高分子染料的合成及应用
摘要:高分子染料是通过一定的化学反应将发色基团引入高分子的主链或侧链而形成的一类新的着色高分子聚合物。通常高分子染料的制备有两条路线：单体合成路线(即通过含生色侧基单体的加聚、缩聚、配位聚合等制备高分子染料)和大分子的改性路线(即通过大分子的侧链功能化)来获得高分子染料，本文主要根据染料发色体与高分子骨架的相对位置对高分子染料进行了分类,阐述了不同类型高分子染料的合成方法,综述其在纤维、塑料、油墨、食品、化妆品、医药、光电等领域的应用。
关键词:高分子染料; 染料; 合成；应用。
1.引言
21世纪是人类与自然环境相互协调发展的世纪。在不断开发新材料, 改善已有材料性能的同时,更要注重环境保护以及人类自身的健康。
当今世界生态环境急剧恶化, 年联合国在斯德哥尔摩召开第一次人类环境会议, 将环境污染、人类健康等问题提到日事议程当中之后, 世界各国纷纷制定环保法规, 借以保护环境和生态平衡。绿色化学正是基于环境无害或环境友好的思想发展起来的一门新兴学科。借助于绿色化学, 发达国家竞相发展绿色工业。虽然目前绿色产品的总产值所占比例不大, 但是它的发展势不可挡。
在染料领域, 一般染料活性染料除外是通过离子键、氢键、疏水性相互作用等固定在被染材料上, 结合力不强。在放置、水洗、干洗过程中, 由均匀分散状态迁移至材料表面, 不断脱落而变色。许多染料潜在的致癌性又相继被发现, 同时更多的有机染料的癌变性还待进一步的证实。1994年德国颁布了禁用部分偶氮染料的法令, 22种致癌芳香胺合成的染料受到禁用。这使人们将目光转向代用染料的合成和开发。
低分子染料的高分子化就可以有效地解决上述问题。高分子染料就是将染料小分子结合到聚合物的主链或侧链上, 用于各种染色过程的材料。
2.高分子染料的优点
(1)高分子染料明显改善了一般小分子染料易迁移的缺点。尤其是偶氮染料和葱醒染料的耐迁移性大大提高；
(2)高分子染料在溶剂中一般溶解很少或完全不溶解, 不易褪色;
(3)高分子染料分子量极大, 不能为细胞膜所透过, 不会被细菌、微生物分解。因此, 不为生物体所吸收, 对生物体无害;
(4)高分子染料具有较高熔点, 耐热性大大提高。相容性则因材料而异。如果染料高分子所用的单体与被着色高分子单体化学结构相似, 则相容性好。
很显然, 由于大分子中含有了发色团, 它成为结构有色材料。高分子染料属于功能高分子, 符合今后材料学发展的方向, 同时也符合绿色染料化学发展的宗旨。
3.高分子染料的合成方法举例
3.1 高聚物侧链悬挂发色体的高分子染料的合成
这种方法必须先合成高聚物，然后通过偶合、缩合成环等反应将染料中间体连接于高聚物的侧链上，并同时在侧链上形成发色体，例如:
3.2利用染料重氮盐制备高分子染料
重氮盐对光的稳定性较差,在光的照射下会发生分解,形成自由基。利用重氮盐的这种性质,可以先将含氨基的染料重氮化,再使之与乙烯基单体混合,在光照下染料重氮盐分解形成自由基,从而引发乙烯基单体的聚合,用这种方法可以合成得到分子链末端连接低分子染料的高分子染料。
3.3高聚物主链为发色体的高分子染料的合成
该方法是采用小分子的中间体,通过氧化缩合、重氮化和偶合、成环缩合、金属络合聚合等反应合成高分子染料,高分子主链即为发色体。在纺织品上早已应用的苯胺黑染料实际上就是由苯胺通过氧化缩合反应而制得的高分子染料[1]。
3.4 低分子染料与其它单体进行共缩聚反应
合成高分子染料通常有色的聚酰胺、聚酯(或聚氨酯)的合成就采用这种方法。其中的一个典型的反应方程式如下，通过酯交换和缩聚反应，获得高分子染料。
3.5 反应性高分子与低分子染料反应合成高分子染料
高分子骨架可能具有亲电或亲核性。采用垂挂色素法可将亲核或亲电染料小分子用化学键键合在高分子骨架的侧链上。例如高分子中含有活泼性极高的酰氯基或环氧基，则可以与含有氨基或羟基的低分子染料反应。这一类型与第一类型类似，只不过前者是先聚合再取代，后者先小分子取代再聚合。
通式即：
4.高分子染料的应用
4.1纤维着色
高分子染料的成功运用开辟了一个新时代,20世纪70 年代初,Gangneux和Marechal制备了一系列的聚酰胺和聚酯,并利用高分子染料在常规条件下对其进行着色,所得产品具有良好的机械性能和热稳定性,与以往添加颜料进行着色的纤维相比,色素不易被溶剂萃取,而且具有优异的耐洗和耐光牢度,通过纤维切片观察,具有很好的均匀度。Champenois用含腈乙烯基的染料单体与苯乙烯、丙烯腈、氯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酰胺等单体进行共聚反应,合成制得的有色高聚物可直接进行纺丝加工,这种高聚物着色均匀、色泽鲜艳,并具有优良的牢度。另外,他还采用含丙烯酰胺、丙烯酸酯、丙烯腈基的染料单体与丙烯酰胺先在水溶液中进行短时间的预聚反应,然后再加入其他的聚合单体进一步聚合,由此获得的有色聚合物可直接用于制备腈纶[11] 。英国ICI 公司的Parton采用含丙烯酸酯基的染料单体与甲基丙烯酸甲酯进行乳液聚合,将聚合得的高分子乳液用于棉和涤纶织物的印花和连续染色,加入叔丁基丙烯酸酯类的粘合剂,染色印花后的棉和涤纶织物具有优良的耐光牢度、耐洗牢度、耐热性能,手感也较好。Libert [2]制备了高浓度的有色酰胺齐聚物用于锦纶66的染色得到了满意的效果。Paper等采用萘二甲酰胺、喹吖啶酮、二噁嗪、苯甲酰咪唑等结构的缩聚型色素与对苯二甲酸(二乙酯) 和乙二醇体系共聚得到一系列用于纺丝或着色的高分子染料。
