精细化学品化学习题解答

第一章绪论1、何谓精细化学品、通用化工产品？英文名称？特点？精细化学品（Fine chemicals) ：精细化工产品具有深度加工、技术密集度高、小批量生产、高附加价值、一般具有特定功能的化学品。

通用化工产品(Heavy chemicals)：从廉价、易得的天然资源（如煤、石油、天然气和农副产品等）开始，经一次或数次化学加工而制成的最基本的化工产品。

精细化学品的特点a)多品种、小批量、大量采用复配技术b)一般具有特定功能c)生产投资少、产品附加值高、利润大d)技术密集度高e)商品性强、竞争激烈2、按照本教材分类，精细化学品分成那几类？本书：18类。

1.医药和兽药。

2.农用化学品。

3.粘合剂。

4.涂料。

5.染料和颜料。

6.表面活性剂和洗涤剂、油墨。

7.塑料、合成纤维和橡胶助剂。

8.香料。

9.感光材料。

10.试剂与高纯物。

11.食品和饲料添加剂。

12.石油化学品。

13.造纸用化学品。

14.功能高分子材料。

15.化妆品。

16.催化剂。

17.生化酶。

18.无机精细化学品。

3、何谓精细化率、附加值？简述附加值与利润之间的关系。

精细化率＝精细化学品总产值/化工产品总产值。

附加值：在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值。

关系：附加值≠利润。

附加值高利润不一定高，附加值不高利润一定不高。

原因：产品加工深度大，工人工资、动力消耗、技术开发费用也会增加。

因此附加值高利润不一定高，附加值不高利润一定不高。

4、简述精细化学品的发展趋势。

1）精细化学品的品种继续增加，其发展速度继续领先。

2）精细化学品向着高性能化、专用化、系列化、绿色化方向发展。

3）大力采用高新技术，向着边缘化、交叉学科发展。

4）调整精细化学品生产经营结构，使其趋向优化。

5）精细化学品销售额快速增长、精细化率不断提高。

第二章表面活性剂1、何谓表面活性剂？按其在水溶液中的离子状态分类，表面活性剂可以分成哪几类？各举一例说明。

定义：在浓度很低时，能显著降低溶剂的界面力、改变体系的界面性质的物质称为表面活性剂。

分类：根据表面活性剂在水中电离的离子类型分为四类型：阴离子型（十二烷基苯磺酸钠LAS）、阳离子型（十二烷基三甲基氯化铵1231）、两性型（十二烷基二甲基甜菜碱BS-12）、非离子型（脂肪醇聚氧乙烯醚AEO）表面活性剂。

2、写出各种类型阴、阳、非离子和两性表面活性剂的通式及名称。

阴离子表面活性剂：RCOONa羧酸盐R-OSO3Na硫酸酯盐R-SO3Na磺酸盐R-OPO3Na2磷酸酯盐阳离子表面活性剂：两性表面活性剂：非离子表面活性剂：3、简述表面活性剂的增溶、洗涤作用原理。

增溶原理：当溶液中表面活性剂浓度大于CMC时，由于有机物溶入胶束后使水溶液对有机物的溶解度增加。

形成透明、热力学稳定、各向同性的溶液。

洗涤原理：1.加入表面活性剂后，憎水基团溶入污垢定向排列，使污垢与织物间接触角变大将污垢分割，从而减小了污垢与织物间的结合力，在较小的外力作用下污垢与织物分离。

2.洁净表面被活性剂分子占领，防止污垢再沉积到织物表面。

4、简述表面活性剂的浮选、乳化、发泡作用原理。

浮选原理：选择合适的捕集剂（一般阳离子表面活性剂，也包括脂肪胺），使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。

当矿砂表面有5%被捕集剂覆盖时，就使表面产生憎水性，憎水端部分地插入气泡，随气泡一起上升到液面，便于收集。

乳化原理：在互不相溶的两种液体中（如少量油和大量水）加入合适的表面活性剂并剧烈搅拌，油则以小液滴的形态分散在水中，搅拌速度越高则小液滴的粒度越小。

表面活性剂的亲油基溶解于油中定向排列将小油滴包围，亲水基溶于水中，使分散的油滴不能再结合成大油滴而稳定下来，形成O/W型乳液。

若水分散于油中，则形成W/O型乳液。

发泡原理：气泡是液体薄膜包围着一些气体构成的，在液膜部，表面活性剂的憎水基指向气泡部的空气，在液膜外部，表面活性剂的憎水基指向气泡外部的空气定向排列，因此气泡膜是双分子膜结构，双分子膜之间含有大量的表面活性剂溶液，表面力较低。

