精编精细化工课后习题

精编精细化工课后习题绪论名词解释精细化率：精细化工的产值在化工总产值中的比重。专用化学品：具有特定用途的功能性学产品。简答题简述精细化工的特点。精细化工的特点：

多品种、小批量、技术密集度高、综合生产流程和多功能生产装置、大量采用复配技术、投资少、附加值高、利润大。名词解释合成路线：指的是选用什么原料，经由哪几步单元反应来制备目的产品。工艺路线：指的是对原料的预处理（提纯、粉碎、干燥、熔化、溶解、蒸发、汽化、加热、冷却等）和反应产物的后处理（蒸馏、精馏、吸收、吸附、萃取、结晶、冷却、过滤、干燥等）应采用哪些化工过程（单元操作）、采用什么设备和什么生产流程等。反应（工艺）条件：指的是反应物的分子比、主要反应物的转化率（反应深度）、反应物的浓度、反应过程的温度、时间和压力以及反应剂、辅助反应剂、催化剂和溶剂的使用和选择等。结合到生产过程中，主要讨论影响反应的因素。合成技术：主要指的是非均相接触催化、相转移催化、均相络合催化、光有机合成和电解有机合成以及酶催化等，这些技术在部分产品制造中得到应用。完成反应的方法：是指间歇操作和连续操作的选择、反应器的选择和设计。物料的摩尔比：加入反应器中的几种反应物之间的摩尔比限制反应物和过量反应物：化学反应物不按化学计量比投料时，其中以最小化学计量数存在的反应物叫做限制反应物；而某种反应物的量超过限制反应物完全反应的理论量，则该反应物称为过量反应物。转化率：某一种反应物A（关键组分）反应掉的量NAR占向反应器中输入量NAin的百分数称反应物A的转化率选择性：指的是某一反应物转变成目的产物时，理论消耗的摩尔数占该反应物在反应中实际消耗的总摩尔数的百分比。理论收率：指的是生成目的产物的摩尔数占输入的反应物的摩尔数的百分比表面活性剂填空表面张力是一种能引起液体表面自动收缩的力，它的单位为mN/m。表面活性剂的结构特点表现为同时具有亲油疏水基和亲水疏油基。表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为水溶性表面活性剂和油溶性表面活性剂。根据表面活性剂解离后所带电荷类型分：阴离子、阳离子、两性离子。胶束的大小可以用胶束量来表示，胶束量＝表面活性剂的分子量×缔合度。HLB值小于6其亲油性好，大于8则亲水性好。克拉夫特点是离子型表面活性剂的特征参数，浊点是非离子型表面活性剂的特征参数。根据亲水基的结构，阴离子表面活性剂的类型主要有羧酸盐型、硫酸酯盐型、磺酸盐型、磷酸酯盐型等几种类型。脂肪酸皂制备的传统工艺是用天然油脂或脂肪酸与氢氧化钠等碱类通过皂化反应制得。高级醇硫酸酯盐是由高级醇类与硫酸化试剂经过硫酸化反应再经碱中和得到的产物。磺酸盐阴离子表面活性剂的结构简式为：R·SO3-M+，直链烷基苯磺酸盐简写为RC6H5SO3-M+。烷基苯磺酸盐阴离子表面活性剂是目前生产和销售量最大的阴离子表面活性剂，占到整个阴离子表面活性剂产量的90％左右。磷酸酯盐有单酯、双酯和三酯几种类型，其中三酯是非离子表面活性剂。目前工业化生产的阳离子表面活性剂大都是含氮阳离子表面活性剂，主要有胺盐和季铵盐两大类，其中最重要的又是季铵盐类。两性表面活性剂中最重要是甜菜碱型和咪唑林型两类。阳离子表面活性剂的许多应用性能都与其吸附性有关。阳离子表面活性剂的主要应用性能包括杀菌、柔软、抗静电等。非离子表面活性剂主要有聚乙二醇型和多元醇型两大类在合成聚氧乙烯非离子表面活性剂中聚氧乙烯单元数又称为环氧乙烷加成数，简称为EO数。多元醇型非离子表面活性剂的亲水基是含有多个羟基的多元醇，其亲油基一般是高级脂肪酸，通过羟基与羧基之间发生酯化反应将亲油基与亲水基结合起来。作为表面活性剂的脂肪酸甘油酯主要是脂肪酸单甘酯或单酯与双酯的混合物。名词解释表面张力：垂直作用于液体表面单位长度与液面相切，使表面收缩的力。表面活性剂：表面活性剂是这样一类物质，它能吸附在表（界）面上，在加入很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质(其中包括表面张力)，从而产生一系列应用功能（如润湿、乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝、增溶等）。胶束与临界胶束浓度