4.2塑料加工
采用传统小分子无机及有机颜料作为塑料着色母粒组分,由于与载体树脂等组分相容性差,因此制备过程中需要使用大量的分散剂才能达到颜料颗粒均匀分散效果,但这对其物理性能有影响。可溶性染料可以克服上述不足之处,但是它不耐溶剂却成了限制其应用的致命弱点。高分子染料则克服了上述两种方法的缺陷,可获得较为理想的应用效果。高分子染料用于塑料材料着色的一个极成功的例子是由Milliken 公司商业化的Reactint 系列染料,其聚合度一般为5～10 ,用于代替
聚氨酯泡沫塑料着色中所采用的颜料。陈林等[3]以溶液聚合法合成了以42[ (N , N’2 二β羟乙基) 氨基]24’2 硝基偶氮苯为染料单体的高分子染料,将此高分子染料用于聚酯类塑料材料的着色,相容性、加工性能均得到了改善。另外,Rainer 制备了聚合染料用于聚酯树脂的着色,具有良好的各项牢度,并具有非常好的耐光性。
4.3油墨及织物喷墨印花
传统的油墨多采用有毒的溶剂,可代替油墨的水溶性高分子染料于上世纪80 年代问世。Wing2ard等将水溶性黑色染料共价交联于聚苯乙烯材料上,这种水溶性高分子染料可用来制造印刷油墨、墨水等,在可见光范围内有很强的吸收,少量运用就可产生较深颜色,它改变了使用碳墨时必须用溶剂的缺点。日本的Kamimura等使用聚合度为20的高分子染料制备了水性喷射印刷油墨,与传统的溶剂型油墨相比,具有较小的表面张力,印刷后干燥时间大大缩短,褪色率低。德国的Gubter制备了一种具有储存稳定性的高分子染料用于喷墨打印,由此高分子染料制得的油墨具有高度的耐擦拭、耐水性和良好的光泽度,并且不会堵塞喷嘴。Men2nicke制备了一种水溶性高分子染料,较适合应用于织物喷墨印花。
4.4食品制造
自20 世纪70 年代美国食品及药物管理局对数种食品色素施行禁用规定以来,美国等一些发达国家投入了大量人力和财力用于新的安全可靠的食用色素品种研制。实验表明,高分子染料在体内不吸收、不累积,因此非常适合用作食用色素。偶氮苯是一类具有鲜明颜色的化合物,但是小分子偶氮苯是潜在的致癌物质,经高分子化后可以阻止被人体吸收。许多小分子状态下有毒、不能作为食用色素的偶氮类化合物,通过高分子化后毒性消失,可广泛用作食用色素。这类染料包括蒽醌、蒽吡啶酮、蒽吡啶、苯并蒽酮、硝基苯胺和三苯甲基衍生物类染料[4] 。
美国的Dynapol[5]公司曾合成出两种分子量约3 ×104 的红色高分子染料,一种分子量为13 ×104的黄色高分子染料,经证实不为人体所吸收,分别具有类似苋红和柠檬黄的特征光谱,其性能类似于对应的水溶性合成染料,并且稳定性更高。
4.5化妆品及医药
利用功能高分子染料难以透过细胞膜的特点,可将其应用于粉、霜、发蜡、指甲油等化妆品的染色,提高化妆品的安全性。许多功能性高分子染料具有生物活性,可用于杀菌、疾病诊断等。如今,功能性高分子染料已在疾病检测、DNA 测序、荧光探针、光动力治疗等方面得到了实际应用,在高科技医疗领域起到了重要作用。吴永忠等[6]从物理与光学角度讨论了酞菁在光动力治疗中的应用,为肿瘤等疑难疾病的诊治开辟了一个新领域。
4.6光电材料
光电材料是近年来研究的热点课题之一,高分子染料在光电材料上也应用。以聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯酸酯等为高分子骨架的高分子染料均有应用于制备光学材料的报道。韩国的Kim[7] 等研制了两种金属复合高分子染料Al ( PHQ ) 6 和Zn (PHQ) 7 ,并且测试出这种新的高分子染料可以用作光逸材料应用于电子仪器中。Eich[8]等研究带有氰基的偶氮型液晶材料,利用光化学和热效应来实现读写和擦去等功能。美国3M 公司在该领域也有一系列的研究,开发了一系列的激光光盘材料。1992 年,Bravo[9]等将磺酸基罗丹明掺人聚丙烯酸盐中,用所合成的高分子染料制成激光棒,应用于激光器元件。
5.展望
大分子骨架和发色基团的协同作用, 使它的应用不仅仅限于在染色方面。作为一种特殊高分子材料, 高分子染料的合成使其功能扩大。不仅具有染色的功能, 还潜在着光致发光, 光致变色, 光聚合引发剂等功能。它在非线性光学液晶显示等光电以及导电方面也都有广泛的应用前景。
高分子染料是一种有前途的功能高分子材料,对于它的开发与应用都还有很大潜力可挖。同时对它的研究手段和方法随研究者研究的目的和侧重点不同而有很大差异, 属于多学科交叉领域。
参考文献
[1]王菊生. 染整工艺原理[M].北京:纺织工业出版社，1984 :629 - 632.
[2] Libert C , Marechal E. Synt hese de substance macromoleculaires renfermant des motifs monomers derives de colorants-XVIII Synt hes d’oligoamides colores par structure[J ] . European Polymer Journal , 1980 , 16 (10) : 951 - 956.
[3] 陈林, 孟庆华, 黄德音, 等. 含偶氮共聚酯型聚合染料的合成与性能研究[J ] . 金山油化纤, 2001 , (4) : 11-13.
[4]凌关庭. 食品添加剂手册(第二版) [M] . 化学工业出版社, 1997.
