精细化工论文

-1-精细化工技术之牙膏系列教材编审委员会主审徐德辰主编娄红杰邹杨编辑李天宇仲召龙顾荣石伦朱文斌-2-前言本书是根据广泛查询相关资料，根据相关要求在经过整理改编的基础上编写出来的。全书强调扎实的理论基础，注重应用技能和生产技能的培养，具有广泛的实用性。本书具有以下特点:(1)基础理论的阐述力求概念准确，语言简洁，在满足理论必需、够用的前提下，对牙膏生产有详细的介绍。(2)本书紧密将有机精细合成与精细化工生产工艺结合，重点介绍了牙膏的组分、相关的生产技术和工艺流程。(3)教材编写中注意尽力结合生产实际，介绍最新的生产发展，为了突出成熟的生产技术，选用了有可靠数据的传统生产工艺。(4)注重将理论讲授与技能训练相结合，理论讲授贯穿其应用性，以基本技能和应用为主，实现在生产技术上的应用。(5)本书力求融知识、技能和实际为一体。全书共九章，其中石伦查阅该精细化学品的介绍、顾荣查阅该化学品的性质和特点、朱文斌查阅该化学品的反应历程、仲召龙查阅该化学品的工艺流程、李天宇查阅该化学品生产所需设备（并进行简单介绍）、邹杨查阅该化学品的操作控制查阅、徐德辰关于此化学品的关键词（并英文翻译）。最终全部资料经过编审委员会的整理、修改共将全部的牙膏生产理论生产内容分9章进行了详细的介绍。全书由徐德辰担任主审，邹杨、娄红杰担任主编。由于文献资料极多，组织编写该书涉及知识面宽泛，编者水平有限，书中难免有些问题，恳请读者指正。编者2011年12月18日-3-目录第一章牙膏的介绍……………………………………………………………5第一节牙膏的历史背景………………………………………………………5第二节牙膏的市场现状………………………………………………………6第三节牙膏的发展前景………………………………………………………6第二章生产牙膏的主要原料…………………………………………………8第一节摩擦剂…………………………………………………………………8第二节保湿剂…………………………………………………………………9第三节发泡剂………………………………………………………………10第四节定型剂………………………………………………………………11第五节增味剂………………………………………………………………12第六节水分…………………………………………………………………13第七节杀菌消毒剂…………………………………………………………13第三章摩擦剂…………………………………………………………………14第一节天然碳酸钙…………………………………………………………14第二节磷酸氢钙……………………………………………………………16第三节氢氧化铝……………………………………………………………17第四节二氧化硅……………………………………………………………19第四章保湿剂…………………………………………………………………20第一节甘油…………………………………………………………………20第二节山梨醇………………………………………………………………21第三节丙二醇………………………………………………………………22第四节聚乙二醇……………………………………………………………24第五章发泡剂…………………………………………………………………26第一节十二烷基硫酸钠……………………………………………………26第六章定型剂…………………………………………………………………27第一节瓜儿胶………………………………………………………………27第二节卡拉胶………………………………………………………………27第三节黄原胶………………………………………………………………28-4-第四节羧甲基纤维素钠……………………………………………………31第七章增味剂……………………………………………………………………32第一节香精…………………………………………………………………32第二节糖精钠………………………………………………………………33第八章