❶ 化学试验中除水的干燥剂有哪些
为了保持药品的干燥或对制得的气体进行干燥,必须使用干燥剂. 常用的干燥剂有三类: 第一类为酸性干燥剂,有浓硫酸、五氧化二磷、无水硫酸铜等; 第二类为碱性干燥剂,有固体烧碱、石灰和碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)等; 第三类是中性干燥剂,如无水氯化钙、无水硫酸镁等.常用干燥剂序号 名称 分子式 吸水能力 干燥速度 酸碱性 再生方式 1 硫酸钙 CaSO4 小 快 中性 在163℃(脱水温度)下脱水再生 2 氧化钡 BaO - 慢 碱性 不能再生 3 五氧化二磷 P2O5 大 快 酸性 不能再生 4 氯化钙(熔融过的) CaCl2 大 快 含碱性杂质 200℃下烘干再生 5 高氯酸镁 Mg(ClO4)2 大 快 中性 烘干再生(251℃分解) 6 三水合高氯酸镁 Mg(ClO4)2·3H2O - 快 中性 烘干再生(251℃分解) 7 氢氧化钾(熔融过的) KOH 大 较快 碱性 不能再生 8 活性氧化铝 Al2O3 大 快 中性 在(110~300)℃下烘干再生 9 浓硫酸 H2SO4 大 快 酸性 蒸发浓缩再生 10 硅胶 SiO2 大 快 酸性 120℃下烘干再生 11 氢氧化钠(熔融过的) NaOH 大 较快 碱性 不能再生 12 氧化钙 CaO - 慢 碱性 不能再生 13 硫酸铜 CuSO4 大 - 微酸性 150℃下烘干再生 14 硫酸镁 MgSO4 大 较快 中性、有的微酸性 200℃下烘干再生 15 硫酸钠 Na2SO4 大 慢 中性 烘干再生 16 碳酸钾 K2CO3 中 较慢 碱性 100℃下烘干再生 17 金属钠 Na - - 不能再生 18 分子筛 结晶的铝硅酸盐 大 较快 酸性 烘干,温度随型号而异 注:使用高氯酸盐时务必小心,碳、硫、磷及一切有机物都不能与之接触,否则会发生猛烈爆炸,造成危险.干燥适用条件序号 名称 适用物质 不适用物质 备注 1 碱石灰BaO、CaO 中性和碱性气体,胺类,醇类,醚类 醛类,酮类,酸性物质 特别适用于干燥气体,与水作用生成Ba(OH)2、Ca(OH)2 2 CaSO4 普遍适用 - 常先用Na2SO4作预干燥剂 3 NaOH、KOH 氨,胺类,醚类,烃类(干燥器),肼类,碱类 醛类,酮类,酸性物质 容易潮解,因此一般用于预干燥 4 K2CO3 胺类,醇类,丙酮,一般的生物碱类,酯类,腈类,肼类,卤素衍生物 酸类,酚类及其他酸性物质 容易潮解 5 CaCl2 烷烃类,链烯烃类,醚类,酯类,卤代烃类,腈类,丙酮,醛类,硝基化合物类,中性气体,氯化氢HCl,CO2 醇类,氨NH3,胺类,酸类,酸性物质,某些醛,酮类与酯类 一种价格便宜的干燥剂,可与许多含氮、含氧的化合物生成溶剂化物、络合物或发生反应;一般含有CaO等碱性杂质 6 P2O5 大多数中性和酸性气体,乙炔,二硫化碳,烃类,各种卤代烃,酸溶液,酸与酸酐,腈类 碱性物质,醇类,酮类,醚类,易发生聚合的物质,氯化氢HCl,氟化氢HF,氨气NH3 使用其干燥气体时必须与载体或填料(石棉绒、玻璃棉、浮石等)混合;一般先用其他干燥剂预干燥;本品易潮解,与水作用生成偏磷酸、磷酸等 7 浓H2SO4 大多数中性与酸性气体(干燥器、洗气瓶),各种饱和烃,卤代烃,芳烃,不饱和的有机化合物,醇类,酮类,酚类,碱性物质,硫化氢H2S,碘化氢HI,氨气NH3 不适宜升温干燥和真空干燥 8 金属Na 醚类,饱和烃类,叔胺类,芳烃类 氯代烃类(会发生爆炸危险),醇类,伯、仲胺类及其他易和金属钠起作用的物质,一般先用其他干燥剂预干燥;与水作用生成NaOH与H2 