精细化工课后答案

1第二章1．表面活性物质和表面活性剂有什么异同点？答：把能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性，具有表面活性的物质称为表面活性物质。把加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，称为表面活性剂。表面活性剂在加入很少量时即能显著降低其表面张力，改变体系界面状态。举例：肥皂、油酸钠、洗涤剂等物质的水溶液，在溶液浓度很低时，表面张力随溶液浓度的增加而急剧下降，降到一定程度后便缓慢或不再下降；乙醇、丁醇等低碳醇和醋酸等物质，表面张力随溶液浓度的增加而下降。这两类都是表面活性物质。2，表面活性剂的结构特点答；表面活性剂一般都是直线形分子，其分子同时含有亲水（增油）性的极性基团和亲油（憎水）性的非极性疏水基团，因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构，所以，表面活性剂也称为双亲化合物。3.临界胶束浓度CMC和HLB、浊点、克拉夫拖点之间有何关系？答,Tk越高，CMC越小，亲油性好，HLB越小。浊点越高，亲水性越好，CMC越大，HLB越大。24，表面活性剂的活性与CMC的关系？答，（CMC）可用来衡量表面活性剂的大小。CMC越小，表示该表面活性剂形成胶束所需的浓度越低，即达到表面饱和吸附的浓度就越低，因而，改变表面性质，起到润湿、乳化、曾溶、起泡等作用所需的浓度也越低，表示该表面活性剂的活性越大。5，阳离子表面活性剂可用作润湿剂吗？为什么？答，阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常不用于洗涤和清洗，故……6.哪种表面活性剂具有柔软平滑作用？为什么？答，阳离子表面活性剂。原因：阳离子表面活性剂具有高效定向吸附性能，可在纤维表面覆盖一层亲油基团膜层，从而具有柔软平滑效果。7表面活性剂为何具有抗静电作用？答，表面活性剂的憎水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，吸收空气中水分，好像在物体表面多了一层水层，这样产生的静电就易于传递到大气中去，从而降低了表面电荷，起到抗静电的的作用。（如果是以亲水基吸附在物体表面，当表面活3性剂的浓度大于临界胶束浓度时，表面活性剂的疏水剂间相互作用，可进一步形成亲水基向外的第二层吸附层，同样将亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，起到抗静电作用。）8阳离子表面活性剂的去污力与碳链原子数之间有何关系？答，图9阳离子表面活性剂能否用于衣物洗涤去污？答，不能。因为阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常不用于洗涤和清洗。10.非离子表面活性剂的HLB与EO加成数有何关系？答；聚氧乙烯型非离子表面活性的EO加成数越多，其水溶性越好，HLB越高，表面张力降低能力越弱。EO加成数相同时，憎水基中碳原子数越多，浊点越低，表面张力降低能力越强；脂肪醇聚氧乙烯醚EO加成数越多，HLB值越大。11，分析Span类产品与Tween类产品的亲水亲油性能的差异？4答；Span类产品为亲油性非离子型乳化剂，HLB值1.8~8.6，可以溶解于极性有机溶剂和油脂。应用：斯潘系列产品作为乳化剂广泛用在食品、化妆品和其它行业。作为食品添加剂广泛用在蛋糕油、面包改良剂和各类饮料中，起乳化、稳定、起泡等作用；作为化妆品添加剂可以稳定地乳化各种油脂，如：白矿油、硅油、动物油、合成油等；Tween类产品为亲水性非离子型乳化剂，HLB值9.6~16.7,可以溶解或分散于水、醇等极性有机溶剂。具有乳化、增溶和稳定作用。应用：吐温系列产品作为乳化剂广泛用在食品、化妆品和其它行业。与Span类产品配合使用可以调配适合各种乳液所需乳化剂。12.解释含氟表面活性的三高二憎？