精细化学品

精细化学品第一章绪论§1-1精细化学品与精细化工•精细化学品（finechemicals）：指具有特定应用性能的、需深度加工的、技术密集高和附加值高的化学品。•专用化学品（specialtychemicals）：具有特殊功能的小批量化工产品。§1-1精细化学品与精细化工•精细化工（finechemicalindustry）：生产精细化学品的工业。•精细化学品的特点：种类多、附加值高、工艺复杂、更新快、应用性强等。§1-２精细化工分类１９８６年轻工部将精细化工产品分为１１类（１）农药（２）染料（３）涂料（包括油漆和油墨）（４）颜料（５）试剂和高纯物（６）信息用化学品（７）食品和饲料添加剂§1-２精细化工分类•（８）粘合剂•（９）催化剂和各种助剂•（１０）化学药品和日用化学品•（１１）功能高分子材料９２年后增加：•（１２）化妆品•（１３）精细陶瓷•（１４）表面活性剂§1-３精细化工的特点１、多品种、小批量２、综合生产流程和多功能生产装置３、技术密集度高４、大量采用复配技术５、商品性强６、投资少、高附加值、高利润§1-４精细化工发展的重点１、传统精细化学品的更新换代２、新领域的开发３、优先发展的关键技术•（１）新催化技术•（２）新分离技术•（３）增效复配技术•（４）超细粉体技术•（５）气雾剂无污染技术§1-５课程的基本内容及安排•１、内容•２、安排§1-６教材及参考书一、教材：•程铸生．精细化学品学．上海：华东理工大学出版社，2000二、参考书：•宋启煌.精细化工工艺学[M].北京：化学工业出版社，1996•李宗石．表面活性剂合成与工艺[M].北京：轻工业出版社，1990•刘程．表面活性剂应用大全[M].北京：北京工业大学出版社，1991•裘炳毅．化妆品应用大全[M].广州：华南理工大学出版社，2000•阎世翔．化妆品科学[M].北京：轻工业出版社，1994•武利民.涂料技术基础[M].北京：化学工业出版社，1999•武利民.现代涂料配方设计[M].北京：化学工业出版社，2000•张兴华水基涂料[M].北京：轻工业出版社，2000•程时远.胶粘剂[M].北京：化学工业出版社，2001第二章表面活性剂§２-1概述•1930年代发展起来•1950年代随石油化工飞速发展•世界表面活性剂产量：年份1960197019801990产量（万吨）1803208007300§２-1概述•中国表面活性剂产量：年份1958196319721980198519902000产量（万吨）0.572.215.6922.5100280900表面活性剂品种结构变化§２-2表面活性和表面活性剂的概念•表面活性：能使溶剂的表面张力降低的性质•表面活性剂：在浓度很低时，表面张力随浓度急剧降低的物质。•表面活性剂的其他性质：润湿、乳化、增容、分散、起泡、消泡、渗透、抗静电、杀菌、凝聚等。§２-3表面活性剂的分子结构特点与分类•一、表面活性剂的分子结构特点：由极性的亲水基和非极性的憎水基（亲油基）•二、表面活性剂的分类按亲水基的结构分类如下：阴离子型：羧酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸盐型、磺酸盐型离子型：阳离子型：伯胺盐型、仲胺盐型、叔胺盐型、季胺盐型两性离子型:氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉型、氧化胺型非离子型：多元醇型、聚氧乙烯型特殊类型：氟表面活性剂、硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂§２-4表面活性剂的物化性质1、表面张力：2、临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂形成胶束的最低浓度3、表面活性剂的HLB值HLB值：3-67-98-1513-1515-18适用场合：w/o乳化剂润湿、渗透o/w乳化剂洗涤增容HLB值的加和性：含多种表面活性剂的混合溶液，其HLB值等于各表面活性剂的质量平均数。