第九章 新领域精细化学品简介

具有精细化学品的特征，且产业特征不明显的，非传统精细化工产品的化学品，即新领域精细化学品。我国曾将电子化学品、饲料添加剂、皮革化学品、油田化学品、造纸化学品、水处理化学品、生物化工、纤维素衍生物、丙烯酸及其酯、聚丙烯酰胺、气雾剂、纺织染整助剂、信息化学品、混凝土外加剂等都划分为新领域精细化学品。一、电子化学品电子工业是近30年来发展较迅速的高技术产业。以计算机和超大规模集成电路为核心的电子工业发展水平已成为衡量一个国家科技水平的重要标志。电子化学品就是为电子工业配套的专用化工产品。电子工业的发展依赖于电子化学品、电子化工材料的发展。电子化学品具有品种多、用量少、质量要求高、对环境清洁度要求苛刻、产品更新换代快等特点。目前，与电子工业配套的化学品包括超净高纯试剂、特种气体、光刻胶、塑封材料、磨抛光材料、印刷线路板生产中所用的材料（干膜抗蚀剂、清洗剂、化学镀和电镀用液及其添加剂、光致抗蚀剂、焊剂和助焊剂）等。1、超净高纯试剂超净高纯试剂的主要用途：①用于基片在涂胶前的湿法清洗；②用于在光刻过程中的蚀刻及最终的去胶；③用于硅片本身制作过程中的清洗。其用量大、消耗快。制备超净高纯试剂的常用提纯技术主要有：精馏、蒸馏、亚沸蒸馏、等温蒸馏、减压蒸馏、低温蒸馏、升华、气体吸收、化学处理、树脂交换、膜处理等技术。超净高纯试剂一般贮存于高密度聚乙烯（HDPE）、四氟乙烯和氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）所制成的容器中。注意：HF是对玻璃有腐蚀的试剂，蒸馏时用银质或聚四氟乙烯材质的设备。2、超净高纯气体P2413、塑封材料电子封装材料是指集成电路的包封体。电子封装材料主要有塑封料、陶瓷封装材料和金属封装材料。塑封材料是实现电子产品小型化、轻量化和低成本的一类重要封装材料。塑封料所使用的材料为热固性树脂，主要包括单组份环氧树脂类、酚醛类、有机硅类、聚酰亚胺类、液晶聚合物类封装材料等。4、芯片生产用光致抗蚀剂光致抗蚀剂又称光刻胶，是利用光化学反应使材料的溶解度发生变化的一种耐蚀刻薄膜材料。光刻胶是集成电路发展的关键性精细化工产品。原理：利用光化学反应，经曝光、显影，将需要的细微图形从掩膜版转移到待加工的基片上，然后进行蚀刻、扩散、离子注入、金属化等工艺处理，制成半导体芯片或印刷模版。按光刻工艺，光刻胶分为正型胶和负型胶。按曝光的波长分类有：g线（436nm曝光）、i线（365nm）、准分子激光（308nm）、DUV（248nm）、化学增幅、电子束、X射线、离子束等抗蚀剂。二、皮革化学品第一节概述概念：皮革是由动物皮（或生皮）经过一系列物理与化学的加工处理所制成的一种坚固、耐用物质，简称革。水牛皮牦牛皮皮与革原料皮生皮具有皮革加工价值的动物皮鞣制革具有不同使用性能的天然高分子材料皮革裘皮毛皮裘革人造革与合成革以织物作为底基，涂覆合成树脂合成革以浸渍的无纺布为网状层，微孔聚氨酯层作为粒面层1963年美国杜邦公司成功研制湿法聚氨酯合成革PVC人造革PU人造革人造革一、皮革加工的主要工序鲜皮浸水浸灰脱脂染色鞣制真皮酶软加脂涂饰皮革•浸水：是利用生皮充水的膨胀作用，使防腐处理过的原皮重新充水，尽量使原皮接近鲜皮状态。同时，除去生皮上的污物；使生皮中的可溶性蛋白质大部分溶于水中。•脱毛：将表皮和毛针出去，使粒面裸露，使制成革光滑美观。•浸灰：使纤维间质溶解，皮内脂肪皂化，皮内纤维组织结构松散、分开、使皮膨胀。•脱脂：是除去原料皮中所含的大量脂类。脂类不除掉，将严重影响成革的质量。脱脂方法除需要将原料皮削肉，尽量削尽皮下脂肪外，还必须采用化学的方法脱脂。•常用的化学方法有：皂化法、乳化法、溶剂法。二、皮革化学品及其分类皮革化学品的广义概念：除原料皮以外的一切制革生产用的化工材料。即基本化工材料（酸、碱、盐、氧化剂、还原剂）、酶制剂、鞣剂、加脂剂、染料、涂饰剂、助剂。