下载文档原格式
《精细有机合成及工艺》思考题第一章绪论1、什么是精细化工产品？2、精细化工产品的特点有那些？3、我国化工部对精细化工产品共分几类？它们是什么？第二章精细化工工艺学基础及技术开发1、精细化工的生产有何特点？其研究的主要内容是什么？2、什么是合成路线？什么是工艺路线？什么是反应条件？什么是合成技术？什么是完成反应的方法？3、精细化工过程开发的一般可分为哪几个阶段？4、如何进行精细化工新产品的开发？一般可分为哪几个步骤？新产品的发展规律是什么？第三章表面活性剂1、什么是表面活性剂？是如何分类的？表面活性剂具有什么特点？其性质是什么？2、如何测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度？3、表面活性剂的主要应用在哪几个方面？4、肥皂的生产方法有哪些？最基本的制皂方法是什么？其生产工艺操作可分为哪几步？5、今有下列几种可能获得的油脂：牛油、椰子油、棉籽油、棕榈油、硬化油，请根据所学设计一个适合生产制备高温（1-20号）、中温（21-40号）、低温（41-60号）洗衣皂的油脂配方？试计算皂化1千克上述配方的油脂需要氢氧化钠多少克? 若用20%NaOH(25℃、密度1.20)多少毫升才能完全皂化？经整理后的皂基各物质含量是：皂70%，水29%，其余杂质1%，则要制成53型的肥皂需要添加泡花碱多6、磺酸盐型阴离子表面活性剂的反应制备原理是什么？其原料有哪些？如何合成制备？其生产方法有哪些？请各举例说明其生产的工艺过程？7、硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的反应制备原理是什么？其原料有哪些？如何合成制备？其生产方法有哪些？请各举例说明其生产的工艺过程？8、如何合成阳离子型表面活性剂，其反应原理是什么？9、请以油脂为主要原料合成：十八烷基二甲基苄基氯化铵、萨帕明A、索罗明A、阿苛维尔A、咪唑啉型等阳离子表面活性剂？（以反应方程式表示）10、如何合成非离子型表面活性剂，其反应原理是什么？11、如何测定聚氯乙烯醚型非离子表面活性剂的“浊点”温度？“浊点”所表示的意义是什么？12、如何合成两性表面活性剂，其反应原理是什么？13、可从哪几个方面来了解表面活性剂的性质与化学结构的关系？14、如何求算表面活性剂的H.L.B值？如何利用已知的H.L.B值的表面活性剂及E.H.L.B值的油脂来测定其它的未知E.H.L.B值的油脂及未知表面活性剂的H.L.B值？15、7%的Tween—60（14.9）和Arace—60（2.1）来乳化31.1%的矿物油（E.H.L.B值10.5）及17.5%的硬化油（10）试求出乳化剂的使用比例。
第一章绪论1、简述精细化工的特点。
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。
精细化工的产值在化工总产值中的比重。
具有特定用途的功能性化学产品。
第二章表面活性剂□1、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。
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。
3、表面张力是液体本身所具有的基本性质，温度升高，表面张力不变。
( ×)（√）5、在常温常压下，乙醇、水银、水几种液体其表面张力大小排序为：水银＞水＞乙醇。
6、具有表面活性的物质都是表面活性剂。
( ×)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(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）。
8、表面活性剂的结构特点表现为具有亲油亲水双亲性的结构。
、表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为离子型表面活性剂和非离子型表明活性剂。
10、根据表面活性剂解离后所带电荷类型分为：阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
11、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。
12、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。
13、列举出表面活性剂的6种应用性能。
乳化，发泡，消泡，分散，增溶，润湿，洗涤，渗透，柔顺，抗静电，防水，缓蚀，杀菌。
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。
第六章合成材料加工助剂6.1绪论助剂：在塑料、橡胶、合成纤维等合成材料的生产和加工中，为了改善工艺条件，提高产品质量或赋予产品某种特性，往往要添加的各种辅助化学品。
合成助剂：在合成树脂生产过程中所添加的助剂，如引发剂、终止剂、乳化剂、分散剂等。
加工助剂：而将树脂或生胶加工成制品过程中需加的助剂，则称为加工助剂。
加工助剂包括：增塑剂、稳定剂、阻燃剂、交联剂、抗静电剂及发泡剂等。
因为这些助剂往往是在产品加工过程中添加进去的，故常被称为添加剂或配合剂。
6.1.1助剂的分类和作用助剂的分类：有机、无机；单一化学品、混合化学品；低分子、聚合物；作用对象；按助剂的作用分类。