9 Mg(ClO4)2 含有氨的气体(干燥器) 易氧化的有机物质 大多用于分析目的,适用于各种分析工作,能溶于多种溶剂中;处理不当会发生爆炸危险 10 Na2SO4、MgSO4 普遍适用,特别适用于酯类、酮类及一些敏感物质溶液 - 一种价格便宜的干燥剂;Na2SO4常作预干燥剂 11 硅胶 置于干燥器中使用 氟化氢 加热干燥后可重复使用 12 分子筛 温度100℃以下的大多数流动气体;有机溶剂(干燥器) 不饱和烃 一般先用其他干燥剂预干燥;特别适用于低分压的干燥 13 CaH2 烃类,醚类,酯类,C4及C4以上的醇类 醛类,含有活泼羰基的化合物 作用比LiAlH4漫,但效率相近,且较安全,是最好的脱水剂之一,与水作用生成Ca(OH)2、H2 14 LiAlH4 烃类,芳基卤化物,醚类 含有酸性H,卤素,羰基及硝基等的化合物 使用时要小心.过剩的可以慢慢加乙酸乙酯将其破坏;与水作用生成LiOH、Al(OH)3与H2适用于液体的干燥剂序号 液体名称 适用干燥剂 1 饱和烃类 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),NaOH,KOH,Na,Na2SO4,MgSO4,CaSO4, CaH2,LiAlH4,分子筛 2 不饱和烃类 P2O5,CaCl2,NaOH,KOH,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaH2,LiAlH4 3 卤代烃类 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4 4 醇 类 BaO,CaO,K2CO3,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 5 酚 类 Na2SO4,硅胶 6 醛 类 CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 7 酮 类 K2CO3,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 8 醚 类 BaO,CaO,NaOH,KOH,Na,CaCl2,CaH2,LiAlH4,Na2SO4,MgSO4, CaSO4,硅胶 9 酸 类 P2O5,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 10 酯 类 K2CO3,CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaH2,硅胶 11 胺 类 BaO,CaO,NaOH,KOH,K2CO3,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 12 肼 类 NaOH,KOH,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 13 腈 类 P2O5,K2CO3,CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 14 硝基化合物 CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 15 二硫化碳 P2O5,CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶 16 碱 类 NaOH,KOH,BaO,CaO,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,硅胶适用于气体的干燥剂序号 