精细化工工艺学的习题和答案

1 第一章 绪论 1、简述精细化工的特点。多品种、小批量、技术密集度高、综合生产流程和多功能生产装置、大量采用复配技术、投资少、附加值高、利润大。 2、名词解释：精细化率：精细化工的产值在化工总产值中的比重。 3、名词解释：专用化学品：具有特定用途的功能性化学产品。

第二章 表面活性剂 □1、表面张力是一种能引起液体表面自动收缩的力，它的单位为 mN/m 。 2、名词解释：表面张力：垂直作用于液体表面单位长度与液面相切，使表面收缩的力。 3、表面张力是液体本身所具有的基本性质，温度升高，表面张力不变。( × ) 4、表面张力反映了物质分子间作用力强弱，作用力越大，表面张力也就越大。（ √ ） 5、在常温常压下，乙醇、水银、水几种液体其表面张力大小排序为： 水银 ＞水＞乙醇 。 6、具有表面活性的物质都是表面活性剂。( × ) 7、名词解释：表面活性剂 表面活性剂是这样一类物质，它能吸附在表（界）面上，在加入很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质(包括表面张力)，从而产生一系列应用功能（如润湿、乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝、增溶等）。 8、表面活性剂的结构特点表现为 具有亲油亲水双亲性的结构 。 9、表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为 离子型 表面活性剂和 非离子型 表明活性剂。 10、根据表面活性剂解离后所带电荷类型分为： 阳离子 、 阴离子 、 两性离子表面活性剂 。 11、简述表面活性剂降低水表面张力的原理。 把表面活性剂加入到水中以后，由于它具有亲水亲油结构，它就会吸附于水的表面产生一定程度的定向排列：亲油基朝向疏水的空气，亲水基朝向水中，使原来的水/气界面变成了表面活性剂/气界面，从而降低表面张力。 12、描述胶束的结构。 胶束是表面活性剂在水中形成的一种自聚体结构。这种结构表现为：表面活性剂的亲油基朝内聚居在一起形成一个疏水的内核，亲水基朝外形成一个亲水的外壳。表面活性剂的这种结构使得表面活性剂能够稳定的存在于水中。 13、列举出表面活性剂的6种应用性能。 乳化，发泡，消泡，分散，增溶，润湿，洗涤，渗透，柔顺，抗静电，防水，缓蚀，杀菌。 14、名词解释：胶束与临界胶束浓度 当表面活性剂在水中达到一定浓度时，表面活性剂的两亲性结构会使表面活性剂分子在溶液内部发生自聚：疏水基团向里靠在一起形成内核，亲水基朝外与水接触以达到稳定存在状态。表面活性剂在水中形成的这种自聚体结构就叫做胶束。 把表面活性剂开始大量形成胶束时的最低浓度也就是达到饱和吸附时的表面活性剂的浓度叫做临界胶束浓度。 15、胶束的大小可以用胶束量来表示，胶束量＝ 表面活性剂的分子量×缔合度 。 16、名词解释：亲水亲油平衡值（HLB值）。是指表面活性剂的亲水基与亲油基之间在大小和力量上的平衡关系，反映这种平衡程度的量就称之为亲水亲油平衡值（HLB值）。 17、人为规定石蜡的HLB值为 0 ，油酸的HLB值为 1 ，油酸钾的HLB值为 20 ，十二烷基磺酸钠的HLB值为 40 ，亲油基 2

越大、亲油性越强、HLB值越 小 ，相反，亲水基越大、亲水性越强，HLB值越 大 。 18、一般HLB值小于 10 认为其亲油性好，大于 10 则认为亲水性好。 19、表面活性剂的HLB值越大，其亲油性越强。( × ) 20、名词解释：克拉夫特点 也叫克拉夫特温度或临界溶解温度。在较低的温度范围内，离子型表面活性剂的溶解度随着温度的增加而增加，但当达到某一温度时，其溶解度会急剧增加，这一温度称之为克拉夫特点。 它表征的是离子型表面活性剂的溶解度与温度之间的关系，是离子型表面活性剂的特征参数。 21、名词解释：浊点 当非离子表面活性剂的水溶液被加热至一定温度时，溶液由透明变为浑浊，出现这一现象时的温度称之为浊点。 22、克拉夫特点是 离子型 表面活性剂的特征参数，浊点是 非离子型 表面活性剂的特征参数。 23、 阴离子型 表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品。 24、润湿作用：凝聚态物体表面上的一种流体被另一种与其不相混溶的流体取代的过程。一般就是指固体表面被液体覆盖的过程。

