超临界流体技术课件

超临界流体技术高分子化学教科组超临界流体技术

超临界流体的概念、特性超临界流体的应用

超临界流体萃取

超临界流体喷涂

超临界流体发泡超临界流体清洗

超临界流体制备超细微粒超临界流体聚合超临界流体常用超临界流体的临界性质表超临界二氧化碳CO2临界温度和压力都较低，易于工业化。CO2不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不会产生副反应并且廉价易得。CO2来源于化工副产物，应用过程中易于回收，能够减少温室气体的排放。超临界CO2的溶解能力可通过流体的压力来调节。超临界CO2处理后的产物易纯化、无溶剂残留。超临界CO2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力。超临界CO2对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性。超临界二氧化碳应用：萃取材料加工喷涂发泡增塑清洗制备超细微粒聚合反应介质超临界流体萃取的应用医药工业化学工业食品工业化妆品香料中草药提取酶，纤维素精制金属离子萃取烃类分离共沸物分离高分子化合物分离植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料萃取化妆品原料提取精制（1）极性小，分子量小的物质超临界CO2直接萃取，20-70℃，8-40MPa（2）极性大，分子量适中的物质超临界CO2+共溶剂（用量在5%以下）（3）极性大，分子量大的亲水化合物超临界CO2+表面活性剂+水（超临界流体包水核的微乳液体系）

超临界流体萃取的方法二氧化碳气瓶贮罐夹带剂罐萃取釜解析釜解析釜分离柱箱冷计量流泵压高泵压高

超临界流体萃取的流程超临界二氧化碳的应用—喷涂涂料溶液：成膜物（聚合物、助剂等粘结成膜的物质）液体溶剂（活性溶剂和稀释剂）活性溶剂：醇、酮、酯等溶解成膜物质，降低溶液黏度，喷涂过程、中提供成膜流平（快速、中速和慢速）稀释剂：苯、二甲苯等超临界二氧化碳的应用—喷涂超临界CO2喷涂体系：

成膜物超临界CO210%--50%（稀释剂）

慢速挥发性溶剂（聚凝性、流平性、再流平性）超临界CO2喷涂的适用范围：各类热固性、热塑性聚合物配的清漆、色漆、闪光漆填料：钛白、炭黑、铝粉、碳酸钙、硅石和瓷土聚合物与填料同CO2相容超临界二氧化碳的应用—喷涂喷涂温度：40-70℃喷涂压力:8.5—11MPa设备：改进型无气喷涂系统（喷枪、气料混合装置、气瓶）喷枪：流量阀和压力阀控制流量、压力、喷射角度和速度控温性能好，使用过程中不会降温；关闭射流不引起阀和喷嘴的颤动；喷嘴中压力下降不要过大超临界二氧化碳的应用—喷涂工业应用实例：100%的全固分汽车面漆（VOC含量为零，减少对金属的腐蚀）汽车外用塑料件的单组分导电底漆（一次喷涂就可以达到要求，操作简便，上漆率高，用量少）粘稠的聚氨酯涂料（外观好，提高防缩孔性，防桔皮性和抗酸蚀性，上漆率高）醇酸树脂涂料（上漆率由45%提高到70%，废水处理成本降低65%，VOC下降60%）超临界二氧化碳的应用—喷涂优点：（1）经济效益

节约涂料；步骤简化，节约劳动力；烘烤温度低，节约能量；减少有机溶剂的使用，降低成本；上漆率高，固体废物的排放费用减少（2）涂层性能

涂膜均匀；干燥较好；防腐蚀性优良

（3）环境与安全

减少VOC排放，减少易燃溶剂的储存和使用缺点：相关知识和工艺的积累；现有设备需改造；涂料配方设计超临界二氧化碳的应用—清洗特点：极低的表面张力，较低的黏度和高扩散性，易渗入深孔、细缝等处强的溶解能力，可有效清除弱极性的有机污染物无毒害、无腐蚀不用水，不需干燥是一种环保、高效的清洗技术超临界二氧化碳的应用—发泡热诱导相分离法：孔在淬火过程中易粗化超临界发泡：环境友好，泡孔密度高、直径小（1）形成均匀的聚合物/CO2饱和体系（2）气核形成压力骤降或温度升高时形成过饱和体系，产生气核（3）气泡增长过饱和气体扩散入气核使其增长（4）微孔结构定型通过淬火等方法使泡孔生长的热动力消失超临界二氧化碳的应用—发泡优点：无需有害溶剂，环境友好；无溶剂残留，不影响产品；对界面的浸润性好，利于微孔表面的修饰黏度低，不会阻塞孔道；传质速率快，节能主要发泡产品：高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺等为基体的发泡材料超临界二氧化碳的应用—发泡饱和温度40℃，发泡温度120℃饱和温度60℃，饱和压力20MPa

超临界二氧化碳的应用—发泡PU发泡超临界CO2的应用—超细微粒制备超临界溶