水分………………………………………………………………………35第一节去离子水……………………………………………………………35第九章杀菌消毒剂………………………………………………………………38第一节焦磷酸钠……………………………………………………………38第二节甲酯…………………………………………………………………39关键词………………………………………………………………………………40结论…………………………………………………………………………………41参考文献……………………………………………………………………………43-5-第一章牙膏的介绍☞牙膏的历史背景一、“四个最早”最早的牙膏是古埃及人发明的。最早发明牙刷是英国的威廉·艾迪斯。最早的牙膏公司是美国高露洁。最早的含氟牙膏是1945在美国诞生的。二、牙膏的历史洁齿品的使用可追溯到2000-2500年前，希腊人、罗马人、希伯莱人及佛教徒的早期著作中都有使用洁牙剂的记载，早期的洁齿品主要是白垩土、动物骨粉、浮石甚至铜绿，直到十九世纪还在使用牛骨粉和乌贼骨粉制成牙粉。用食盐刷牙和盐水漱口至今也还存在。而我国唐朝时期即已有中草药健齿、洁齿的验方。十八世纪英国开始工业化生产牙粉，牙粉才作为一种商品。1840年法国人发明了金属软管，为一些日常用品提供了合适的包装，这导致了一些商品形态的改革。1893年维也钠人塞格发明了牙膏并将牙膏装入软管中，从此牙膏开始大量发展并逐渐取代牙粉。三、牙膏的诞生牙膏是在牙粉的基础上改进形成的，早期的牙粉主要用碳酸钙作为摩擦剂、以肥皂为表面活性剂。上世纪四十年代起，由于科技的迅速发展，牙膏工业也得到很大的改进，一方面是新的摩擦剂、保湿剂、增稠剂和表面活性剂的开发和应用，使牙膏产品质量不断升级换代；另一方面，牙膏还从普通的洁齿功能发展为添加药物成为防治牙病的口腔卫生用品，最突出的是加氟牙膏，使龋齿病发病率大大减少。1945年，美国在以焦磷酸钙为摩擦剂、焦磷酸锡为稳定剂的牙膏中添加氟化亚锡，研制出了世界上第一支加氟牙膏。-6-【中国从十九世纪末开始生产牙粉，1926年在上海生产第一支牙膏（三星牌）。】☞牙膏的市场现状1949年新中国诞生前夕，全国牙膏年产量仅2100万支，年人均使用牙膏0.47支。而后，中国牙膏工业得到了飞速发展。仅1998年，全国牙膏产量便达到28.07亿支，比1949年增长133.6倍，销售收入45.91亿元，实现利税6.15亿元，出口量为1.83万吨，创汇3468万美元。目前，中国牙膏的产量、功能和品种之多均居世界第一。☞牙膏的发展前景中国目前牙周不健康者高达89%，老人牙龈萎缩占97%，而35至44岁年龄段的牙周健康率仅为11.1%，严峻的牙周病形势敲响了中国人口腔健康的警钟。随着现代人生活习惯改变和工作压力增大，口腔溃疡、牙龈出血等“口腔小问题”已成为口腔健康的主要威胁。而很多人普遍不去就医，根据广告和包装上宣传的功效选择牙膏自行护理。牙膏分普通型和功效型两类，所谓功效型牙膏，是指除具有普通牙膏清洁口腔的功能外，兼有预防或减轻某些口腔问题的牙膏。2009年1-10月，我国规模以上牙膏生产企业共生产牙膏60.46亿标准支，同比增长-2.31%；实现工业总产值78.69亿元，同比增长2.97%；出口交货值达8.95亿元，同比增长-21.89%；出口交货值占工业销售产值11.7%，平均增长-24.46%。另据海关统计，2009年前三季度，我国牙膏出口5.34万吨，创汇0.95亿美元。2009年下半年以来，得益于国家刺激经济的一系列措施的有效实施，国产牙膏产销出现增长的局面。其中，2009年10月同比增长达1.92%，累计增长也比2009年最低时的6月上升了2.5个百分点。但从总体上看，金融危机对全行业的影响还是明显的。2009年我国有望生产牙膏72.548亿标准支，同比增长1%，比近几年的平均增长率低5个百分点。