主要研究内容：制革生产用助剂（鞣制剂、染色剂、加脂剂、涂饰剂、其他助剂）•拜耳公司：所生产的铬鞣剂世界闻名，所生产的双氰胺复鞣剂、植物速鞣剂、聚氨酯成膜剂、硝化棉光亮剂、移膜革的粘合剂等都是世界首创。•巴斯夫公司：生产全套皮革化学品，每1~2年都有醛类鞣剂、铝鞣剂、酪素涂饰剂、耐光的光亮剂、密胺复鞣剂等新产品面世。•赫斯特(Hoechst)公司：的皮革部主要以生产加脂剂、湿加工助剂为主，其加工爬行动物皮的材料驰名世界。•汤普勒(Trumpler)公司：是目前世界上最有名的加脂剂生产厂商。生产的加脂剂产量居世界第三名。三、皮革化学品的发展前景•科莱恩(Clariant)公司：瑞士山德士(Sandoz)公司的精细化工与专门化学部(包括皮革部)和赫斯特公司的皮革部先后加入了科莱恩(Clariant)公司，使科莱恩皮化产品的生产和销售额进入了世界前列。•德瑞(TFL)皮革化工公司：也于1996年元旦宣告成立。它是由汽巴(Ciba)公司的皮革部与德国罗姆(Rohm)公司和斯托毫森(Stockhausen)公司的皮革部联合组建而成的。•此外，荷兰的斯塔尔公司、西班牙的皮尔卡勒公司、意大利的芬尼斯(Fenice)公司、维克(Veco)公司、德国的司马(S&Z)公司、希伦塞勒赫(S&S)公司以及日本吉川、韩国韩一等皮化公司。1910年~1949年，建立起最早具有现代气息的一批制革厂，主要鞣法是硝面鞣法、烟熏、植鞣等传统鞣法。1949年~1989年，私有向国营转化的恢复发展提高阶段，技术手段、产量大大提高，铬鞣法成为轻革鞣制的主流。1990年至今，国营向民营企业、三资企业转换的迅猛发展阶段，出口不断增长、企业规模不断加大、机械化程度不断提高。我国现代制革的起步较晚，只是近百年的事情，但目前已成为世界公认的制革大国，大体经了以下几个阶段：我国制革业现状我国是公认的制革大国皮革及其制品的产量不断增长2005年规模以上企业5800多家，工业总产值3118亿元。猪和羊轻革世界第一，牛轻革世界第三。2006年全球皮革总需求量约为1.0亿平方米，相当于3亿张牛皮（标准皮）的产量，我国皮革产量折合标准皮近7000万张。每年产鞋近60亿双，占世界鞋类总产量的一半以上，皮衣和皮具综合产量居世界之首。我国制革业现状皮革工业的出口创汇不断增加2005年皮革、毛皮及制品行业进出口总值368亿美元，其中：出口额达327亿美元皮革工业的出口创在轻工行业中居第一位，按单项产品计，皮革及制品的出口创汇居全国各行业的第4位我国皮革工业目前已形成了门类齐全的研究开发、工业生产和教育的体系包括制革、毛皮、皮鞋、皮件四个主体行业皮革化工、皮革机械、皮革五金及鞋用材料四个配套行业皮革化学与工程高等教育逐渐发展我国制革业现状我国远不是制革强国缺乏科技创新意识，科技投入少；没有现代化的产品设计体系，只能跟着别人后面走；产品质量较差，品牌、名牌意识淡薄；缺乏现代营销理念，国际市场开拓能力差；制革行业，尚存在原料皮质量差、数量不足、环保治理任务繁重等问题，影响皮革工业可持续发展；皮革化工及辅助材料与国际水平差距大。我国制革业现状我国制革业现状我国当前皮革工业面临的主要问题：环境保护的压力不断加大成本提高，利润降低基础研究相对弱化粗放的增长方式及低水平扩张的倾向影响了行业的核心竞争力皮革行业在“十五”期间发展速度过快，出口依存度偏高，加大了行业的经营风险国内外皮革化学品的发展趋势无污染，环境友好；多功能、多品种；专业化、系列化；高质量、配套供应。3涂饰剂241加脂剂染料鞣制剂5助剂主要皮革化学品第二节皮革鞣制剂1、鞣制：把生皮转变成革的质变过程称为鞣制。2、鞣剂：使生皮转变成革发生质变所用的基本物质称为鞣剂。3、鞣法：铬鞣法、铝鞣法、植鞣法，以此类推。在生皮中，生皮经过浸水、酸、碱、盐、酶的处理后，生皮纤维间许多侧链的盐键、酯键、酰胺键被打开，部分主链键的肽键被打断（水解）。形成RCOOH、RNH2，增加了生皮蛋白质中活性基的数目，这些活性基团都能透入鞣革配合物内界取代不稳定配体如H2O等，与中心离子配位发生交联改性的鞣制作用，这就是鞣制原理。