当表面活性剂在水中达到一定浓度时，表面活性剂的两亲性结构会使表面活性剂分子在溶液内部发生自聚：疏水基团向里靠在一起形成内核，亲水基朝外与水接触以达到稳定存在状态。表面活性剂在水中形成的这种自聚体结构就叫做胶束。

把表面活性剂开始形成胶束时的最低浓度也就是达到饱和吸附时的表面活性剂的浓度叫做临界胶束浓度。亲水亲油平衡值（HLB值）

是指表面活性剂的亲水基与亲油基之间在大小和力量上的平衡关系，反映这种平衡程度的量就称之为亲水亲油平衡值（HLB值）。克拉夫特点:

也叫克拉夫特温度或临界溶解温度。在较低的温度范围内，离子型表面活性剂的溶解度随着温度的增加而增加，但当达到某一温度时，其溶解度会急剧增加，这一温度称之为克拉夫特点。浊点：当非离子表面活性剂的水溶液被加热至一定温度时，溶液由透明变为浑浊，出现这一现象时的温度称之为浊点。润湿作用凝聚态物体表面上的一种流体被另一种与其不相混溶的流体取代的过程。一般就是指固体表面被液体覆盖的过程。接触角液体滴在固体表面上，在液滴的固、液、气三相交界处（O点）自固－液界面（OB）经液体内部到气－液界面（OC）的夹角（contactangle），用θ表示。乳状液互不相容的两种液体，其中一种液体以微小液滴（液珠）的形式分散在另一不相混溶的液体中构成的具有一定稳定性的多相分散体系。简答题简述表面活性剂降低水表面张力的原理。

把表面活性剂加入到水中以后，由于它具有亲水亲油结构，它就会吸附于水的表面产生一定程度的定向排列：亲油基朝向疏水的空气，亲水基朝向水中，使原来的水/气界面变成了表面活性剂/气界面，从而降低表面张力。描述胶束的结构。

胶束是表面活性剂在水中形成的一种自聚体结构。这种结构表现为：表面活性剂的亲油基朝内聚居在一起形成一个疏水的内核，亲水基朝外形成一个亲水的外壳。表面活性剂的这种结构使得表面活性剂能够稳定的存在于水中。简述表面活性剂的乳化稳定作用机理。（1）表面活性剂降低界面张力从而降低乳状液体系的界面自由能；（2）表面活性剂在油水界面形成定向排列的吸附膜，增加界面强度、形成空间位阻，防止液滴之间的聚结；（3）静电排斥效应：用离子型表面活性剂制备O/W乳状液，表面活性剂吸附在油/水界面形成双电层结构，使油滴带上同性电荷，形成静电排斥效应，阻止液滴之间的聚结，提高乳状液的稳定性。简述胶团的增溶作用机理。表面活性剂在水中形成胶团，根据胶团的结构，从表面至内核，其极性由大到小，形成了极性大小不同的微环境。根据相似相容的原理，这种极性大小不同的微环境便为各种极性不同的有机物提供了适合各自溶解的微环境，从而使它们在水中的溶解性大大增加。简述两性表面活性剂的应用性能特点。a.PH适应范围宽，在相当宽的PH值范围内都具有良好的表面活性；b.复配性好，可以同所有其他类型的表面活性剂复配。c.对眼睛和皮肤的刺激性低。d.具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性，甚至在海水中也可有效使用；e.对织物具有良好的柔软平滑性和抗静电性；f.具有良好的去污、乳化、起泡、润湿性能力；g.具有一定的杀菌性。简述非离子表面活性剂的应用特点。（1）稳定性高，不受酸、碱、盐影响，耐硬水性好。（2）与其他表面活性剂及添加剂的相容性好。（3）具有浊点现象。（4）具有较高的表面活性，其水溶液的表面张力低，临界胶束浓度小，胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好的乳化、去污能力。（5）与离子型表面活性剂相比，其起泡能力较差。（6）毒性低，对皮肤刺激性小。（7）产品大部分呈液态或浆态，使用方便。