§２-4表面活性剂的物化性质4、胶束和增容•胶束：表面活性剂溶液超过CMC浓度后，会聚集，形成的分子或离子集合体称胶束。•增溶现象：在CMC浓度以上的表面活性剂水溶液中加入难溶解有机物时，可得到透明的水溶液的现象。§２-4表面活性剂的物化性质•5、表面活性剂的溶解性与温度的关系•克拉夫特点：使离子型表面活性剂溶解度突然增大的温度。•浊点：透明非离子型表面活性剂溶液加热变的浑浊的温度。•克拉夫特点是表面活性剂使用的温度下限，浊点是表面活性剂使用的温度上限。§２-5表面活性剂的应用性能一、润湿和渗透作用•润湿：固体表面和液体接触时，原来的固-气界面消失，形成新的固-液界面的现象。•润湿作用：使某物体润湿或加速润湿的作用。•润湿剂：使某物体润湿或加速润湿的表面活性剂。•渗透作用：通过表面活性剂来渗透物体内部的作用。•润湿角：θ•应用：纺织、农药、洗涤等。§２-5表面活性剂的应用性能二、乳化作用•乳化作用：通过表面活性剂来形成稳定乳化体的作用。•乳化剂：可明显降低O/W界面张力，形成稳定乳化体的表面活性剂。•形成稳定乳化体的条件：乳化剂的HLB值=被乳化物质的HLB值。•乳化体类型：O/W、W/O、W/O/W、O/W/O等。•应用：化妆品、农药、食品、高分子合成、石油、感光材料等。§２-5表面活性剂的应用性能三、分散作用•分散作用：使固体微粒均匀分散在液体中的作用。•分散剂：可起到分散作用的表面活性剂。•应用：染料、印染、陶瓷、涂料、超微粉制备、农药、药物。§２-5表面活性剂的应用性能四、增溶作用•应用：石油生产、洗涤、食品。五、起泡和消泡作用•起泡应用：选矿、分离、灭火•消泡应用：造纸、水处理、洗涤剂•六、柔软作用•七、抗静电作用•八、杀菌作用•九、防水作用§２-6常用表面活性剂的合成一、典型阴离子表面活性剂合成1、高级脂肪酸盐（RCOOM，M=Na、K、NH4、N（CH2CH2OH）3）•R越长，饱和度越高，其凝固点越高。•优点：温和、安全性好、生物降解性好。•缺点：低温溶解度小、抗硬水能力差。•用途：肥皂、香皂、液体洗涤剂、乳化剂等。§２-6常用表面活性剂的合成2、磺酸盐（R-SO3M）•优点：优异的发泡、去污能力、渗透性及分散性。•用途：洗衣粉、液体洗涤剂、工业清洗剂、渗透剂等。•典型产品：LAS（直链十二烷基苯磺酸钠）、烷基萘基磺酸盐（渗透剂BX、渗透剂MF、渗透剂CNF、渗透剂JFC等。）§２-6常用表面活性剂的合成3、硫酸酯盐（1）烷基硫酸酯盐(RO-SO3M,M=Na、NH4)•特点：优异的发泡、去污能力。•用途：发泡剂、洗涤剂、乳化剂、化妆品。（2）烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐(R(OCH2CH2)SO3M,M=Na、NH4)•特点：优异的发泡、去污能力，抗硬水能力强。•用途：发泡剂、洗涤剂、乳化剂、化妆品。（3）主要供应商：狮子、汉高、罗纳谱朗克等。§２-6常用表面活性剂的合成4、磷酸酯盐[（RO）2POOM，M=Na，K]•优点：对酸、碱稳定，刺激性低，易生物降解，起泡性好，抗静电，抗腐蚀性。•用途：乳化剂、液体洗涤剂、抗静电剂，抗蚀剂。§２-6常用表面活性剂的合成二、典型阳离子表面活性剂合成1、高级胺盐型（RNH2HCl）•用途：染色助剂2、低级胺盐型•用途：柔软剂•典型产品：索罗明A、萨帕明A、阿柯维尔等。§２-6常用表面活性剂的合成3、季胺盐型[R1R2N（CH3）2.Cl]•优点：刺激性低，易生物降解，优异的抗静电。•用途：乳化剂、化妆品、杀菌剂、抗静电剂。•典型产品：1831、1231、洁尔灭、新洁尔灭。§２-6常用表面活性剂的合成三、典型两性离子表面活性剂合成1、甜菜碱型[R1R2R3NCH2COO-]•优点：安全性好，刺激性低，易生物降解，起泡性好，抗静电。•用途：化妆品、液洗剂、抗静电剂、柔软剂、染色助剂等。•典型产品：BS-12、CAB、羟磺基甜菜碱。§２-6常用表面活性剂的合成三、典型两性离子表面活性剂合成2、咪唑啉型•优点：安全性好，刺激性低，易生物降解，起泡性好，抗静电。•用途：化妆品、液洗剂。