配位键、电价键、氢键、分子间的作用力、范德华力。鞣制剂的作用鞣制剂的作用鞣制剂将浸灰、浸酸、软化等化学作用打断、打开的键又交联缝合起来了，这就是鞣制机理。由于这种交联缝合作用，才使胶原的性质发生了本质的变化：胶原结构更加稳定，耐湿热稳定性提高，不腐烂变质，具有一定的成型性、多孔性、挠曲性和柔软丰满弹性等。这些有机鞣剂，除植物鞣剂外，一般只用于结合鞣，多用在预鞣和复鞣，也用于中和、染色、漂洗、填充等工序。皮革加脂的作用与目的：使皮革柔软、丰满、耐折、富有弹性；提高抗张强度、防水性；轻微的补充鞣制、填充、助染固色及减缓铬鞣剂外迁移等作用。第三节皮革加脂剂用于皮革加脂的加脂剂有四大类：天然加脂剂（天然动植物油脂、矿物油）改性天然油脂（硫酸化油、亚硫酸化油、硫酸化油）合成加脂剂（矿物油、合成油为原料经化学改性而成的加脂剂）复合型、多功能加脂剂化学处理手段:硫酸化、亚硫酸化、磷酸化、酰胺化、酯化、氯化、氯磺化、季氨化等；功能性加脂剂：油润型、丝光型、耐光型、防雾型、防霉型、耐水洗型、耐电解质型、填充型、接合型、柔软型等第四节皮革涂饰剂皮革涂饰的目的：1.增加美观：光滑、有光泽、色泽均匀一致2.提高耐用性：涂后革上形成保护层耐热、耐寒、耐水、耐有机溶剂、耐干湿擦等3.修正皮革表面的缺陷。4.增加花色品种：各种颜色的革。如：压花、抛光、皱纹革、套色皮革涂饰剂：是指能通过揩、刷、喷、淋等方式在皮革表面形成一层薄膜的材料。涂饰剂组成：成膜物质、着色材料、溶剂和助剂酪素、蛋白硝化纤维、醋酸纤维天然类乙烯基类聚合物聚氨酯合成类成膜剂颜料染料着色剂水有机溶剂溶剂手感剂光亮剂消光补伤剂增塑剂增稠剂渗透剂流平剂发泡剂消泡剂稳定剂填料交联剂防腐剂防水剂等助剂涂饰剂是整个涂层的基础，主要作用是粘和着色剂在皮革表面成膜以及封面（底）。的作用是使涂层颜色均匀一致，弥补或改善底层着色的不足，最后确定成革的色泽，形成具有所需光泽的、各项监牢度良好的、有一定机械强度的涂层。的基本作用是保护涂饰层，赋予革面良好的光泽和手感。底层涂饰中层涂饰顶层涂饰皮革涂饰的成膜物质具有以下性质：粘着力强薄膜的弹性、柔软性、及延伸性应与皮革一致。薄膜应具有容纳力薄膜光泽好薄膜具有良好的卫生性能薄膜具有很好的坚牢度发展（生产和使用）皮革专用染料——金属络合染料；发展液体染料（环境污染的原因）；发展的染料质量：色泽鲜艳、饱满、纯正（副色少），坚牢度好、耐水洗、耐氧化剂还原剂、耐熨烫等）溶解性好（水溶性）。第五节皮革专用染料浸水剂、脱脂剂、浸灰剂、软化剂、浸酸剂、鞣制助剂、交联剂、中和剂、渗透剂、杀菌剂、防霉剂、防水剂、防油防污剂、手感剂（蜡感剂、丝光油感、滑爽感等）、消光剂、光亮剂、漂白剂、效应革助剂（珠光效应、金属效应、仿旧效应、油变效应、蜡感效应等）。发展趋势：安全、无毒、可生物降解的表面活性剂的研究。第六节皮革专用助剂三、油田化学品中国石油现状中国的石油储备不足，中国的石油入口远远大於出口，且比例在逐年扩大，相信未来难见改善。随着经济的高速增长，中国对石油的需求也在迅速攀升。从1996年起，中国就成为继美国、日本之后的第三大石油消费国。中国未来石油供需平衡2.83.43.94.81.81.951.91.8501234562005201020152020（年）（亿吨）需求产量中国未来石油供需平衡我国石油分布图石油开采遇困难中国的石油开采主要集中在东北、华北和西北地区，海上开采能力正在高速增长之中。但是，中国在南沙群岛的石油开采一直无法进行，这是因为在美国的暗中支持下，越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打井。在陆地，中国与中亚国家的石油交易也受到美国的制约。油田化学品：解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采油收率及集运等进程中所使用的化学助剂。根据油田主要生产工艺过程，可将油田化学品分为通用化学品、砖井用化学品、油气开采用化学品、提高采收率化学品、