合成材料助剂填空合成材料助剂是为改善生产的工艺条件、提高产品的质量或使产品赋予某种特性以满足用户需求在合成材料或产品的生产、加工或使用过程中所需要添加的各种辅助化学品。常用的热稳定剂包括：金属皂类、铅系、有机锡类、液体复合系列，它们对PVC的热稳定作用机理是：热稳定剂属于HCl的接受体，能够捕捉PVC热降解是所脱出的HCl。高聚物的燃烧是热氧化过程，伴随着自由基连锁反应，不同的阻燃剂具有不同的阻燃机理，综合而言，阻燃剂的阻燃机理主要通过以下几个途径达到阻燃的目的：（1）吸热冷却效应；（2）覆盖隔离效应；（3）稀释效应；（4）终止链锁反应机理；（5）协同效应。有机化学发泡剂都是在受热条件下能分解出氮气等气体的物质，主要有偶氮化合物、磺酰肼类化合物、N－亚硝基化合物等。发泡剂ADC是广泛应用的有机化学发泡剂，其化学名称是偶氮二甲酰胺。BHT的化学名称是：2，6－二叔丁基对甲酚名词解释喷霜与出汗：喷霜是指固体助剂从材料中析出，后者是指液体助剂从材料表面析出，也称为渗出。主增塑剂和辅助增塑剂。能与树脂高度相容、添加量可以很大的的增塑剂就是主增塑剂也叫溶剂型增塑剂。与树脂的相容性小而不能添加多量的增塑剂就是辅助增塑剂或叫做增量剂，这种增塑剂单独使用时会出现喷霜或出汗的现象，它们只能与主增塑剂配合使用。内增塑剂和外增塑剂能与高分子聚合物反应，使之成为高聚物分子结构中的一部分，这一类增塑剂为内增塑剂。外增塑剂则不外与高聚物发生化学反应，直接掺入到高聚物中起增塑作用。塑化效率与相对塑化效率比值增塑剂的塑化效率是指使树脂达到某一软化程度时所需要的增塑剂的用量。以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）[邻苯二甲酸二（2－乙基）己酯]为基准，各增塑剂塑化效率增塑剂量与DOP增塑剂量的比值就为相对效率比值。相对效率比值越小，塑化效果越好。合成材料的老化高分子材料在外界各种因素的作用下，其化学结构发生变化造成其物理化学性能改变而逐渐失去使用价值，这种现象称之为材料的老化。氧指数：是指聚合物试样在象蜡烛状持续燃烧时，在氮－氧混合气流中所必须的最低含氧量。内用润滑剂内用润滑剂能够降低塑料材料分子之间的内摩擦力从而降低聚合物熔融态时的粘度增加物料的流动性，还可以防止因剧烈的内摩擦发热导致的物料过热。外用润滑剂外用润滑剂是为了降低塑料材料与加工器械之间的摩擦，使得加工过程中的物料具有良好的离辊性和脱模性，使其在加工时容易操作。外用润滑剂要求润滑剂与聚合物相容性高，内用润滑剂要求润滑剂与聚合物相容性差。物理发泡剂：在发泡过程中依靠其物理状态的变化比如低沸点的液体挥发成气体从而在固相中形成气孔，或者高压惰性气体使其在高聚物中膨胀产生气孔，还有直接将固态空心球掺入到高聚物中形成中空的泡沫体系。化学发泡剂：发泡剂发生化学反应产生气体从而使聚合物发泡，化学发泡剂是一些无机的或有机的热敏型化合物，在一定温度下能产生一种或多种气体从而使聚合物发泡。橡胶的硫化将线性结构的塑性橡胶转化为体型结构的弹性橡胶的过程称为硫化，或者橡胶的硫化是指橡胶线性大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。简答题合成材料助剂按照功能可分为六大类：抗老化作用的稳定化助剂；改善机械性能的助剂；改善加工性能的助剂；柔软化和轻质化助剂；改善表面性能和外观的助剂；阻燃添加剂。助剂在应用中需要考虑的基本问题主要包括那些方面？在助剂的使用中，要考虑以下几个方面的问题：（1）助剂与聚合物的配伍性；（2）助剂的耐久性；（3）助剂对加工条件的适应性;（4）助剂对制品用途的适应性；（5）助剂之间的配伍性。简述DBP增塑PVC的机理。由于Cl的吸电子作用，PVC分子上形成很多偶极子，偶极子相互作用，使得PVC分子间作用力非常大，PVC分子的移动性差，表现出可塑性差，发硬发脆。DBP双酯结构中的氧原子电负性大，而苯环容易极化，因此DBP分子内形成偶极子。温度升高，DBP分子插入到PVC分子链之间，DBP的酯型偶极与PVC的偶极相互作用，部分代替PVC分子间偶极的相互作用，从而降低PVC分子之间的作用力。