7-精细化工工艺学试卷A-及-答案

1《精细化工工艺学》试卷A一、解释名词（每题1分，共15分）1．精细化工产品：凡能增进或赋予一种(类)产品以特定功能，或本身拥有特定功能的多品种、技术含量高的化学品，称为精细化工产品，有时称为专用化学品（specialitychemicals）或精细化学品（finechemicals）。2、精细化率：可以用下面的比率表示化工产品的精细化率：×100精细化工产品的总产值精细化工产值率（精细化率）＝％化工产品的总产值3、投资效率：投资效率＝附加价值／固定资产×100％4、食品添加剂：是指为了改善食品品质和食品色、香、味、形及营养价值，以及为加工工艺和保存需要而加入食品中的化学合成物质或天然物质。5、胶黏剂：通过界面的粘附和物质的内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶黏剂(adhesive)，又称为“胶粘剂或黏（粘）合剂”，习惯上简称为胶。6、基料：基料是胶黏剂的主要成分，起粘合作用，要求有良好的粘附性和湿润性。作为基料的物质可以是天然产物，也可以是人工合成的高聚物。7、活性稀释剂：是分子中含有活性基团的稀释剂，它在稀释胶粘的过程中参加化学反应，同时还能起增韧作用。8、防老剂：为了延长胶黏剂的使用寿命而加入的防止高分子化合物老化的物质，称为防老剂，它包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、变价金属抑制剂等。9、功能高分子材料：一般是指除了具有一定的力学性能之外，还具有特定功能（如导电性、光敏性、化学性、催化性和生物活性等）的高分子材料。10、智能材料：是指对环境可感知且可响应，并具有功能发现能力的新材料。11、电子信息化学品：通常是指为电子信息产业配套的专用化工材料。12、助剂：广义地讲，助剂是泛指某些材料和产品在生产和加工过程中为改进生产工艺和产品的性能而加入的辅助物质。狭义地讲，加工助剂是指那些为改善某些材料的加工性能和最终产品的性能而分散在材料中，对材料结构无明显影响的少量化学物质。助剂亦称添加剂或（专用）化学品。13、精细陶瓷：采用高度精选原料、具有精确的化学组成、按照便于进行结构设计及控制的制造方法进行制造加工的、具有优异特性的陶瓷称精细陶瓷。14、水处理剂：系指为了除去水中的大部分有害物质（如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等），得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。15、油墨：是将原稿或印版所确定的图文信息通过印刷转移到承印物表面，以形成耐久的有色图文。（每题1分，答对基本概念或内容即可）二、简述题（每小题7分，共70分）1、简述精细化工新产品的发展规律。精细化工新产品的发展一般要经历以下几个阶段：1）原型发现阶段；（2分）2）雏形发明阶段；（1分）3）性能改进阶段；（2分）4）功能扩展阶段。（2分）2、食品添加剂主要有哪些作用？主要有以下几个方面：防止食品腐败变质，延长其保藏期和货架期；改善食品感官性状；有利于食品加工操作；保持或提高食品营养价值；满足某些特殊需要。（7分，答对主要作用即可）3、简述食用天然色素的主要生产工艺流程。目前食用天然色素的生产按原料来源和色素的性质，采用以下几种工艺流程：（1）浸提法原料筛选→清洗→浸提→过滤→浓缩→干燥粉末，添溶媒成浸膏→产品包装。（2）培养法(包括微生物发酵和植物组织细胞培养)接种培养→脱水分离→除溶剂→浓缩→喷雾干燥，添加溶媒→成品包装。（3）直接粉碎法原料精选→水洗→干燥→抽提→成品包装。（4）酶反应法原料采集→筛选→清洁→干燥→抽提→酶解反应→再抽提→浓缩→溶媒添加，干燥粉剂→成品。（5）浓缩法原料挑选→清洗晾干→压榨果汁→浓缩→喷雾干燥，添加溶媒→成品。（7分，答出3种工艺即可，工艺流程可简化）4、胶黏剂有哪些成分组成？2包括基料、溶剂、固化剂、增塑剂、填料、偶联剂、交联剂、促进剂、增韧剂、增黏剂、增稠剂、稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等。（7分，写出12种以上）5、如何选择胶黏剂？其原则是什么？在综合分析胶黏剂性能的基础上，通常可根据被粘材料的极性、分子结构、结晶性、物理性质(如表面张力、溶解度参数、脆性和刚性、弹性和韧性等)及胶粘接头的功能要求(如机械强度、耐热性能、耐油特性、耐水性能、光学特性、电磁、生理效应等)来选择胶黏剂。（2分）其原则是首先根据被粘材料的可粘性确定胶黏剂的类型；其次按接头功能选取可满足指标要求的胶黏剂；最后根据实施工艺可能性，最终确定选用的胶黏剂品种。当无法找到适宜的胶黏剂时，则可通过开发新的胶黏剂、新的表面处理方法或新的粘接工艺而获得解决。（5分）6、试述配色的原则与步骤。配色原则有三个方面：①配色用的原色是红、黄、蓝三种，按不同的比例混合后可以得到一系列复色，如黄加蓝成绿，红加蓝成紫，红加黄成橙色等；②加入白色，将原色或复色冲淡，得到“饱和度”不同的颜色（即深浅度不同），如淡蓝、浅蓝、天蓝、蓝、中蓝、深蓝等；③加入不同份量的黑色，可以得到“亮度”不同的各种色彩，如灰色、棕色、褐色、草绿等。（3分）配色的步骤大致如下：⑴先要判断出色卡上颜色的主色和底色，颜色是鲜艳的还是萎暗的。