25、润湿过程分为三种类型： 沾湿 、 浸湿 、 铺展 。

26、固体的表面张力越大，液-固界面张力越小，润湿越容易发生。

（ × ）

27、接触角

液体滴在固体表面上，在液滴的固、液、气三相交界处（O点）自固－液界面（OB）经液体内部到气－液界面（OC）的夹角（contact angle），用θ表示。

24、名词解释：乳状液 互不相容的两种液体，其中一种液体以微小液滴（液珠）的形式分散在另一不相混溶的液体中构成的具有一定稳定性的多相分散体系。 25、根据分散相和分散介质的不同，乳状液的类型一般分为三种： 水包油型 、 油包水型 、复合乳状液。 26、乳状液是热力学稳定体系。（ × ） 27、简述表面活性剂的乳化稳定作用机理。 （1）表面活性剂降低界面张力从而降低乳状液体系的界面自由能； （2）表面活性剂在油水界面形成定向排列的吸附膜，增加界面强度、形成空间位阻，防止液滴之间的聚结； （3）静电排斥效应：用离子型表面活性剂制备O/W乳状液，表面活性剂吸附在油/水界面形成双电层结构，使油滴带上同性电荷，形成静电排斥效应，阻止液滴之间的聚结，提高乳状液的稳定性。 28、羧酸盐类阴离子表面活性剂不宜在酸性条件下使用。（ √ ） 29、根据亲水基的结构，阴离子表面活性剂的类型主要有 羧酸盐型 、 磺酸盐型 、 硫酸酯盐型 、 磷酸酯盐型 等几种类型。 30、羧酸盐型阴离子表面活性剂俗称为 皂类 。 31、在几种阴离子表面活性剂中，抗硬水能力有下面顺序： B 。

Wa＝γL/A＋γS/A－γS/L Wi＝γS/A－γS/L S＝γS/A － (γS/L＋γL/A)

－ΔG＝W 3

a．硫酸盐> 磺酸盐>磷酸盐>羧酸盐；b．磺酸盐>硫酸盐>磷酸盐>羧酸盐。c．磺酸盐>磷酸盐> 硫酸盐>羧酸盐；d．硫酸盐>羧酸盐>磷酸盐>磺酸盐。 32、脂肪酸皂根据反离子的不同有钠皂、钾皂、镁皂、钙皂、胺皂等，其中 钾皂 质地比较柔软， 纳皂 较硬， 胺皂 最软， 钙皂，镁皂 在水中产生沉淀。 33、肥皂制备的传统工艺是用 天然油脂 与氢氧化钠等碱类通过 皂化 反应制得。 34、十二烷基硫酸钠的抗硬水能力比十二烷基聚氧乙烯（10）醚硫酸钠强。( × ) 35、硫酸酯盐阴离子表面活性剂耐酸、耐碱性较差，热稳定性好( × ) 36、高级醇硫酸酯盐是由 高级醇 与硫酸化试剂经过硫酸化反应再经碱中和得到的产物。 37、磺酸盐阴离子表面活性剂的结构简式为： R-SO3M ，直链烷基苯磺酸盐简写为 LAS 。 38、 烷基苯磺酸盐 是目前生产和销售量最大的阴离子表面活性剂，占到整个阴离子表面活性剂产量的90％左右。 39、磷酸酯盐有 高级醇磷酸酯盐 、聚氧乙烯醚磷酸酯盐 和 烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐 几种类型，其中 聚氧乙烯醚磷酸酯盐 是非离子表面活性剂。 40、目前工业化生产的阳离子表面活性剂大都是含 氮 阳离子表面活性剂，主要有 铵盐 和 季铵盐 两大类，其中最重要的又是 季铵盐 类。 41、季铵盐阳离子表面活性剂的结构通式：