双分子膜具有一定的厚度和强度，使气泡稳定地存在。

5、简述表面活性剂的抗静电、防水、杀菌、驱油、分散作用原理。

抗静电原理：用表面活性剂处理纤维，表面活性剂的憎水基被纤维吸附、亲水基指向空气定向排列形成薄层，降低了纤维的摩擦力，使人感到纤维柔软滑润，同时也使静电不易产生。

再加上表面活性剂的亲水基还能从空气中吸收一些水分形成“导电的薄层”，即使产生少量的静电，也会通过“导电的薄层”将电荷传递出去，从而避免了静电。

防水原理：纤维织物、纸等由于摩擦，表面常带有负电，阳离子表面活性剂由于电荷吸引作用，能吸附在其表面上，憎水基指向空气定向排列形成防水层，即减少了相互摩擦而减少了静电的产生，也具有防水性。

杀菌原理：菌体主要是由单细胞蛋白质组成，能与蛋白质发生作用的表面活性剂（如：阳离子型）吸附于菌体定向排列，浸透菌体的细胞膜并破坏之（生化作用和阻断作用）达到杀菌的目的。

驱油原理：将表面活性剂、助剂（醇类起促进胶束形成作用）和水混合在一起，经搅动形成均匀的“胶束溶液”。

将该溶液注入到岩层中，由于胶束的增溶作用溶解原油，遇水不分层；当流过岩层时能有效地润湿岩层，洗下粘附在砂石上的原油，从而达到提高石油采收率的目的。

分散原理：表面活性剂吸附于固体颗粒表面，降低了固－液界面力，阻止了固体颗粒的再结合，稳定了固体颗粒在液体中的分散作用。

6、写出LAS（十二烷基苯磺酸钠）、AOS（α-烯基磺酸盐）、FAS（脂肪醇硫酸盐）、AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐）的合成反应式，说明其所属类别、主要应用及特点LAS：阴离子型表面活性剂特点：耐硬水、耐酸、耐碱，不易氧化，复配性好。

应用：用于工业及民用洗涤剂、造纸工业脱墨剂、石油加工驱油剂等AOS：阴离子型表面活性剂特点：具有良好的生物降解性，对硬水不敏感，对人体皮肤刺激性小。

应用：应用于复配家用洗涤剂、餐具洗涤剂、洗发香波、液体肥皂、牙膏等。

FAS：阴离子型表面活性剂特点：在强酸、强碱下易降解，但对硬水敏感。

应用：用于配制液状洗涤剂，餐具洗涤剂，牙膏、香波和化妆品，纺织用润湿和洗净剂，化工中乳化聚合的添加剂。

AES：阴离子型表面活性剂特点：具有良好的生物降解性，对硬水敏感，对人体皮肤刺激性小，起泡性好，成本低。

应用：主要应用于洗涤剂中，如餐具洗涤剂、洗发香波、泡沫浴剂、洗手液等。

ROH + nCH2CH2O RO(CH2CH2O)nHRO(CH2CH2O)n H + H2NSO3H R(OCH2CH2)n OSO3NH47、写出洁尔灭（1227）、新洁尔灭（1227溴）的合成反应式，说明其所属类别及主要应用。

阳离子型表面活性剂，用于杀菌剂、抗静电剂、匀染剂、稳定剂和消毒剂等。

8、写出AEO（脂肪醇聚氧乙烯醚）、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸单甘油酯的合成反应式，说明其所属类别及主要应用。