(1)防老化助剂这类助剂所起的作用是防止或延缓聚合物在贮存、加工及使用过程中，由于光、热、氧、微生物、机械疲劳等环境因素的影响而引起的老化，防止聚合物材料性能的劣化。
这类助剂主要包括抗氧化剂(在橡胶工业中也称防老剂)、光稳定剂、热稳定剂和防霉剂等。
(2)改善力学性能的助剂这类助剂的作用在于改善聚合物材料的抗张强度、硬度、刚性、冲击强度等性能。
包括交联剂(在橡胶工业中常称作硫化剂)、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等。
(3)改善加工性能的助剂这类助剂的作用在于降低聚合物内外摩擦力，改善聚合物加热成型时的流动性，可塑性及脱模性，使加工过程更易进行。
这类助剂有润滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂等。
(4)柔软化和轻质化助剂这类助剂主要有增塑剂、发泡剂等。
(5)改善表面性能和外观的助剂防止制品在加工及使用过程中产生静电危害的抗静电剂、防止食品包装用及农业温床覆盖用塑料薄膜内壁形成雾滴的防雾滴剂以及着色剂等属于此类助刑。
(6)阻燃剂阻燃剂加入到材料中可以防止由于聚合物燃烧造成的火灾危害，近年日益受到重视。
它可以使合成材料在接触火源时燃烧缓慢，脱离火源时自行熄灭。
一般还包括抑制材料燃烧时产生大量烟雾的发烟抑制剂。
助剂的作用举例：PP,耐老化性能的改善。
150oC、0.5h一一150oC、2000h,用途广泛的通用塑料。
3合成材料助剂乳化剂(开设此课) 开设此课)属于表面活性剂的内容食品添加剂中的乳化剂，食品添加剂中的乳化剂，同样食品抗氧剂也应用于合成材料领域，领域，是一类主要的助剂定义：能使互不相溶的液体形成稳定乳液的物质― 定义：能使互不相溶的液体形成稳定乳液的物质―乳化剂作为合成材料助剂，作为合成材料助剂，常应用于乳液聚合反应中一、乳化剂分类均是按表面活性剂的结构分类1、阴离子型乳化剂、例有机羧酸盐: 有机羧酸盐: 硫酸盐: 硫酸盐: C8~C18的烷基硫酸盐均含有典型的亲油和亲水基团还有烷基苯磺酸盐R SO3Na C12~C20的羧酸盐(K、Na、NH4盐)项目：石油羧盐乙酸项目：的羧酸盐( 、、2、阳离子型乳化剂阳离子型乳化剂例季铵盐C12H25 CH3 N CH3 CH2 Cl双季铵盐( 双季铵盐(Gemini) )CH3 R N+CH3 __CH2CH2 N+R2 ClCH3CH3只是属于表面活性剂(杀菌剂) 只是属于表面活性剂(杀菌剂)CH3C16H33 N+CH3 BrCH31631表面活性剂表面活性剂同时对合成纤维有较好的柔软和抗静电作用抗静电剂一类重要的品种就是表面活性剂(后面讲授) 表面活性剂(后面讲授)烷基胺盐：采用硬脂酸、烷基胺盐：采用硬脂酸、油酸等廉价的脂肪酸与低级胺反应可得到烷基胺盐阳离子型乳化剂三乙醇胺硬脂酸酯) 例乳化剂FM (三乙醇胺硬脂酸酯)__H C17H35__H2N __H HCOOH 原料：硬脂酸、原料：硬脂酸、三乙醇胺其中一个―OH进行酯化进行酯化其中一个还有烷基吡啶盐__H __2 N __H+RNCl3、两性离子乳化剂、通常是指分子中同时含有阴离子活性基团和阳离子活性基团主要作抗静电剂CH3例CH3N+CH2COO(阴阳离子) 阴阳离子)CH3主要有羧酸酯型，主要有羧酸酯型，磺酸型等4、非离子型乳化剂、★ 单甘酯4种合成方法种合成方法(1)甘油醇解) (2)缩水甘油)C H2 CH(多元醇型) 多元醇型)CH 2OOCC 17H 35 CHOH CH 2OH(硬脂酸单甘酯) 硬脂酸单甘酯)O直接与脂肪酸反应O CH 3 C OCH 2 CH 3OC H2O H(3)化学基团保护)CH 2 O CHO CH 2 OH(甲乙二酮CH3CCH2CH3)(4) 环氧氯丙烷法CH2 OCHCH2Cl开环水解★脂肪酸山梨醇酯脂肪酸山梨醇酯CH2 CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH OH O HO OH __17H35 OH _ H2O HO OH O CH2OH OH (失水山梨醇脂肪酸酯) 失水山梨醇脂肪酸酯)★聚氧乙烯山梨酐酯聚氧乙烯山梨酐酯Tween系列聚氧乙烯山梨酐酯系列CH2 CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH OH _ H2O HO OH O CH2OH OH HO OH O __11H23 OH再进行加成(醚化) 再进行加成(醚化)O HO __wCH2 __ x __23 __ yOHx+y+z+w=20 Tween-20 x+y+z+w=4 Tween-21__ zOH二、乳化剂在乳液聚合中的作用不参与化学反应1、降低表面张力、属于典型的表面活性剂γC 乳液聚合体系中水相的表面张力小于纯水的表面张力( 乳液聚合体系中水相的表面张力小于纯水的表面张力(71mN/m) )2、降低界面张力、表面是指表面活性剂与空气表面界面是指水油界面，界面是指水油界面，不是指空气乳液聚合的单体属于油相油水界面加入乳化剂后油油水乳化剂水油亲油基团变成了油―亲油基团界面变成了油亲油基团界面降低界面张力，降低界面张力，有利于反应3、乳化作用(最基本的性能) 、乳化作用(最基本的性能) 由于乳液聚合所采用的单体与水互不相容，由于乳液聚合所采用的单体与水互不相容，搅拌才能形成稳定的体系(相转移？) 