42、下面是几种表面活性剂的结构通式，其中 d 是阳离子表面活性剂， b 是阴离子表面活性剂， c 是两性离子表面活性剂， a 是非离子表面活性剂。

43、简述两性表面活性剂的应用性能特点。 a.PH适应范围宽，在相当宽的PH值范围内都具有良好的表面活性； b.复配性好，可以同所有其他类型的表面活性剂复配。 c. 对眼睛和皮肤的刺激性低。 d.具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性，甚至在海水中也可有效使用； e.对织物具有良好的柔软平滑性和抗静电性； f.具有良好的去污、乳化、起泡、润湿能力； g.具有一定的杀菌性。 44、两性表面活性剂中最重要是 氨基酸 型和 甜菜碱 型两类。 45、阳离子表面活性剂的许多应用性能都与其 阳离子吸附性 有关。 46、阳离子表面活性剂的主要应用性能包括 杀菌 、 柔软 、 抗静电 等。 47、简述非离子表面活性剂的应用特点。 （1）稳定性高，不受酸、碱、盐影响，耐硬水性好。 （2）与其他表面活性剂及添加剂的相容性好。

CH3CHCHCH

3

CH3CH

3

SO3Nab. c. a.

C12H25

CH3

NCH

2

CH3

Cld. 4

（3）具有浊点现象。 （4）具有较高的表面活性，其水溶液的表面张力低，临界胶束浓度小， 胶团聚集数大，增溶作用强，具有良好的乳化、去污能力。 （5）与离子型表面活性剂相比，其起泡能力较差。 （6）毒性低，对皮肤刺激性小。 （7）产品大部分呈液态或浆态，使用方便。 48、非离子表面活性剂主要有 聚乙二醇型 和 多元醇型 两大类. 49、在合成聚氧乙烯非离子表面活性剂中聚氧乙烯单元数又称为环氧乙烷加成数，简称为EO 数。 50、多元醇型非离子表面活性剂的亲水基是 多元醇羟基 ，其亲油基一般是 羧基 ，通过羟基与羧基之间发生酯化反应将亲油基与亲水基结合起来。 51、作为表面活性剂的脂肪酸甘油酯主要是 单脂 或 单酯和双酯 的混合物。 52、失水山梨醇脂肪酸酯的商品名为 司盘 ，根据脂肪酸的差异，Span有系列产品，常用的有Span-20（月桂酸）、Span-40（棕榈酸）、 Span-60（硬脂酸）、Span-80（油酸），均为油溶性产品。 53、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯的商品名为 吐温 。 54、阳离子表面活性剂的应用更多的是基于它的 吸附 性能而具有一些特殊的用途。 55、洁尔灭是 阳 离子表面活性剂，AEO、OP是 非 离子表面活性剂，LAS是 阴 离子表面活性剂，BS-12是 两性 离子表面活性剂。

第三章 高分子加工用助剂 1、合成材料助剂（高分子加工用助剂）是为 改善生产工艺 、 提高产品质量 或 赋予产品某些特殊的性能 在合成材料或产品的生产、加工或使用过程中所需要添加的各种辅助化学品。 2、合成材料助剂按照功能，大致可分为七类： （1） 抗老化作用的稳定化助剂；（2） 改善机械性能的助剂；（3） 改善加工性能的助剂；（ 4 ）柔软化和轻质化助剂；（5） 改善表面性能和外观的助剂；（ 6）阻燃添加剂;（7）改善流动和流变性能的助剂 3、名词解释：喷霜与出汗。：喷霜是指固体助剂从材料中析出，后者是指液体助剂从材料表面析出，也称为渗出。 4、交联剂在橡胶工业中称为 硫化剂 。 5、助剂从合成材料中损失的途径主要包括 挥发 、 抽出 、 迁移 。 6、助剂在应用中需要考虑的基本问题主要包括那些方面？ （1）助剂与聚合物的配伍性；（2）助剂的耐久性；（3）助剂对加工条件的适应性;（4）助剂对制品用途的适应性； （5）助剂之间的配伍性 7、增塑剂总产量的80－90％消耗在 PVC 制品中。 8、增塑剂通常是一些 沸点 较高、凝固点较 低 的难挥发的 液体 物质。 9、名词解释：主增塑剂和辅助增塑剂。 能与树脂高度相容、添加量可以很大的的增塑剂就是主增塑剂也叫溶剂型增塑剂。 与树脂的相容性小而不能添加多量的增塑剂就是辅助增塑剂或叫做增量剂，这种增塑剂单独使用时会出现喷霜或出汗的现象，它们只能与主增塑剂配合使用