答；氟是所有元素中电负性最大的，范德华院子半径小，有最低的原子极化率，所以C---F键能比C---H键能大，键长也更大。因此C---F键很牢固，由此键组成的全氟烃就有了特殊的稳定性，所以含氟表面活性剂具有高度热、化学稳定性高；全氟烷基磺酸盐的热分解温度高达420。.C，在浓硝酸、浓硫酸中不易被破坏。高表面活性含氟表面活性剂还有高表面活性，既憎水又憎油。13；高分子表面活性剂的应用主要有哪些？5答；高分子表面活性剂降低表面张力的能力一般，也不形成胶束，其去污力、气泡力和参透力都较低，分子量数万以下的适合用作分散剂。但高分子表面活性在各种界面和表面上有良好的吸附能力，分散性和凝聚、增溶性能俱佳。由于高分子表面活性剂具有良好的保湿作用、增稠作用，具有成膜性粘附力高，所以也具有相当的乳化稳定性，可作防水、防油，消泡、抗静电等。分子量百万以上的多可用作絮凝剂。第六章1.简述颜色的形成原理。答：物质的颜色是由于物体对白光各个成分进行选择性的吸收及反射的结果，无光就没有颜色。物体呈现的颜色为该物体吸收光谱的补色。2.染料具有什么特征？答;染料是使其它物质获得鲜明，均匀，坚牢色泽的有色有机化合物。染料一般是可溶性的（溶于水或有机溶剂），或能转变为可溶性溶液，或有些不溶性的染料可通过改变染色工艺或经过处理成为分散状态而使纤维物质染色。主要用于各种纺织纤维的染色，也可用于皮革，纸张，高分子材料，油墨或食物的上色，使它们具有一种暂时的或耐久的色泽。63.蛋白纤维的染色原理是什么？能染蛋白纤维的染料有哪些？答：酸性和碱性染料的特点及染色原理如下。（1）在酸性或碱性介质中使用。（2）酸性和碱性染料与纤维之间靠离子键的结合而染色。（3）优缺点：染色均匀；耐洗牢固不高。（4）能与金属离子形成配合络合物的酸性染料，称为金属络合染料。（5）如要对纤维素纤维进行染色，必须借助于碱性金属的氧化物作媒染剂，因此酸性染料对纤维素没有亲和力。可用于蛋白纤维染色用的染料有酸性染料，碱性染料，中性染料，酸性媒介染料及酸性络合染料等。5.合成纤维的染色原理是什么？哪些染料能染合成纤维？答：原理：分子中无离子化基团，不溶于水，染色时借助阴离子或非离子型分散剂成为高度分散的胶体分散液，在高温下渗透进高分子纤维中，并被次价键力固着在纤维上而染色，对具有显著憎水性的化纤织物（如聚酯，三乙酸纤维等）具有良好的亲和力。合成纤维包括尼龙，锦纶，聚酯纤维，三醋酸纤维，7聚丙烯酸纤维等高分子聚合物。因此通常采用分散染料，阳离子染料等染色。6.颜料与染料有什么区别？答：颜料与染料不同。染料是有色有机化合物，一般是可溶性（溶于水或有机溶剂），或转变为可溶性溶液，或有些不溶性染料（如分散染料等）可通过改变染色工艺或经过处理成为分散状态而使纤维物质染料。颜料是不溶性的有色物质，以高度分散微粒状态使被着色物着色，对所有的着色对象均无亲和力，常和具有粘合性能的高分子材料合用，靠黏合剂，树脂等其它成膜物质与着色对象结合在一起。7．无机颜料和有机颜料各有何优缺点。答：（1）颜料可分为有机和无机两大类（2）无机颜料色光大多偏暗，不够艳丽，品种太少，色谱不全，不少无机颜料有毒。但无机颜料生产比较简单，价格便宜，有较好的机械强度和遮盖力。（3）有机颜料的耐久性，耐热性，耐溶剂性等虽比无机颜料稍差，但现代开发的高性能有机颜料对此已有很多的改进，因而用量急剧增加。8.近年来最有影响的有机颜料是哪一类？答：1，4-吡咯并吡咯二酮颜料（DPP）是.近年来最有影响的新发色体颜料。89.金属颜料具有哪些独特的特性？答：金属颜料是由粉末片状的金属或合金组成，是颜料中一个特殊品种，属装饰性颜料，可使被涂装的物品绚丽多彩，具有明亮的金属光泽和金属闪光效果。10.云母钛珠光颜料的形成原理及特点是什么？答：云母钛珠光颜料是以微细天然白云母为基片，在其表面包裹一层或交替包裹多层具有高折射率的二氧化钛及其它金属氧化物膜制成的。它利用光在二氧化钛薄层上产生的干涉现象而呈现出珠光光泽。作为新型的装饰性颜料，珠光颜料具有以下特殊的光学特性。