[5] Shuhaibar K F , Pasch H , Attari S. Polymeric azo pigments. 2. Synt hesis and characterization of azo napht hol containing polymers[J ] . Polymer Bulletin , 1989 , 22 (5/ 6) : 539-545.
[6]吴永忠, 田禾, 陈孔常. 酞菁在光动力学疗法中的应用[J ] .染料工业, 1998 , 35 (5) : 13-15 , 21.
[7] Kim S , Cui J , Park J , et al . Synt hesis and light emitting properties of polymeric metal complex dyes based on hydroxyquinoline moiety [J ] . Dyes and Pigments , 2002 , 55
(2/ 3) :91-97.
[8] Eich M , Wendorff J H , Reck B , et al . Reversible digital andholographic opical storage in polymeric liquid crystals[J ] . DieMakro- molekulare Chemie , Rapid Communications. 1987,8 (1) : 59263.
[9] Bravo H , Karten H J . Pyramidal neurons of t he rat cerebral cortex , immunoreactive to nicotinic acety-choline receptors , project mainly to subcortical targets[J ] . The Joural of Comp
-artve Neurology , 1992 , 320 (1) : 62268.
Synthesis and light emitting properties of polymeric metal complex dyes based on hydroxyquinoline moiety
b, Sung-Ho Jin c, Kwangnak Koh d and Yeong-Soon Gal e
a Department of Dyeing and Finishing, Kyungpook National University, Taegu 702-701, South Korea
b Department of Chemical Engineering, Chonnam National University, Kwangju 500-757, South Korea
c Department of Chemistry Education, Pusan National University, Pusan 609-735, South Korea
d Department of Chemical Engineering, Kyungpook National University, Taegu 702-701, South Korea
e College o
f General Education, Kyungil University, Kyungsangbuk-Do 712-701, South Korea Received 15 February 2002;
revised 22 June 2002;
accepted 27 July 2002. ;
Available online 14 November 2002.
Abstract
Two kinds of polymeric metal complex dyes,Al(PHQ) 6 and Zn(PHQ) 7, have been prepared. New polymeric dyes were examined as an light emitting material in organic EL devices. The forward bias turn-on voltage for the EL devices is 8 V for Al(PHQ) 6.
Author Keywords: Metal complex dye; 8-Hydroxyquinoline; Electroluminescence; Photoluminescence
第一节合成高分子化合物的基本方法 一、教材分析和教学策略 1、新旧教材对比： 教材的要求与过渡教材不一样，如要求学生书写缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子和原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线表示。 2、本节的内容体系、地位和作用 本节首先，用乙烯聚合反应说明加成聚合反应，用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体的反应条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节（即重复结构单元）、聚合度等概念，能识别加聚反应与缩聚反应的单体。利用“学与问”“思考与交流”等栏目，初步学会由简单的单体写出聚合反应方程式、聚合物结构式或由简单的聚合物奠定基础。 本节是在分别以学科知识逻辑体系为主线（按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质来编写）和以科学方法逻辑发展为主线（先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法，再介绍有机合成，最后介绍合成高分子化合物的基本方法），不断深入认识有机化合物后，进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。明显可以看出来是《有机化学基础》第三章第四节“有机合成”基础上的延伸。学习本讲之后，将有助于学生理解和掌握高分子材料的制取及性质。
3、教学策略分析 1）开展学生的探究活动： “由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（2n-1）”；由聚合物的分子式判断单体。 2）紧密联系前面学过的烯烃和二烯烃的加聚反应、加成反应、酯化反应、酯的水解、蛋白质的水解等知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意官能团、结构、性质三位一体的实质。 3）运用多煤体生动直观地表现高分子化合物合成的基本方法。 二、教学设计方案 （一）教学目标： 1、知识和技能 ①能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 ②能说明加聚反应和缩聚反应的特点 2、过程与方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、态度与价值观 使学生感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。 （二）教学重点： 通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体。 （三）教学难点： 理解加聚反应过程中化学键的断裂与结合，用单体写出聚合反应方程式和聚合物结构式；从聚合物结构式分析出单体。