AEO：非离子型表面活性剂。

主要用作乳化剂、润湿剂、洗涤剂、匀染剂、脱脂剂等。

壬基酚聚氧乙烯醚：非离子型表面活性剂。

主要用于纺织印染工业的匀染剂、扩散剂、润湿剂、净洗剂，金属加工的清洗剂，皮革工业的脱脂剂，橡胶塑料的乳化剂，医药、农药的乳化剂，民用洗涤剂。

合成参见P20辛基酚聚氧乙烯醚脂肪酸单甘油酯：非离子型表面活性剂。

用于乳化剂、乳膏的基质、润滑剂和缓蚀剂。

C17H35COOH+CH2OHCHOHCH2OHNaOH180~250℃CH2OOCC17H35CHOHCH2OHCH2OOCC17H35CHOOCC17H35CH2OH+RCOOH+OCH2OH RCOOH2C CH CH2OHOH9、写出氨基酸、十二烷基二甲基甜菜碱型两性表面活性剂的合成反应式，说明其主要应用氨基酸型表面活性剂：多用于洗涤剂、润湿剂、发型剂、发泡剂、柔软剂和抗静电剂，也大量用于化妆品的配制中。

RNH 2+ClCH 2COONa RNH 2+2ClCH 2COONaR NHCH 2COONaNRCH 2COONa CH 2COONaC 12H 25NH 2+H 2CCHCOOCH 3C 12H 25NHCH 2CH 2COOCH 3C 12H 25NHCH 2CH 2COOCH 3+NaOHC 12H 25NHCH 2CH 2COONa +CH 3OH十二烷基二甲基甜菜碱型表面活性剂：洗涤剂、乳化剂、杀菌剂、柔软剂、缓蚀剂、抗静电剂ClCH 2COOH + NaOHClCH 2COONa + H 2OC 12H 25(CH 3)2 + ClCH 2COONaN CH 2COOCH 3C 12H 25CH 3+ NaCl第三章造纸化学品1.造纸的主要原料有哪几种？有效成分是什么？造纸的主要原料——植物纤维——木材、植物秸秆（如稻草、芦苇等）、棉花等。

有效成分为纤维素、半纤维素。

2.何谓造纸化学品？按造纸过程分类，造纸化学品共分为哪几大类？各举三例说明。

造纸化学品：在造纸过程中所使用的化学品叫做造纸化学品。

分类：制浆化学品：蒸煮助剂；漂白助剂；脱墨剂 抄纸化学品：浆施胶剂；助留、助滤剂；增强剂涂布化学品：涂布胶粘剂、涂布消泡剂、涂布防水剂 其他化学品：荧光增白剂、阻燃剂、抗静电剂3.在造纸的制浆过程中，采用的蒸煮助剂主要有哪几种？简述其作用原理。

4.在造纸的制浆过程中，漂白纸浆采用的漂白助剂主要有哪几种？简述其作用原理。

（1）镁的化合物（碳酸镁、氧化镁、硫酸镁）在氧－碱漂白过程中，能阻止纤维素发生氧化降解。

（2）硅酸钠（Na2SiO3）主要用于双氧水漂白工艺中。

缓冲体系pH，去除体系中的金属离子，避免双氧水的分解，提高漂白剂的利用率。

（3）磷酸盐、EDTA与金属离子形成配合物，消除金属离子对漂白剂和漂白后纸浆白度的影响。

（4）亚硫酸盐、硼氢化钠（NaBH4）利用其还原性，对各种色基有强的还原作用，提高纸浆的白度。

（5）氨基磺酸NH2SO2ONa+NaClO→NHClSO3Na+NaOHN-氯氨磺酸盐的形成减少了浆液中碳水化合物被氧化降解的机会，缩短漂白时间。

（6）尿素——H2NCONH2加热水解为氨基甲酸铵，再转化为碳酸铵，调节双氧水漂白适宜的pH10～10.5。

5.何谓施胶剂？在造纸的抄纸过程中为什么要加入施胶剂？写出羧甲基纤维素的合成反应式（表面施胶剂）。

施胶剂：用以延迟纸和纸板被水或水溶液渗透的化学品。

施胶目的：纸中纤维之间存在大量的毛细孔，而且构成纤维的纤维素和半纤维素含有亲水的羟基，能吸收水或其他液体。

用仅由纤维抄成的纸书写或印刷时，墨水或油墨会过度渗透、扩散，造成字迹不清或透印；另外纸吸水后强度下降，会影响纸的正常使用。

因此，需要施胶剂，以延迟纸和纸板被水或水溶液渗透6.何谓涂布粘胶剂？写出在造纸的涂布加工过程中常用的三种涂布粘胶剂。