稳定的体系(相转移？) 形成珠滴(稳定) 形成珠滴(稳定) 小珠滴之间存在斥力，不能形成大珠滴，小珠滴之间存在斥力，不能形成大珠滴，形成稳定的乳化体系4、分散作用、单体的聚合物小颗粒和水的混合物，单体的聚合物小颗粒和水的混合物，由于密度及相互粘结的结果，的结果，可能形成稳定的分散体系属于表面活性剂的典型作用5、形成胶束、亲水γC 亲油50-100个乳个乳化剂分子聚集在一起(超过cmc) 超过)胶束是聚合反应发生的主要地方，胶束越多，胶束是聚合反应发生的主要地方，胶束越多，聚合反应越快(有更多的单体被容纳在胶束内) 有更多的单体被容纳在胶束内)6、增溶作用、胶束的颗粒增大40-50 60-100部分单体是以分子分散在水中，部分单体是以分子分散在水中，胶束增溶共有四种增溶方式(博士论文): 共有四种增溶方式(博士论文): 增溶于胶团的内核；增溶于胶团的内核；增溶分子与形成胶团的表面活性剂分子穿插排列；增容物分子被吸附于胶团的表面；子穿插排列；增容物分子被吸附于胶团的表面；包含于胶团的极性分子之间此外还有一不利的作用即发泡作用― 此外还有一不利的作用即发泡作用―加消泡剂三、乳化剂对乳液聚合反应的影响把握乳液聚合经典理论聚合反应速度RP= kp [M] [I]2/5 [S]3/5 kp―链增长速度常数[M]―单体浓度] [I]― 引发剂浓度] [S]―乳化剂浓度] 与乳化剂浓度的3 次方与乳化剂浓度的/5次方成正比，成正比，乳化剂浓度越大，聚合反应速度越快苯乙烯、苯乙烯、丁二烯等典型单体符合的规律乙苯脱氢) 如(乙苯脱氢)乳液聚合是指在乳化剂作用乳液聚合是指在乳化剂作用和机械搅拌下，和机械搅拌下，单体在水中分散成乳状液而进入聚合反应(乳化剂的重要性) 乳化剂的重要性) 乳液聚合体系的组成复杂，乳液聚合体系的组成复杂，最简单的配方单体水水溶性引发剂乳化剂四部分组成乳液聚合一个很重要的问题――聚合反应的场所乳液聚合一个很重要的问题――聚合反应的场所―― (1)乳液聚合体系中存在单体液滴)单体1000 液滴(2)增溶单体的胶束) (3)以分子状态存在于水中的单体) (4)乳化剂分子) (5)当然还有胶束)反应如何进行？反应如何进行？胶束增溶胶束(40-50) (60-100)M/P乳胶粒乳胶粒聚合物乳胶粒(50-2022年)单体/ 单体/ 聚合物乳胶粒单体转化为聚合物的场所是M/P乳胶粒，肯定无？,但单体转化为聚合物的场所是M/P乳胶粒，肯定无？,但M/P乳胶粒？, 这种转化存在(发生)在哪个部位，这种转化存在(发生)在哪个部位，存在不同的观点内部和表面( 增溶) 内部和表面(Dendrimer 增溶) 增溶聚合反应速率转化率― 转化率―时间曲线初期( 初期(Ⅰ): 左右，转化率10%左右，胶束逐渐转左右变为M/P乳胶粒，M/P乳胶粒的数目乳胶粒，变为乳胶粒乳胶粒的数目不断增加，聚合反应速率加快( 不断增加，聚合反应速率加快(Ⅲ) 中期(Ⅱ): 中期( Ⅲ 转化率10-50%,恒速阶段，后期( 后期(Ⅲ): 由于单体液滴已不存在，由于单体液滴已不存在，M/P 乳胶粒中的单体因得不到补充而浓度逐渐减小，聚合反应速率下降，逐渐减小，聚合反应速率下降，减速阶段。
精细化工第一章绪论1、简述精细化工的特点。
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。
精细化工的产值在化工总产值中的比重。
具有特定用途的功能性化学产品。
第二章表面活性剂□1、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。
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。
3、表面张力是液体本身所具有的基本性质，温度升高，表面张力不变。
( × )（√）5、在常温常压下，乙醇、水银、水几种液体其表面张力大小排序为：水银＞水＞乙醇。
6、具有表面活性的物质都是表面活性剂。
( × )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(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）。
8、表面活性剂的结构特点表现为具有亲油亲水双亲性的结构。
、表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为离子型表面活性剂和非离子型表明活性剂。
10、根据表面活性剂解离后所带电荷类型分为：阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
11、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。
12、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。
13、列举出表面活性剂的6种应用性能。
乳化，发泡，消泡，分散，增溶，润湿，洗涤，渗透，柔顺，抗静电，防水，缓蚀，杀菌。
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。