一、名字解释 1、本体聚合：在不加溶剂、分散介质（或只加少量引发剂）的情况下依靠热引发（或引发剂引发）而使单体进行聚合的方法 2、乳液聚合：指单体和水在乳化剂的作用下，并在形成的乳状液下进行聚合反应 3、悬浮聚合：单体作为分散相悬浮于连续相中，在引发剂作用下进行自由基聚合的方法 4、溶液聚合：单体溶解在适当溶剂中并在自由基引发剂作用下进行的聚合方法 5、扩链反应：分子量不高的聚合物，通过末端活性基团的反应（或其他方法）使分子相互联接而增大分子量的过程的反应 6、聚合物合金：化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物 7、互穿网络聚合物：互穿网络聚合物（IPN）是一种独特的高分子共混物。它是由交联聚合物Ⅰ和交联聚合物Ⅱ各自交联后所得的网络连续地相互穿插而成的 8、乳化剂：能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质， 9、悬浮剂：防止涂料中的固体耐火粉料沉淀而加入的物质 10、缩聚反应：具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子（如H2O、HX、醇等）的化学反应 11、界面缩聚：将可以发生缩聚反应的两种反应在两相界面进行的方法 12、凝胶反应：线性高分子化合物由于分子的交联反应使粘度无限增大而产生的反应 13、临界胶束浓度：表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度 14、粘合剂：粘合剂是具有粘性的物质 15：玻璃化效应：对某些单体和在某些条件下进行的乳液聚合过程来说，当转化率升高到某一值时，聚合反应速率突然大幅度降低，其时间—转化率曲线趋近于一条水平线，这种现象叫做玻璃化效应。 二、简答题 1、自由基聚合用到的引发剂哪三类？（1、过氧化物类； 2、偶氮化合物； 3、氧化-还原引发体系） 2、悬浮聚合分散剂两类：（1、无机固体粉末分散剂；2、水溶性高分子分散剂） 3、分子量调节剂————在聚合体系中添加少量链转移常数大的物质，添加少量即可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量，也叫粘度稳定剂或链转移剂 4、工业生产中实现缩聚反应以生产线性高分子量聚合物的方法是（熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚） 5、保护胶类分散剂都是高分子 6、聚氨酯交联反应哪三种？（1、用多元醇类作交联剂的交联反应；2、利用过量二异氰酸酯的交联反应；3、采用其他交联剂的交联反应） 7、聚氨酯橡胶合成按加工方法分为（混炼型、浇注型、热塑性） 8、聚氨酯涂料有哪些独特的优点？（1、涂膜耐磨与粘附力强2、涂膜防腐性性能优良3、施工范围广4、调整聚氨酯涂料配方，可获得所要求的涂料性能5、优良的电气性能6、能与多种树脂混用7、装饰与保护性能好8、耐温性能好） 9、ABS树脂结构与性能的联系：A丙烯腈的贡献是耐化学药品性、热稳定性和老化稳定性；B丁二烯的贡献是柔韧性、高抗冲击性、耐低温性；S苯乙烯的贡献是刚性、表面光洁性和易加工性 10、悬浮聚合与乳液聚合的相同点和不同点（相同：都是以水为分散介质；不同：但是悬浮聚合反应发生在分散于水中的单体液滴中，单体液滴直径一般在100~1000μm,而乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒一般在0.05~0.1μm；乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的液滴内部向水相传热容易得多，所以乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的液滴中的分布均匀得多 11、本体聚合生产工艺特点：产品十分纯净；在后处理时可以省去复杂的分离回收等操作过程；工艺
绿色合成反应工艺 摘要：绿色化学、绿色合成和原子经济性，绿色合成已经取得的进展。 以改变合成中所用原料、试剂、溶剂，采用固相合成和催化剂 及计算机辅助绿色合成设计等方面的新成就。 关键词：绿色合成，原子经济性，环境污染，化学设计 前言：传统的化学工业生产破坏了人类的生存环境，绿色化学针对此问题，利用高效的合成方法，在获取新物质的同时充分利用每个原料原子，实现“零派放”，解决了环境污染的问题。 正文： 合成化学的发展在人类历史上起着非常重要的作用，尤其是有机合成的发展，更是对人类社会进步起着巨大的推动作用。进入80年代以后，随着工业的发展，全球性的环境污染和生态破坏越来越严重，能源和资源的短缺也日益困扰着人们。随着新世纪的到来，国际社会和公众越来越关注与社会经济可持续发展关系密切的环境、生态和资源等有关问题，这类问题已被提到战略的高度。各国纷纷出台了愈来愈严厉的环保法规，促使化学化工界把注意力转移到从源头上杜绝或减少废弃物的产生，即原始污染的预防而并非等产生污染后再治理。一门新的化学分支学科——绿色化学应运而生。 绿色化学，亦称环境无害化学或环境友好化学，是用化学的技术和方法消除那些对人类健康或环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂的使用和副(废)产物等的产生，力求使化学反应具有“原子经济性”，实现废物的“零排放”，其目标是把传统化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”变为“从源头上根除污染”，是当今国际化学科学研究的前沿学科之一。 一，绿色合成的目标 绿色合成的目标，应当是符合绿色化学的要求，实现理想的合成。理想的合成指的是用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把廉价易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。实现理想的合成，有两个定量的指标：其一是原子经济性；其二是E指数。
高分子染料的合成及应用 摘要:高分子染料是通过一定的化学反应将发色基团引入高分子的主链或侧链而形成的一类新的着色高分子聚合物。通常高分子染料的制备有两条路线：单体合成路线(即通过含生色侧基单体的加聚、缩聚、配位聚合等制备高分子染料)和大分子的改性路线(即通过大分子的侧链功能化)来获得高分子染料，本文主要根据染料发色体与高分子骨架的相对位置对高分子染料进行了分类,阐述了不同类型高分子染料的合成方法,综述其在纤维、塑料、油墨、食品、化妆品、医药、光电等领域的应用。 关键词:高分子染料; 染料; 合成；应用。 1.引言 21世纪是人类与自然环境相互协调发展的世纪。在不断开发新材料, 改善已有材料性能的同时,更要注重环境保护以及人类自身的健康。 当今世界生态环境急剧恶化, 年联合国在斯德哥尔摩召开第一次人类环境会议, 将环境污染、人类健康等问题提到日事议程当中之后, 世界各国纷纷制定环保法规, 借以保护环境和生态平衡。绿色化学正是基于环境无害或环境友好的思想发展起来的一门新兴学科。借助于绿色化学, 发达国家竞相发展绿色工业。虽然目前绿色产品的总产值所占比例不大, 但是它的发展势不可挡。 在染料领域, 一般染料活性染料除外是通过离子键、氢键、疏水性相互作用等固定在被染材料上, 结合力不强。在放置、水洗、干洗过程中, 由均匀分散状态迁移至材料表面, 不断脱落而变色。许多染料潜在的致癌性又相继被发现, 同时更多的有机染料的癌变性还待进一步的证实。1994年德国颁布了禁用部分偶氮染料的法令, 22种致癌芳香胺合成的染料受到禁用。这使人们将目光转向代用染料的合成和开发。 低分子染料的高分子化就可以有效地解决上述问题。高分子染料就是将染料小分子结合到聚合物的主链或侧链上, 用于各种染色过程的材料。 2.高分子染料的优点 (1)高分子染料明显改善了一般小分子染料易迁移的缺点。尤其是偶氮染料和葱醒染料的耐迁移性大大提高； (2)高分子染料在溶剂中一般溶解很少或完全不溶解, 不易褪色; (3)高分子染料分子量极大, 不能为细胞膜所透过, 不会被细菌、微生物分解。因此, 不为生物体所吸收, 对生物体无害; (4)高分子染料具有较高熔点, 耐热性大大提高。相容性则因材料而异。如果染料高分子所用的单体与被着色高分子单体化学结构相似, 则相容性好。 很显然, 由于大分子中含有了发色团, 它成为结构有色材料。高分子染料属于功能高分子, 符合今后材料学发展的方向, 同时也符合绿色染料化学发展的宗旨。 3.高分子染料的合成方法举例 3.1 高聚物侧链悬挂发色体的高分子染料的合成