3、氧化胺型§２-6常用表面活性剂的合成四、典型非离子表面活性剂合成1、烷基酚聚氧乙烯醚[R-ph-O-（C2H4O）n-H]•优点：温和、起泡性好，增溶性强、去污力强。•缺点：生物降解性较差。•用途：起泡剂、乳化剂、洗涤剂、增溶剂。•典型产品：OP乳化剂、TX-10。§２-6常用表面活性剂的合成2、脂肪醇聚氧乙烯醚[R-O-（C2H4O）n-H]•优点：温和、乳化力强。•用途：乳化剂、洗涤剂。•典型产品：AEO系列§２-6常用表面活性剂的合成3.多元型（1）吐温及司盘优点：安全性高、温和、增溶性强、乳化力强。用途：化妆品乳化剂、食品乳化剂、增溶剂。典型产品：Tween（20、40、60、80）系列、Span（20、40、60、80）系列。§２-6常用表面活性剂的合成（2）硬脂酸单甘油酯优点：安全性高、温和、乳化力强。用途：化妆品乳化剂、食品乳化剂。（3）烷基糖苷优点：安全性高、温和、乳化力强、起泡性较好。用途：化妆品乳化剂、食品乳化剂、液体洗涤剂等。§２-6常用表面活性剂的合成•3、烷醇酰胺[RCON（CH2CH2OH）2]6501或尼纳尔•优点：安全性高、温和、去污力强、起泡性好、稳泡性好、增稠性好。•用途：液体洗涤剂、乳化剂、增稠剂等。§２-6常用表面活性剂的合成五、特殊表面活性剂合成1．氟表面活性剂2．硅表面活性剂•用途：柔软剂、消泡剂等，广泛应用于纺织、化妆品、化纤、塑料等领域。3．高分子表面活性剂4．生物表面活性剂•N-酰基肌氨酸盐•N-酰基谷氨酸盐•优点：安全性高、温和、去污力强、起泡性好。用途：液体洗涤剂。§２-7肥皂一、组成：皂基、填料、香精、杀菌剂、色素等。二、生产工艺皂化盐析搅拌+助剂成型干燥包装§２-7肥皂三、常见质量问题1、出现针状结晶2、开裂3、软烂四、香皂§２-8洗衣粉一、洗衣粉中的成分构成•表面活性剂•无机助剂•有机助剂•其他助剂§２-8洗衣粉1、表面活性剂•作用：润湿、渗透、增溶、乳化、分散等，是去除污垢的主要成分。•用量：5%~30%。•常用品种：LAS、K12、AES、皂基等。§２-8洗衣粉2、无机助剂•作用：降低CMC、螯合金属离子（软化硬水）、提高污垢悬浮能力，防止再沉积，改善流动性及颗粒度等助洗作用。•常用无机助剂：NaCO3、NaSO4、三聚磷酸钠（STPP）、焦磷酸钠、磷酸钠、硅酸钠、沸石、过硼酸钠等。•用量：STPP、沸石8~40%，硅酸钠3~6%，NaSO420~45%，NaCO310~25%。§２-8洗衣粉3、有机助剂•作用：螯合、抗再沉积。•常用有机助剂：EDTA、NTA、柠檬酸三钠，CMC、聚乙二醇、PVP、聚乙烯醇等§２-8洗衣粉•4、其他助剂•荧光增白剂•酶制剂•柔软剂•杀菌剂•消泡剂•缓蚀剂•香精§２-8洗衣粉二、生产工艺1、简单吸收法2、干燥混合法3、喷雾干燥法料浆配制过滤脱气喷雾干燥送风干燥包装§２-8洗衣粉三、配方实例§２-9液体洗涤剂一、分类•洗洁精•厨房用重垢洗涤剂•玻璃清洗剂•其他家用清洗剂•工业清洗剂二、液体洗涤剂典型配方第三章化妆品§3-1概述一、化妆品定义1．化妆品定义：《化妆品卫生监督条例》规定：化妆品是以涂搽、喷洒或其他类似的方法，散布于人体表面的任何部位（皮肤、毛发、指甲、口唇等），以达到清洁、消除不良异味、护肤、美容和修饰目的的日用化工产品。§3-1概述2．化妆品的作用•清洁作用•保护作用•营养作用•美容作用•特殊功能作用：染发、烫发、脱毛、除臭、祛斑、防晒、去痘等。§3-1概述3．化妆品的特点•时代感强，更新快•高度的安全性要求•个人用品§3-1概述二、化妆品的分类1．按产品用途可分为：•清洁类•护理类•营养类•美容类•芳香类•特殊用途类：染发、烫发、脱毛、除臭、祛斑、防晒、去痘等。§3-1概述三、化妆品的安全性1．毒性试验：LD502．刺激性测试：贴膜法3．稳定性测试•耐热、耐寒性：48℃，24小时；-15℃，24小时。•离心检验4．微生物试验：大肠杆菌、绿浓杆菌、金黄色葡萄球菌等不得检出，杂菌＜100个/克。5．重金属：As、Hg、Pb§3-1概述四、化妆品发展概况1．化妆品发展的历史•4000千年前，古埃及人就使用化妆品；•公元前5世纪～公元7世