另外，DBP非极性的亚甲基链不被极化，夹在PVC分子链间，削弱了PVC分子间的作用力，也使得PVC分子链容易移动，从而使得PVC的可塑性增加。简述铅系热稳定剂的特点。铅系热稳定剂的热稳定效果好、尤其是长期热稳定性好，电绝缘性优良，耐侯性好，价格低廉。缺点是得到的制品不透明，含重金属铅，毒性大，在塑料中的相容性与分散性比较差。氢氧化铝是用量最大的无机阻燃剂，简述它的阻燃机理。其阻燃作用主要来自于以下几个方面：吸热降温；对可燃性气体的稀释效应；对可燃性聚合物本身的稀释效应。在聚合物的燃烧温度下，氢氧化铝发生吸热分解，使燃烧的聚合物温度降低，降低燃烧速度；分解出大量的水汽，对聚合物燃烧时释放出的可燃性气体具有稀释效应，从而可达到阻燃的目的。氢氧化铝的阻燃效果较差，需要大量添加才能起作用，在塑料中的添加量在40-60份左右，是一种填充型阻燃剂（填料），对聚合物起到稀释作用，降低其燃烧性。阐述外用抗静电剂的作用原理。外用抗静电剂是用水、醇或其他有机溶剂将抗静电剂配成溶液，采用涂布、喷雾、浸渍等方法使其附着在塑料、纤维等高聚物表面从而起到抗静电作用。目前所使用的抗静电剂大多是表面活性剂。表面活性剂的亲油端通过疏水作用吸附在塑料、纤维等高聚物表面，亲水端朝外吸收水分，从而在高聚物的表面形成一层导电的薄膜，提高的高聚物表面的导电性，起到消除静电的作用。食品添加剂填空在食品添加剂中，乳化剂是用量最大的食品添加剂。大豆磷脂是一种混合物，主要由卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂等成分组成。它是大豆油精制过程中的一种副产物。作为食品乳化剂的脂肪酸甘油酯，主要是单酯或单酯与双酯的混合物。蔗糖脂肪酸酯是蔗糖与脂肪酸的酯化产物。Span的化学名为：失水山梨醇脂肪酸酯，Tween的化学名为：聚氧乙烯醚失水山梨醇脂肪酸酯。目前，在食品中允许作为酸味剂使用的唯一的无机酸是磷酸。柠檬酸目前是世界上用量最大的酸味剂，柠檬酸的工业化生产大都采用发酵－钙盐沉淀法。苹果酸的工业化生产途径主要是以顺丁烯二酸酐为原料合成。甜蜜素是我国目前食品行业应用最多的一种甜味剂，甜蜜素的化学名称是环己氨基磺酸钠。味精的化学成分是L-氨基戊二酸-钠盐胶黏剂填空按受力情况黏合剂可分为结构胶和非结构胶。填料在胶黏剂配方中概括起来有两方面作用：改善胶黏层性能、降低成本。根据受热后的行为，合成树脂分为热塑性树脂和热固性。结构型胶常用热固性做基料，非结构型胶常用热塑性做基料。增加粘结表面的粗糙度有两方面的作用：（1）增加黏合剂对粘结表面的润湿性，（2）可大大提高粘结剂与粘结表面的接触面积，从而增大胶结界面之间的粘合力。在酚醛树脂的合成中，在酸作催化剂、苯酚过量的条件下合成的是线型酚醛树脂，在碱作催化剂、甲醛过量的条件下，合成的是热固性酚醛树脂。热固性酚醛树脂胶粘剂采用的是A阶段产物，其聚合度、交联度小，溶于水和有机溶剂，固化时需要加热、加压。106、107胶属于聚乙烯醇缩醛胶黏剂。对聚乙烯醇缩醛化，主要是改善聚乙烯醇耐水性差的缺点。快干胶的基料是α-氰基丙烯酸酯。聚氨酯的全称是聚氨基甲酸酯，它是分子结构中含有氨酯键重复链节的聚合物。聚氨酯一般由多异氰酸酯与多元醇反应制得。名词解释胶黏剂的基料：也称粘料，是胶黏剂的主要成分，是胶黏剂形成胶膜的物质。可以是高分子物质也可以是固化后能形成高分子的小分子物质，可以是无机物，也可以是有机物，是胶黏剂中起粘接作用的最主要成分，对胶黏剂粘结的基本性能具有决定作用。胶黏剂的活性稀释剂：分子中含有反应性基团的液体溶剂，在固化过程中能与基料反应而成为胶接层结构中的一部分。环氧值：100克环氧树脂中所含有的环氧基的物质的量。简答题在胶黏剂的粘结工艺中，在施胶以前常常要对被粘物表面进行处理，简述其作用。在施胶以前，常常要采用物理或化学的方法对被粘物进行表面处理，如打磨、喷砂、电晕处理，溶剂清洗、酸、碱、盐处理等，目的是除去表面的污垢、提高表面自由能，适当增加表面的粗糙度从而增加胶黏剂的附着面积、提高结剂对胶的润湿性。