摘要 本文主要综述了高分子聚合物及其表征方法和检测手段。首先，从不同角度对高分子聚合物进行分类，并对高分子聚合物的结构，生产，性能做了一个简单的介绍。其次，阐述了表征和检测高分子聚合物的常用方法，例如：凝胶渗透色谱、核磁共振（NMR）、红外吸收光谱（IR）、激光拉曼光谱（LR）等。最后，介绍了检测高分子聚合物的常用设备，例如：偏光显微镜、金相显微镜、体视显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等。 关键词：聚合物；表征方法；检测手段；常用设备
ABSTRACT This paper mainly summarizes the polymer and its detection means.First of all, this paper made a simple introduction of the polymer structure, production performance. Secondly, it describes the detection methods of polymers, such as: gel permeation chromatography, nuclear magnetic resonance (NMR), infrared absorption spectroscopy (IR), laser Raman spectroscopy (LR).Finally, it describes the common equipment used to characterize and detection of polymers, such as: polarizing microscope, metallographic microscope, microscope, X ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, atomic force microscopy. Key words：Polymer; Characterization; Testing means; common equipment
高分子合成工艺学． 论第一章绪 ：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂高分子合成材料等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子合成工业的任务高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、塑料的原料。填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。（硫化剂、合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂。硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚离子聚合及配位聚合实施方法合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精(1)原料准备与精制过程制、干燥、调整浓度等过程相设备。溶解、：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、引发剂(2)催化剂()配制过程贮存、调整浓度等过程与设备。：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输(3)聚合反应过程送过程与设备。：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程分离过程(4)与设备。：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装聚合物后处理过程(5)等过程与设备。(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。2：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，间歇聚合．
2012年秋季学期 绿色化学工艺课程综述乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 姓名：蓝卫 学号：12S025022 专业：化学工艺 日期：2012.12.9
乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 摘要：乙基麦芽酚作为一种常用的添加剂，广泛应用于食品、香烟、药物、饮料、牙膏、化妆品等多种日用化工行业，而对于其合成工艺的探索也从未停止。近年来随着绿色化学工艺的兴起和可持续发展战略的要求，以糠醛为原料的“一釜全合成法”由于会产生大量镁浆和废盐酸等环境污染物，显然已经不适合现在的发展需求，本文以此为出发点重点介绍了两种合成乙基麦芽酚的绿色化学新工艺，并且对于它们的优缺点和工业可行性进行了分析。 关键词：乙基麦芽酚；绿色化学；合成工艺 1 概述 2-乙基-3-羟基-4H-吡喃酮(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4)，即乙基麦芽酚，结构式为： 它是一种白色针状或白色结晶粉末，熔点89-93℃，易溶于热水、乙醇、丙二醇和氯仿，具有持久的焦糖和水果香气，稀溶液具有甜的果香味。乙基麦芽酚及其同系物是国际上公认的香味增效剂，已被广泛用于日用化工等行业。近年来，发现其对抑制人体中的过氧化物，抗衰老有一定的治疗作用[1-2]。由于麦芽酚及同系物含双氧供电子基（羟基氧和碳基氧），很容易同大多数金属离子形成无毒副作用的配合物，进一步拓宽了在医药学领域中的应用[3-5]。例如，对糖尿病，高血压，肥胖症，控制金属离子在体内的堆积，辅助某些同位素对病症进行放射诊断和治疗等。以往乙基麦芽酚和麦芽酚的合成路线较多，按照反应起始物和反应进程的不同，乙基麦芽酚和麦芽酚的合成大致可分为以下几种方法：曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、电解氧化法、有机闭环法等路线。而工业上大多采用以糠醛法，此方法具有设备简单，条件温和，产品易提纯等优点，而且收率能达到50%-60%[6]。 但是随着近代绿色化学的兴起和可持续发展战略的要求，传统的糖醛合成法消耗大量有毒有害的氯气[7]，反应物会严重腐蚀设备仪器、对人体有害，还会产生大量的高含盐量、超低浓度的废盐酸和含大量杂质的废弃镁浆[8]，已经很难达到国家的排放标准。绿色化学的主要特点是原子经济性[9]，也就是说，在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料的原子，实现“零排放”。因此，它既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。因此，设计并采用新的绿色工艺合成乙基麦芽酚很有必要，下面介绍两种新工艺，即电解氧化法[10]和绿色循环法[11]。
PET的合成及生产工艺 高分子09-2 摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。聚对苯二甲酸二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET 的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位,并介绍了PET的制备方法和工艺流程。 关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇直接酯化法 PET的结构及性能 聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，简称PET，为高分子聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。PET塑料具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。 PET的应用 玻璃纤维增强PET适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、硒整流器等。PET工程塑料目前几个应用领域的耗用比例为：电器电子26%，汽车22%，机械19%，用具10%，消费品10%，其他为13%。目前PET工程塑料的总消耗量还不大，仅占PET总量的1.6%。 1.薄膜片材方面：各类食品、药品、无毒无菌的包装材料；纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料；录音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜
乙基麦芽酚的绿色合成工 艺 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
2012年秋季学期 绿色化学工艺课程综述 乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 姓名：蓝卫 学号：12S025022 专业：化学工艺 日期：乙基麦芽酚的绿色合成工艺探索 摘要：乙基麦芽酚作为一种常用的添加剂，广泛应用于食品、香烟、药物、饮料、牙膏、化妆品等多种日用化工行业，而对于其合成工艺的探索也从未停止。近年来随着绿色化学工艺的兴起和可持续发展战略的要求，以糠醛为原料的“一釜全合成法”由于会产生大量镁浆和废盐酸等环境污染物，显然已经不适合现在的发展需求，本文以此为出发点重点介绍了两种合成乙基麦芽酚的绿色化学新工艺，并且对于它们的优缺点和工业可行性进行了分析。 关键词：乙基麦芽酚；绿色化学；合成工艺 1 概述 2-乙基-3-羟基-4H-吡喃酮(2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyranone-4)，即乙基麦芽酚，结构式为： 它是一种白色针状或白色结晶粉末，熔点89-93℃，易溶于热水、乙醇、丙二醇和氯仿，具有持久的焦糖和水果香气，稀溶液具有甜的果香味。乙基麦芽酚及其同系物是国际上公认的香味增效剂，已被广泛用于日用化工等行业。近年来，发现其对抑制人体中的过氧化物，抗衰老有一定的治疗作用[1-2]。由于麦芽酚及同系物含双氧供电子基（羟基氧和碳基氧），很容易同大多数金属离子形成无毒副作用的配合物，进一步拓宽了在医药学领域中的应用[3-5]。例如，对糖尿病，高血压，肥胖症，控制金属离子在体内的堆积，辅助某些同位素对病症进行放射诊断和治疗等。以往乙基麦芽酚和麦芽酚的合成路线较多，按照反应起始物和反应进程的不同，乙基麦芽酚和麦芽酚的合成大致可分为以下几种方法：曲酸法(半合成法)、焦袂糠酸法、糠醇法、糠醛法(全合成法)、电解氧化法、有机闭环法等路线。而工业上大多采用以糠醛法，此方法具有设备简单，条件温和，产品易提纯等优点，而且收率能达到50%-60%[6]。 但是随着近代绿色化学的兴起和可持续发展战略的要求，传统的糖醛合成法消耗大量有毒有害的氯气[7]，反应物会严重腐蚀设备仪器、对人体有害，还会产生大量的高含盐量、超低浓度的废盐酸和含大量杂质的废弃镁浆[8]，已经很难达到国家的排放标准。绿色化学的主要特点是原子经济性[9]，也就是说，在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料的原子，实现“零排放”。因此，它既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。因此，设计并采用新的绿色工艺合成乙基麦芽酚很有必要，下面介绍两种新工艺，即电解氧化法[10]和绿色循环法[11]。 2 传统合成工艺—糖醛法
水溶性高分子及其应用 马建 常州轻工职业技术学院 10线缆331 1013433138 摘要：水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。本文主要论述了水溶性高分子材料的概念、分类、功能和应用、以及研究发展现状及前景。 关键词：水溶性 高分子 发展应用 1、 水溶性高分子的概念 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；② 阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。 2、分类 a 、按来源分类 1 ）天然水溶性高分子。 天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。 2）半合成水溶性高分子 。 这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉 （如阳离子淀粉）。 3）合成水溶性高分子。 此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。 b 、按分子量分类 可分为低分子量、高分子量、超高分子量 C 、按用途分类 可分为驱油剂（聚丙烯酰胺、改性淀粉、瓜胶），絮凝剂（聚丙烯酸、改性纤维素、壳聚糖） 3、功能 O OH O OH O CH 2OH OH O OH O CH 2OH OH O OH COOH
互动课堂 疏导引导 一、有机合成题的解答方法 解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类、带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的突破点。基本方法有： （1）顺合成法。采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料→中间产物→产品。 （2）逆合成法。采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品→中间产物→原料。 （3）综合比较法。采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得到最佳的合成路线。 二、有机合成遵循的原则 （1）起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染，通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 （2）尽量选择步骤最少的合成路线。 （3）合成路线要符合“绿色、环保”的要求。 （4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。 （5）要按一下的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。 三、官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键。 （2）通过加成（加H）或氧化（加O）消除醛基。 （3）通过消去或氧化或酯化等消去羟基。 四、官能团的引入 （1）引入羟基（—OH）：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成等。（2）引入卤原子（—X）：烃的取代，不饱和烃与卤素（X2）、HX的加成，醇与HX的取代等。 五、官能团的衍变 （1）利用衍生关系引入官能团，如醇醛羧酸 （2）通过化学反应增加官能团 如C2H5OH CH2==CH2 （3）通过某种手段，改变官能团位置 如：CH3CH2CH2OH CH3CH==CH2 六、各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况