气体名称 适用干燥剂 1 H2 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaO,BaO,分子筛 2 O2 P2O5,CaCl2, Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaO,BaO,分子筛 3 N2 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaO,BaO,分子筛 4 O3 P2O5,CaCl2 5 Cl2 CaCl2,H2SO4(浓) 6 CO P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaO,BaO,分子筛 7 CO2 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4, 分子筛 8 SO2 P2O5,CaCl2,Na2SO4,MgSO4,CaSO4,分子筛 9 CH4 P2O5,CaCl2,H2SO4(浓),Na2SO4,MgSO4,CaSO4,CaO,BaO, NaOH,KOH,Na,CaH2,LiAlH4,分子筛 10 NH3 Mg(ClO4)2,NaOH,KOH,CaO,BaO,Mg(ClO4)2,Na2SO4,MgSO4, CaSO4,分子筛 11 HCl CaCl2,H2SO4(浓) 12 HBr CaBr2 13 HI CaI2 14 H2S CaCl2 15 C2H4 P2O5 16 C2H2 P2O5,NaOH❷ 环氧树脂防水涂料怎么清洗
清洗方法:
1、要是油性的用苯类溶剂,如甲苯、二甲苯,水性树脂就用酒精、乙醇类的洗。
4、用丙酮浸泡胶层可以变软。清洗方法:用无水酒精或丙酮擦拭即可。
❸ 有机合成工艺与开发——溶剂的选择
5.1 引言
溶剂的类别:
a. 质子性溶剂,或氢键供体类溶剂(路易斯酸),例如,水、乙醇、乙酸和氨;
b. 氢键受体类溶剂(路易斯碱),例如,水、三乙胺、乙酸乙酯、丙酮和DMF;
c. 极性非质子溶剂,或称为“非羟基溶剂”,例如,DMSO、DMF和二甲基乙酰胺DMAc;
d. 氯代烷烃类溶剂,例如,二氯甲烷、氯仿和四氯化碳;
e. 氟碳类溶剂,例如,六氟异丙醇;
f. 烃类溶剂,例如,己烷、异辛烷和甲苯;
g. 离子液体;
h. 超临界气体,例如,超临界二氧化碳。
溶质被溶剂所包围的过程叫做溶剂化,水的溶剂化则被称为水合。溶剂化值指的是包围一个离子的溶剂分子数。一般来说,溶剂化程度随着电荷数的增加和离子半径的减小而增大。一个物种的反应活性随着溶剂化程度减小而提高,因为溶剂化的分子屏蔽了反应物,分散了电荷。某分子的其中一个部位可能更易于被另一种溶剂所溶剂化。比如,偶极性的非质子溶剂,例如DMSO,溶剂化阳离子,从而使另一部分的阴离子更容易反应。冠醚,常用作相转移催化剂(PTC),也类似地和阳离子形成配合物而使阴离子部位更具有活性。在溶剂混合物中两种溶剂可溶剂化分子的不同部分,使得组成混合溶剂后溶解性能比各自任何一种单一溶剂好。有个明显的例子,氢氧化钠的溶剂化程度的降低是如何影响其反应活性的:固体氢氧化钠(三分子水合物)的碱性比15%氢氧化钠(11分子水合物)碱性增强50000倍。(PTC据说能产生“裸露的阴离子”,但是少量的水是必须的,特别是对于固-液相转移反应。在研发相转移催化过程中,水分的含量是一个关键的参数。)溶剂化是选择溶剂要考虑的众多重要因素之一。
谨慎选择溶剂的重要性:
a. 给设备和操作人员提供安全、无害的大规模生产条件;