同时，由于金融危机对全球牙膏市场的影响要大于国内市场，2009年，我国牙膏出口量可能在7.15万吨左右，同比增长-7%，比近几年的平均增长率降低了15个百分点。-7-受金融危机的影响，2009年以来，国产牙膏生产企业加大了产品结构调整力度，且效益明显。2009年2月，牙膏业新产品实现产值5200万元；2009年10月，牙膏业新产品实现产值1.1113亿元，占工业总产值的13.24%，与2月相比增长了约100%。这说明国产牙膏生产企业加大了新产品的研发力度，加快了新产品的投产、上市周期，同时也增加了产品的附加值，提高了企业的经济效益。-8-第二章生产牙膏的主要原料☞摩擦剂1、天然碳酸钙别名方解石粉，方解石属三方晶系，色泽洁白，莫氏硬度3.0，相对密度2.6-2.8。方解石粉为白色粉末，无嗅、无味，分子式CaCO3，分子量100.9，平均粒度2-8微米，PH9.5-9.9，溶于酸而放二氧化碳；不溶于水，825℃时分解为氧化钙和二氧化碳。天然碳酸钙由色泽白、纯度高的天然方解矿石经清洗、晾干，再粉碎至通过400～500目筛，然后用内衬塑料袋的编织袋包装而成。天然碳酸钙是一种洁齿力强磨料，一般与沉淀二氧化硅结合使用，可制得洁齿力强且不损伤牙本质的牙膏。2、磷酸氢钙全称二水合磷酸氢钙，为白色粉末，分子式CaHPO4.2H2O，分子量172.10，莫氏硬度2-2.5，相对密度2.306，平均粒度12-14微米，PH7.8-8.3，溶于稀盐酸和硝酸，微溶于稀乙酸中，不溶于水和醇，50℃以上逐渐失去结晶水，190℃完全失水，红热时生成焦磷酸钙。二水合磷酸氢钙以磷酸、石灰石为主要原料，通过共沉淀反应、过滤、水洗、烘干、磨细后进行成品包装。二水合磷酸氢钙是一种温和、磨擦力低的磨料，制成膏体光洁细腻，若与无水磷酸钙复配可制得洁齿力强的牙膏。3、氢氧化铝全称α-氢氧化铝，为白色粉末，分子式Al（OH）3，分子量78，平均粒度6-9微米，PH7.5-8.5，是一种两性化合物，既溶于酸，也溶于碱。α-氢氧化铝由铝土矿通过拜耳（bayer）工艺制成。α-氢氧化铝是一种较好的磨料，质量稳定，磨擦力适中，碱性低，白度高，-9-对氟化物、氯化物有较高的相容性。4、二氧化硅（水晶膏体用）二氧化硅，分子式SiO2（无水），分子量60.08%（无水），常含10-15%的结晶水，平均粒度4-8微米，呈化学惰性，与氟化物和牙膏中的其它成分有良好的相容性，是近年来发展最快的磨料。二氧化硅由石英砂及纯碱在1200℃下溶融制成水玻璃，再在130℃下加压水化成水玻璃溶液，再与硫酸进行沉淀反应，最后经真空吸滤、干燥、气流粉碎后进行成品包装。二氧化硅的结构和颗粒度可由反应条件加以控制，从而也控制了二氧化硅的磨擦力，便于生产既有良好的清洁力又不损伤牙本质的牙膏。二氧化硅的另一特性是可以生产透明牙膏，二氧化硅的折光率为1.43-1.45，当以水、山梨醇、甘油所组成的牙膏液相折光率与二氧化硅的折光率相等时，膏体就可呈现良好的透明状态。☞保湿剂1、甘油学名丙三醇，分子式CH2OHCHOHCH2OH，分子量92.11；无色透明的粘稠液体，无毒，无臭，带有甜味；相对密度1.2613，熔点17.9℃，沸点290℃(此时分解)。吸水性强，能从空气中吸取水分，可以任意比与水、乙醇相混合；微溶于乙醚、不溶于苯、二硫化碳等有机溶剂。甘油最大的来源是皂化和水解油脂以制造肥皂和脂肪酸的副产品，也可以在油脂甲酯化制造脂肪醇的过程中获得。合成工业中，甘油可以用丙烯为原料制得，还可以由糖类发酵制得。各种方法制成的粗甘油都必须通过深度精练制得高纯度的精甘油，才能用于牙膏。甘油用于牙膏，具有优良的保湿、抗冻性能，同时，还具有抗菌性能、适口的甜味和稳定牙膏粘度的作用。一般采用铝或内衬塑料膜铁桶密封保存。-10-2、山梨醇全称D-山梨糖醇，分子式C6H8(OH)6，分子量182.17，分固体和液体两类。固体山梨醇系白色、无味、具吸湿性的晶体。味凉而甜。易溶于水、丙酮、乙酸和热乙醇，微溶于甲醇、冷乙醇。液体山梨醇澄清无色，无臭，糖浆状的水溶液含50-70