第一章 1.高分子合成工艺学的主要任务。 将基本有机合成生产的单体，经聚合反应合成高分子化合物，为高分子合成材料成型提供基本原料。基本有机合成、高分子合成和高分子合成材料成型时密切相联系的三个部门。2．高分子材料的主要类型、品种及发展方向。 塑料。品种：通用塑料，工程塑料。发展方向：具有优异性能的高性能、耐高温塑料。 合成橡胶。品种：通用合成橡胶，特种合成橡胶。发展方向：通用橡胶主要替代部分天然橡胶产品，特种橡胶主要制造耐热、耐老化。耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶产品。 合成纤维。品种：聚酯（涤纶纤维）、聚丙烯腈（腈纶纤维）、聚酰胺（棉纶纤维或尼龙纤维）等。发展方向：具有耐高温、耐腐蚀、或耐辐射的特种用途合成纤维。 3．工业生产中合成聚氯乙烯采用哪几种聚合方法，简单说明原因。 4．说明高分子合成材料的生产过程，各过程的特点及意义。 1、原料准备与精制过程。包括单体、溶剂。去离子水等原料的贮存。洗涤、精制、干燥、 调整浓度等过程与设备。 2、催化剂（引发剂）配制过程。包括聚合用催化剂、引发剂和辅助剂的制造、溶解、贮存、 调整浓度等过程与设备。 3、聚合反应过程包括聚合和以聚合釜为中心的热交换设备及反应物料输送过程与设备。 4、分离过程。包括未反应单体的回收、脱落溶剂、催化剂。脱除低聚物等过程与设备。 5、聚合物后处理过程包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。 6、回收过程。主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 第二章 1．石油裂解制烯烃的工艺过程。 液态烃在水蒸气存在下，于750~820?C高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停留时间仅0.2~0.5 s。 2、高分子合成材料的基本原料(乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯)的来源及生产方法。 基本原料来源：石油、煤炭、植物及农副产品等。单体原料来源路线为：石油化工路线、煤炭路线和其他原料路线。
学年论文 题目：NVP聚合物的研究及其应用学院：化学化工学院 专业：化学 学生姓名：宫铁莉 学号：201073010219 指导教师：王荣民
NVP聚合物的研究及其应用 宫铁莉 （化学化工学院化教二班） 摘要本文综述了N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）分别以均聚、共聚、互穿网络方法等方法制备各种聚合物的研究，及其在医疗、日用化工、食品工业、纺织染整工业等领域中的应用现状。 关键词N-乙烯基吡咯烷酮；聚乙烯基吡咯烷酮；应用 N-乙烯基毗咯烷酮(NVP)，是德国BASF公司最先采用乙炔法合成的[1]，至今已有80余年的历史。近年来NVP在聚合物的研究中大量出现，基于内酰胺类化合物的NVP 在结构中含有一个N原子五元环，并在N原子上连有一个乙烯基团，使NVP的性质具有易聚合和易水解性。NVP作为单体制备的聚合物具有一些独特的性质，如其均聚产物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)就是NVP成功应用的一个典型例子[2]。特别是由于PVP的分子结构类似于简单的蛋白质模型结构，使其具有化学稳定性、优良的生理安全特性、优异的溶解性、成膜性等性能，被广泛地应用于医药、化妆品、食品、印染等行业[3]。近年来研究人员对NVP的兴趣不断增长，又把NVP的研究扩展到NVP与其它不饱和单体共聚的上，特别是在应用NVP合成聚合物凝胶方面，所合成的聚合物凝胶在药物控制释放、免疫分析、固定化酶、生物大分子提纯和环境刺激响应材料等领域有着广泛的应用[4]。 1 NVP聚合物的合成 1.1 均聚反应合成聚合物水凝胶 PVP水溶液进行交联或用NVP进行交联聚合都可得到交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)凝胶。线性PVP在交联剂的作用下生成具有一定交联度的PVPP凝胶；用过硫酸盐或双氧水、肼等处理PVP，通过自交联得到轻度交联的PVPP软凝胶；将PVP的水溶液通氮气除氧后经钴源室辐射可得到有交联网络的吸水性凝胶；采用水溶液聚合法，加入交联剂可合成PVPP凝胶[5]。在不同交联剂存在下以无机盐水溶液为溶剂，以AIBN为引发剂可合成具有不同交联度的PVPP凝胶；在碱金属氢氧化物存在下，将NVP加热到
第一章绪论 高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。 三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。 塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。 合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。 自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合 离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。 1、简述高分子化合物的生产过程。 (1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。 (2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。 (3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。 (4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。 (5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。 (6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。 2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。 间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将
实现绿色合成的的方法： 1.开发“原子经济性”反应：开发合成效率是当今化学合成关注的焦点。包括两个方面：一是选择性（提高烃类氧化反应选择性）二是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中。一个有效的反应不但要有高度的选择性，而且必须具备较好的原子经济性尽可能充分的利用分子中的原子。理想原子经济的合成反应应该是原料分子中原子百分之百的转化到产物中，不许附加或仅仅需要无损耗的催化剂。例如下列反应：A+B C+D其中C为产物，D为副产物。在原子经济的反应中，D应减至非常小或接近于零。目前有些有机原料的生产已采用原子经济反应，如丙烯氢甲酰化制丁醛，甲醛羰化制醋酸，乙烯或丙烯的聚合，乙烯直接氧化成环氧乙烷。 2.选用更“绿色化”的起始原料和试剂为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性，在现有化工生产中仍使用剧毒的光气氢氰酸等作原料。为了人类健康和社区安全，需用无毒无害的原料来代替它们生产所需的化工产品。在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种用胺类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer开发成功。Tundo 报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下采用双酚A碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术，它取代了常规的光气合成路线并同时实现了两个绿色化目标，一是不用有毒有害的原料，二是由于反应在熔融状态下进行，不使用作为溶剂的可以的致癌物-甲基氯化物。 3.采用无毒无害的高效催化剂，相对于化学当量的反应，高选择性，高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。