b. 溶剂的理化性质,如极性、沸点、水混溶性,影响反应的速率、两相的分离、结晶的效果及通过共沸或干燥固体除去挥发性组分;
c. 其他理化性质,如混合物的黏度影响传质和传热、副产物的形成和物理运输;
d. 回收和套用溶剂的难易程度,极大地影响产品成本(CoG)。
最好的溶剂应该能使产物从反应中直接结晶析出来。
为快速工艺放大选择溶剂的最关键原则是均相反应通常比非均相反应快得多,也容易放大。如果必须是非均相的条件,必须选择溶剂和反应条件使反应混合物是液态而易混匀的。(对于传统的氢化反应,由于是液-固-气分散体系,有效的搅拌是相当重要的。)许多情况下,产物的分离能驱动反应持续进行。最好是能结晶而不是形成沉淀或油状物,这种情况下会卷入原料。
对于有些反应过程,非均相的条件是有利的。非均相的条件可以加速反应或者减少产物在反应条件下的降解。
相转移催化剂通常用在两种不混溶的溶剂中,反应发生在有机相或界面。有时固-液相转移催化反应也用到碱类,诸如碳酸钾悬浮在反应体系中。
在某些已开发的非均相的反应中原料会随着反应的进行而溶解。某些反应全程都是悬浊液。选择对组分有一定溶解性的溶剂可提高反应效率,如往水相中的反应添加乙醇或者DMSO。某些反应,非均相的条件也可能增加副反应。
酰胺的大规模制备通常用到Schotten-Baumann反应,具体来说,将胺与酰氯或酸酐缩合,再用碱溶液中和生成的酸。如果不加碱,等摩尔量的胺和酰氯反应的理论收率只有50%。如果不加有机溶剂,产物酰胺会析出来并且夹杂原料,所以一般都用有机溶剂。用与水不混溶的有机溶剂可以减少易水解的试剂和产物的降解。
【二氯甲烷中制备酰氯,需要更加仔细的操作(Vilsmeier试剂能溶于二氯甲烷,但反应放热厉害,且产物容易消旋)。DMF不适合制备酰氯,DMF和氯化试剂能形成二甲氨基甲酰氯(DMCC),在μg/mg水平就有动物致癌性】
在pH 8以上进行Schotten-Baumann偶联反应,酰氯容易水解,并可见吖内酯的形成及消旋;而pH<7时,由于胺被质子化了,偶联反应进行得很慢。反应最好的条件是用缓冲剂调pH到8,加酰氯的同时滴加1 M氢氧化钠以维持pH在7~8之间。
一些学术研究使用的溶剂在工业生产中也许并不受欢迎。
具有较低闪点(在该温度下,蒸气能够被引燃)的溶剂会因安全问题而避免使用。易燃溶剂及溶在这些溶剂里面的试剂,如甲基锂的乙醚溶液,会被限制在地面运输。
极性是溶剂的一个关键参数。介电常数能衡量溶剂传导电荷的能力。Gutmann供体数从本质上衡量溶剂分子的路易斯碱的碱性。Hansen溶解度参数考虑了范德华力、偶极作用和氢键,Hildebrand参数则发展了它。Reichardt的π-π*吸收位置漂移的溶剂化显色。
强极性溶剂能稳定极性染料基态的能量,导致更大的π-π*越前。在溶剂中的染料颜色能指示溶解它的单一溶剂或混合溶剂的极性。
选择溶剂的时候,溶剂的沸点很重要。高沸点的溶剂,例如二甲苯,因为将溶剂残留去除到可接受的水平存在潜在的困难,所以很少选择它来分离原料药。高沸点、水溶性溶剂更容易通过萃取除去。
产物富集萃取时,乙酸乙酯被认为是一种比乙酸异丙酯更具反应活性的溶剂。实验室存在的乙酸乙酯含有过氧化物,可以氧化亚砜、胺类和酮类,后者可以得到Beayer-Villiger氧化产物【酮在过氧化物(如过氧化氢、过氧化羧酸等)氧化下得到相应的酯的化学反应。醛可以进行同样的反应,氧化的产物是相应的羧酸】;氧化剂最有可能是过氧乙酸,由乙酸乙酯水解得到的乙醇和空气生成。