（1）对于粒径较细的珠光颜料，在光的干涉和强烈的散射作用下，颜料会呈现出类似丝绸和软缎般细腻柔和的珍珠光泽；当粒径较粗时，强烈的反射作用和光的干涉双重效应，使得颜料会呈现星光闪烁的金属光泽。（2）若从光线的反射角观察珠光颜料时，能看到最强的干涉色，而偏离反射角时只能看到珠白色，即所谓的“视角闪色效应”。（3）采用干涉色.云母珠光颜料与相应的树脂成的涂膜或塑料薄膜，在光的照射下能同时显示两种不同的颜色，即“色转移效应”。911.荧光颜料是如何产生荧光的？荧光颜料分几类？各有什么特点？答：产生：（1）荧光颜料虽然其反射性质与一般颜料相同，但吸收的那部分光不能转化成热能，而是转换成比吸收光波长较长的荧光反射出来。这种荧光与反射光叠加结合形成异常鲜艳的色彩，而当光照射后，发现现象消失，为此称为荧光颜料。（2）荧光颜料颜色鲜艳的另一原因是由于人们对不同波长光的敏感性不一样，人眼对黄，绿光最为敏感，而对蓝紫光敏感性差。荧光颜料通常根据分子结构分为有机荧光颜料和无机荧光颜料。有机荧光颜料：当日光照射时，荧光颜料把紫外短波部分转变成肉眼可见的长波，紫外线含量愈多，它放出的荧光愈强，通过适当掺和使用或配以适量非把荧光颜料，可得多种不同色调的荧光颜料。如无紫外线辐射时，该颜料就为不呈荧光的普通色光颜料。无机荧光颜料：在常态下其本身无色或浅白色，但在紫外线激发下会呈现出闪亮颜色。这种荧光颜料是由金属（锌铬）硫化物或稀土配位体与微量活性剂组成，依颜料中金属和活化剂种类，含量不同，在紫外线照射下呈现出各种颜色的光谱。1012.功能性染料有哪些，如何应用？P142-143答：（1）近红外吸收染料（2）液晶显示染料（3）激光染料（4）压热敏染料（5）有机光导材料用染料（6）生物染色染料（7）其他功能染料第七章7-1功能树脂有哪些合成方法？功能树脂的合成是利用高分子本身结构或聚集态结构的特点，引入功能性集团，形成具有某种特殊功能的新型高分子材料。主要有以下三种合成方法。（1）功能单体聚合或缩聚反应(2)高分子的功能化反应（3）与功能材料复合7-2离子交换树脂具有怎样的结构？离子交换树脂是如何进行离子交换的？离子交换树脂是一类带有三维网状结构的、以高分子为基体、不溶于水和有机溶剂，具有可进行离子交换的官能团的物质。离子交换树脂由三部分组成，即11不溶性的三维空间物质骨架、连接在骨架上的功能团、功能基团所带的相反电荷的可交换离子。离子交换反应是可逆反应，其反应是在固态的树脂和水溶液接触的界面间发生的。阳离子交换反应可表述为An++n(R-SO3-)B+===nB++(R-SO3-)nAn+7-3影响离子交换树脂选择性的因素有哪些？如何提高离子交换的速度？影响选择性的因素有以下几方面：1、离子价数离子价数越高，其与树脂功能基的静电吸引力越大，亲和力越大2、离子半径在水中离子会水化而使树脂膨胀，对同价离子，当原子序数增加，其水和离子的半径减小，其选择性增大。3、树脂交联度交联度越高，对树脂的选择性影响越大。膜扩散和粒内扩散速度是影响离子交换速度的主要因素。而影响膜扩散和粒内扩散的主要因素有：1溶液流速，增大搅拌速度或柱流速，可增加膜扩散速度；2、树脂颗粒大小，减小树脂的粒度，可同时提高膜扩散和粒内扩散速度；3、溶液浓度，溶液浓度较低时，膜扩散是影响交换速度的主要因素，溶液浓度较高时，粒内扩散则成为影响交换速度的主要因素；4、树脂交联度127-4吸附树脂可分为几类？各类吸附树脂是如何进行吸附的？按照吸附树脂的表面性质，吸附树脂一般分为非极性、中等极性和极性三类。非极性吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合制得的不带任何功能基的吸附树脂。如苯乙烯-二乙烯苯体系的吸附树脂。这类吸附树脂孔表面的疏水性较强，可通过与小分子的疏水作用吸附极性溶剂(如水)中的有机物。中等极性吸附树脂系含有酯基的吸附树脂。例如丙烯酸甲酯等交联的一类树脂，其表面疏水性和亲水性部分共存。极性吸附树脂是指含有酰胺基、氰基、酚羟基等含硫、氧、氮极性功能基的吸附树脂，例如聚丙烯酰胺等。它们通过静电相互作用和氢键等进行吸