许多有机合成反应中，液体酸或碱时常用的催化剂，其价格便宜催化效率高，但对设备腐蚀严重，污染大，副反应多后处理困难。为克服传统催化带来的危害，研究和开发新型绿色催化剂成了目前最前沿的热点之一。较成功的有各种新型分子筛催化剂，固体超强酸或碱催化剂，杂多酸催化剂，夹层固体催化剂及想转移催化剂。这些新型催化剂催化能力均优于传统酸碱催化剂。同时对环境友好，目前正大量应用于有机合成中。生物催化剂是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集新兴学科，是化工领域的一项重要技术。因具有转化条件温和，选择性高制造成本低等优势，生物催化已在一些新产品的研制和新工艺的开发中发挥了重要作用。生物催化的核心是生物催化剂，如利用酶催化技术进行不对称化合物的合成已取得成效。有机酸如柠檬酸，衣康酸，葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成。在不对称合成中催化不对合成是最有效的方法。通过不对称催化不但可以提供医药、农药、精细化工所需的关键中间体，而且可以提供环境友好的绿色合成方法。催化不对称合成主要包括催化不对称氢化反应，氢硅烷化反应，氢甲酰化反应，氢酯化反应，环丙烷化反应，环氧化反应，不对称酮还原反应，糖类衍生物催化反应和酶催化反应。 4.采用无毒无害的溶剂，当前广泛使用的试剂是易挥发性的有机物，会造成较重的环境污染，采用无毒无害的溶剂代替有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。首先考虑到的是水溶液。水是自然界中最丰富的溶剂，无毒无害且廉价。水相中的有机反应操作简便安全，不用担心易燃易爆等问题。在有机合成中，可省略诸如官能团的保护等合成步骤，其疏水性效应可以提高反应速率和选择性，是理想的绿色溶剂。其次可以选用超临界和近临界流体溶剂，特别是超临界二氧化碳。超临界二氧化碳有适中的临界压力和温度，来源广泛，无毒廉价并
第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们 在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或
高分子染料研究及应用 1.1 研究背景及意义 1856年英国有机化学家Perkin合成了苯胺紫，从此染料工业伴随着化学理论的发展飞速增长，各国科学家先后合成出几十万种染料，其中实际应用的染料有几千种。染色对象的发展，促进着染料本身的发展,同样也促进着染料改性技术的发展。 1994年德国颁布了禁用部分偶氮染料的法令，有22种致癌芳胺合成的染料受到禁用；能与纤维以共价键结合的活性染料在染色和贮存过程中部存在严重的活性基水解的问题，每年因活性基水解而造成了20％~50％的活性染料损失，这不仅严重浪费资源，而且造成了环境的污染；另外低分子量的分散染料在对合成纤维染色时还存在易迁移及不耐溶剂萃取等缺点。 高分子染料由于分子尺寸大，化学及热稳定性好，不易被皮肤所吸收，具有安全低毒等特性，而且高分子染料在结构上可调，既可以设计出与合成纤维相似的结构，也可以设计出用于天然纤维染色的多活性基结构的高分子染料，从而染色合成纤维时与所染纤维有好的相容性及耐萃取能力。这些优点使高分子染料成为研究开发禁用染料的代替品及合成更高效环保染料的热点I1l。 二十世纪以来，合成纤维的出现和广泛应用向染料行业提出了更高的要求。由于合成纤维（聚酯、尼龙、聚丙烯等）分子链紧密敛集，结晶度和取向度高，分子链中又缺乏能和染料分子结合的活性基，传统染料难以对其染色。尽管工业上采用了高温高压染色法、热熔连续染色法、载体染色法[2]和纤维改性法[3]，但仍然存在着工艺复杂、能耗大和染色牢度不够等缺点。从根本上讲，是因为这些方法没有解决染料分子与纤维高分子链的结合问题。染料的可聚合改性，即聚合染料技术，则从分子结构这一层面上解决了染料分子与纤维高分子链的结合问题。 聚合染料，即高分子染料，是通过一定的化学反应将染料分子引入高分子的主链或悬挂于侧链上而形成的有色高分子聚合物[4,5]，分子结构由高分子骨架和发色体
1.塑料管材的“四节”特点节能、节水、节地、节材 2.PVC软管、硬管的挤出工艺区别软管的挤出生产线不设定径装置，而是靠通入压缩空气维持一定形状，起到定径效果。 3.我国管材定型一般采用外径还是内径定型，具体有几种形式我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用外径定型法。具体形式：内压定径法、真空定径法、顶出法。 4.请分别解释挤出PVC板材时三辊压光机的作用，冷却输送辊的形式以及作用三辊压光机的作用：起冷却定型作用，不起延展成型作用；冷却输送辊的形式：排管冷却器； 作用：①支持没有完全冷却的板材防止变形；②充分冷却板材 5.挤出板材时机头温度一般如何控制？①机头温度沿板材幅宽分多段控制，使中间低两边高，以保证机头两边的物料容易流动；②机头温度比机身温度高5-10℃.（机头较宽，物料要在较宽机头范围内均匀分布，必须提高料温，才能保证熔料的流动性。） 6.请问注射螺杆与挤出螺杆有哪些不同？注射螺杆的独特之处：①旋转运动加轴向水平运动； ②长径比小，压缩比小；③加料段较长；④螺杆头部多为尖头，一般有止逆环。 7.请简单介绍反应注射成型工艺（RIM）由单体或低聚物以液态形式计量，瞬间混合的同时注入模腔，在模腔中迅速反应，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚合物。SRIM：将玻璃纤维毡、网等预成型体，预先铺放在预热的模具中，使用RIM注射机进行注射成型 8.PP周转箱一般有什么用途？可采用什么材料成型？并请给出采用注射成型时的工艺流程图。用途：周转和贮存食品，饮料。可采用PP/HDPE材料成型 成型前的准备→合模→注射（充模）→保压→冷却固化→开模→顶出制品→后处理 9.采用压延成型法加工软制PVC薄膜时，请给出完整工艺流程。 配料→捏合→塑炼（开炼机、密炼机、挤出机）→供料→金属探测→压延→引离→轧花→冷却→β射线测厚→卷曲切割 1.什么是蜡状层？请分析其产生原因？该如何消除？蜡状层：采用不适当的稳定剂使压延机辊筒表面蒙上的一层薄膜蜡状物质，致使薄膜表面不光，生产中发生黏辊的现象或在更换产品时发生困难。原因：所用的稳定剂与树脂相容性较差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包围在辊筒表面，形成蜡状层。消除：①选用正电性低的适当的稳定剂 ②掺入含水氧化铝等吸收金属皂类更强的填料③加入酸性润滑剂 2.PVC人造革主要生产方法。压延法成型PVC人造革的两种方法生产方法：压延、涂覆、层合。压延分为：直接贴合--直接利用压延机将物料贴合引入布基，分布层合--压延成薄膜，复合设备将薄膜与布基分次贴合。 3.压延成型时，采用60m/min的辊速，但仍然采用40m/min时的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温上升，流动性增加，出现脱辊或破裂现象，制品质量下降 压延成型时，采用40/min的辊速，但仍然采用60/min的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温过低，难以正常包辊，制品表面毛糙，不透明，有气泡甚至出现孔洞 4.PE挤出吹塑桶的成型工艺流程：物料→熔融塑化→挤出型坯→吹胀→制品冷却→脱模→后处理→制品 5.挤出吹塑时，如果吹气速度过快会出现什么情况？（1）进气处产生局部真空造成型坯内陷，完全吹胀后形成横隔模片（2）型坯从口模处被气流拉断以及无法吹胀 6.缠绕成型的概念，湿法缠绕成型工艺流程图将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品。用于制造各种回转体。 分为干法（预浸带）和湿法（有胶槽）缠绕成型。 湿法工艺流程图：纱架→胶槽浸胶→张力控制（张力辊）→芯模缠绕→固化→脱模 干法与湿法区别：干法--采用预浸胶处理的预浸纱带在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