导电性功能高分子材料 具有共轭双键结构的高分子材料 通常具有半导性甚至导电性,例如 聚炔类的聚乙炔、聚苯乙炔等。 可 以制得导电橡胶、导电塑料、导电 涂料等。
5-1-3合成纤维
5-1-3合成纤维
合成纤维有单体小分子聚合而成, 用作纤维的聚合物必须具有很高的拉 伸强度,这就要求聚合物分子排成直 线而不是网状结构。 常见的合成纤维有聚酯纤维(涤 纶)、聚酰胺纤维(尼龙)、聚丙烯 腈纤维(腈纶)等。
5- 2
合成聚合物的原料
聚合物单体(具有不饱和化学 结构)----乙烯、丙烯、苯乙 烯、丁二烯、丙烯腈等。
5-3 高分子材料典型生产工艺
聚乙烯
5-3-1-1高压法 生产低密度聚乙烯(相对分子质量 10-50万)。聚合条件:压力为100 -300MPa, 温度为200-300摄氏度。
制做薄膜、包装袋等。5-3 高Fra bibliotek子材料典型生产工艺
聚乙烯
5-3-1-2低压法
生产高密度聚乙烯。聚合条件: 压力为5MPa以下;温度为60-80摄 氏度,铝、钛催化剂。
几种常用的塑料
聚乙烯
单体:乙烯( CH2= CH2) 性质:热塑性、绝缘性高,化学
稳定性好。 用途:电缆、薄膜制品,日用品等。
塑料大棚
几种常用的塑料
聚氯乙烯
单体:氯乙烯( Cl
CH = CH2)
性质:热塑性、耐化学腐蚀性好。
用途:硬聚氯乙烯塑料,制化工设 备材料;软聚氯乙烯塑料,制电线 绝缘材料、薄膜、雨衣、软管等。
制做管材、日用品等。
5-4 功能高分子材料 功能高分子材料既具有一般高 分子的特性,又具有特殊功能,如 光学功能、生物化学功能、表面化 学功能、医药功能、导电功能等。
5-5-1分离性功能高分子材料 离子交换树脂----分子中含 有活性基团而能与其他物质进行离子 交换的树脂。其主要原料为苯乙烯和 二乙烯苯,大分子呈网状结构