从环氧树脂的结构分析氧树脂胶粘剂为什么叫万能胶？在胶黏剂中，环氧树脂胶黏剂是一种应用很广的双组分胶黏剂。环氧树脂分子结构中含有醚键、羟基以及环氧基等强极性基团，这些基团的存在使环氧树脂分子与相邻界面产生静电吸附或化学键，因此环氧树脂与金属、木材、混凝土等大部分基材表面都能产生很强的黏结力，它的这种特性在涂料里面表现为有非常优良的附着力。作为胶黏剂，因为它应用面广，又把它叫做“万能胶”。简述热熔胶黏剂的主要配方组成及各组分的作用。热塑性树脂：胶黏剂的基料。增粘剂：降低熔融温度、提高对底材的润湿性。蜡类物质：降低熔融温度和熔融态的黏度，便于涂布。氧剂或防老剂：防止氧化老化。增塑剂：增加胶黏层的柔韧性。填料：降低胶黏剂在固化过程中的收缩率，降低成本。填空涂料按其形态可分为：水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等醇酸树脂涂料按油含量不同分类为：短油度醇酸树脂、中油度醇酸树脂、长油度醇酸树脂、超长油度醇酸树脂名词解释涂料：应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称，多数是含有或不含颜料的黏液，通常叫油漆。水性涂料是以水做主要溶剂或分散介质，水溶性聚合物形成的涂料。醇酸树脂涂料由多元醇，多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩聚得到。丙烯酸树脂涂料是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物等聚合物的总称。环氧树脂涂料是以环氧树脂、环氧酯树脂和环氧醇酸树脂为基料的涂料。聚氨酯是分子结构中含有氨基甲酸酯重复链结的高分子化合物，由异氰酸酯和含有活性氢的化合物反应制得。聚氨酯树脂涂料：用以氰酸酯或其反应产物为原料的涂料简答题涂料的组成由不挥发份和挥发份两部分组成成膜物质（不挥发份）包括：油脂和树脂颜料有机溶剂或水填料助剂涂料常用分类按照是否有颜料：清漆和色漆按照形态：水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等。按用途：建筑涂料、汽车漆、飞机漆、木器漆等按固化方式：常温固化涂料、高温固化涂料、射线固化涂料涂漆方式：喷漆、浸漆、烘漆、电泳漆等按施工工序：底漆、腻子、二道漆、面漆、光漆按涂膜的特殊功能：绝缘漆、防锈漆、防腐蚀漆等涂膜的固化机理物理机理涂料与空气中的氧反应涂料组分间的反应使其交联固化醇酸树脂的常用原料有哪些由多元醇，多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩聚得到。其中多元醇常用的是甘油、季戊四醇，其次为三羟甲基丙烷，山梨醇，木糖醇等；多元酸常用的是邻苯二甲酸酐，单元酸常用植物油脂肪酸，合成脂肪酸，松香酸等。单元酸的作用是为终止缩聚分子链的增长，限制树脂的分子量，从而改善多元醇和多元酸缩聚而得的纯醇酸树脂的不溶不熔性，以便使其能作为涂料应用。用于提高涂料性能的添加剂有哪些1增稠剂、防流挂剂2防沉降剂3防浮色剂和防发花剂4流平剂5黏弹性调整剂6浸润分散剂香料填空动物性天然香料主要包括龙涎香、海狸香、麝香、灵猫香四种，它们在香精中是优良的定香剂。麝香的主香成分为饱和大环酮－麝香酮，它的化学结构为3－甲基环十五酮。灵猫香的主香成分是不饱和的大环酮－灵猫酮，它的化学结构为9－环十七烯酮。龙涎香是抹香鲸胃和肠的分泌物。指出五种植物性天然香料的产品形式精油、浸膏、净油、香脂、酊剂（树脂，油树脂）。传统的制取植物香料的方法主要有水蒸气蒸馏法、压榨法、浸提法、吸收法。水蒸气蒸馏装置由三部分组成：蒸馏器、冷凝器、油水分离器。工业生产中，柑橘类精油产品常采用压榨法法制取。具有香味的化合物绝大多数都是分子量不大的有机化合物，具有一定的挥发性，根据其化学结构，主要将其分为