⑵根据经验并运用减色法配色原理，选择可能使用的颜料。⑶将所选的每一种颜料分别分散成色浆，再分别配制成色漆，每种漆中只有单独一种颜料，将之称为单色漆料。⑷将各种单色漆料从不同比例进行配合，直至得到所要的颜色，记下所用漆料的配比及其中颜料的比例。⑸最终确定的色漆常常是由几种单色漆料配成的。如果将各种选定的颜料按确定的配比在同一研磨机中一起分散，往往能得到稳定的颜料分散体，即所谓“颜料的共分散”。若共分散得到的色泽与色卡稍有偏离，再用适量色浆或单色漆料来略加调整。（4分）7、何谓光致变色高分子材料？主要包括哪些种类及应用领域？光致变色高分子材料是含有光色基团的聚合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色的材料。（2分）光致变色高分子的种类很多，已经报道的有偶氮苯类、三苯基甲烷类、螺吡喃类、双硫腙类、氧化还原类、硫堇类等，有的聚合物在主链上带有光色基团（如聚甲川）。（2分）光致变色高分子材料可制造各种护目镜、能自动调节室内光线的窗玻璃、军事上的伪装隐蔽色、密写信息记录材料、信号显示、计算机记忆元件、感光材料和全息记录介质等。（3分）8、说明医药的来源与种类。临床用药物主要有四大来源，即化学合成法、生化法、动物脏器及植物提取法。（2分）根据医药行业的生产实际，结合医药（化学药物）的性能和临床常见病，将医药按药理作用分为心血管系统药物、抗病毒药、抗菌药物（包括抗生素）、抗精神失常药、抗炎解热镇痛药、消化系统药物、抗癌药、呼吸系统药、麻醉药、催眠药和镇静药、抗癫痫药、抗组织胺药、利尿脱水药、脑血管障碍治疗药、抗寄生虫药、降血糖药、维生素类药、激素类药、血液系统药物等。（5分）9、简要说明植物生长调节剂类型与作用。植物生长调节剂的作用有两种类型，其一是促进植物细胞的伸长、分裂，植物的生根、发芽、开花及结果，如生长素吲哚乙酸可促进RNA和蛋白质的生物合成，对细胞核的DNA合成也有促进作用；三碘苯甲酸有促进开花的作用，使大豆大幅度增产。其二是有些植物生长剂可抑制植物节间伸长、抑制侧芽、顶芽的生长等，如抑芽丹（顺丁二酰肼）可抑制烟草顶芽生长和抑制贮存期洋葱、马铃薯的发芽；矮壮素可抑制细胞伸长，但不抑制细胞分裂，从而使植株矮化、茎杆变粗、叶色变深并使植物增产。（7分）10、略述气雾剂的制备工艺流程。气雾剂的制备过程可以分为容器与阀门系统的处理与装配、内容物的配制和分装、充填抛射剂等部分。气雾剂的生产工艺流程如下：（4＋3分）抛射剂溶剂添加剂主原料混合搅拌过滤气雾剂空罐气雾剂成品洗涤充装原液压盖充装抛射剂产品检验试喷雾试漏3三、简述纳米科技与纳米材料的基本概念。并论述纳米科学技术在精细化工方面的应用领域及其前景。（共15分）纳米科技是20世纪90年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域。它是指在1～100nm尺度空内，研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。国外已将纳米材料如纳米SiO2作为添加剂加入到胶黏剂和密封胶中，使胶黏剂的粘结效果和密封胶的密封性都大大提高。其作用机理是在纳米SiO2的表面包覆一层有机材料，使之具有亲水性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO2形成网络结构掏胶体流动，固体速度加快，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。在各类涂料中添加纳米SiO2可使其抗老化性能、光洁度及强度成倍地提高，涂料的质量和档次自然升级。因纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料（即抗老化），加之其极微小颗粒的比表面积大，能在涂料干燥时很快形成网络结构，同时增加涂料的强度和光洁度。纳米Al2O3粒子加入橡胶中可提高橡胶的介电性和耐磨性。纳米SiO2可以作为抗紫外辐射、红外反射、高介电绝缘橡胶的填料。添加纳米SiO2的橡胶，弹性、耐磨性都会明显优于常规的白炭黑作填料的橡胶。纳米SiO2对塑料不仅起补强作用，而且具有许多新的特性。利用它透光、粒度小，可使塑料变得更致密，可使塑料薄膜的透明度、强度和韧性、防水性能大大提高。在有机玻璃生产时加入表机经修饰的纳米SiO2可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；在有机玻璃中添加纳米Al2O3既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。以纳米SiO2和纳米TiO2经适当配比而成的复合粉体作为纤维的添加剂，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。用SiO2+TiO2+Al2O3+ZnO四合一粉体对人造纤维进行改性的研究正在进行中。纳米微粒与树脂结合用于紫外线吸收，如防晒油、化妆品中普遍加入纳米微粒。如纳米TiO2、ZnO、SiO2等。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。（15分，根据论述的内容，酌情给分）