乙酸异丙酯比乙酸乙酯更稳定,可与氢氧化钠水溶液共同作用将盐酸盐游离出来。当用乙酸乙酯和2M氢氧化钠处理时,使用碳酸氢钠水溶液就不会发生上述情况。制备硫酸盐时,要将乙酸乙酯改成乙酸异丙酯,因为后者在酸性条件下更难水解。用乙酸乙酯萃取伯胺,形成了一种乙酰胺,产物能萃取到二氯甲烷中。(后面一种情况,反应产物是一种甲氧基乙酰胺,在Sukuzi偶联的碱性条件下,甲氧基乙酰胺会发生部分水解。通过重结晶除去乙酰胺杂质很难。)氨、正丁胺和乙酸乙酯发生乙酰化的速度快于乙酸异丙酯,而萃取时水的存在能加速胺类的乙酰化。一般来说,用乙酸异丙酯萃取比用乙酸乙酯得到的杂质少。
NMP被认为环境友好,但因生殖毒性被重新划入二类溶剂。
2-甲基四氢呋喃在有机金属反应中很有用。购买的2-甲基四氢呋喃含有高达400 μg/mL的BHT作为稳定剂添加的,另外一种则不含添加剂;2-甲基四氢呋喃暴露在空气中生成过氧化合物的速度比四氢呋喃稍快。2-甲基四氢呋喃和HCl反应比四氢呋喃慢。3M的甲基锂溶液,溶剂可以是2-甲基四氢呋喃,也可以是二乙氧基甲烷(DEM)。
甲基乙基酮(MEK)会形成活性过氧化物,引发聚合和其他反应。在氧气存在下,MEK可用于氧化Co(II)到Co(III),是一种很有用的氧化剂。尽管MEK有合适的沸点,能与水形成共沸,也要考虑到它生成过氧化物的能力。
甲基异丁基酮(MIBK)对底层大气中臭氧的形成来说是一种高容量的溶剂,被认为生成大气臭氧的能力比乙酸异丙酯强,因此要避免使用MIBK。
5.2 使用共沸物时选择的溶剂
共沸物是恒定沸点的混合物,有着固定的摩尔组成。共沸物由两种、三种或者更多组分组成,可以是均相或非均相的。重要的共沸物是沸点降低的共沸物,即混合物的沸点比任意组分的沸点都要低。(熟悉的共沸物中,浓盐酸是个例外,形成沸点升高的共沸物。)所有非均相的共沸物的沸点都降低。不同的液体如果沸点接近就可以形成共沸物。许多有机溶剂可以与水形成共沸物,可利用这一性质除水。
共沸物的主要价值在于能有效去除反应混合物中易挥发的组分。共沸除去易挥发组分可以促进反应进行。共沸物有益于分离后处理。六甲基二硅烷(酸催化脱三甲基硅烷保护基的副产物)能和醚类、醇类、乙腈及三甲基硅醇形成共沸物。即使共沸物不能完全除去杂质组分,也能降低沸点。共沸物如果能够回收套用,也是较为经济的溶剂。
当一对共沸物的组成接近1:1时,从其中一种溶剂中分离出另一种溶剂更容易。
通常减压蒸馏时会进一步减少馏出物中较少组分的比例,如乙酸乙酯-水共沸物减压蒸馏过程,这也被称为“破坏型共沸物”。在异丙醇-水共沸物中,没有发现该现象。
5.3 选择溶剂以增加反应速率,减少杂质生成
一般来说,增加溶剂极性的效果取决于原料或中间体中是否有高浓度电荷(电荷/体积)。(有时描述为电荷局部定域较大,而电荷局部定域较小有时称为电荷分散。)极性溶剂优先溶解离子或电荷浓度高的中间体。如果中间体中电荷浓度比原料高,极性溶剂能够稳定中间体和促进其生成,因而加快反应速率。如果中间体的电荷比原料的电荷分散,极性溶剂会稳定原料,降低反应速率。自由基诱导的反应受溶剂极性的影响很小。定量的电荷局部定域/离域模型没有考虑溶剂的其他影响,例如氢键、螯合作用、温度以及反应的浓度。有时,改变溶剂也可改变反应机理。
5.4 溶剂中的杂质和反应溶剂
分子筛是最普遍有效的除水处理方法。规模化生产中,溶剂和设备一般是共沸除水,或填充过量的吸水试剂。
过氧化物可在实验室和放大常见的溶剂中生成,如异丙醇和乙酸乙酯。溶剂暴露在空气和光线中会产生氢过氧化物和其他过氧化物。一般来说,含有氢原子的化合物在自由基反应中易生成过氧化合物,例如叔碳、苄基型碳、烯丙基型碳、醚氧的α-碳、醛和醇。生成过氧化物后,问题就来了。例如过氧化异丙醚会在溶剂瓶口附近析出,或浓缩溶剂时过氧化物会富集。
检查溶剂中过氧化合物的简便检测方法:用水润湿过氧化检测试纸,然后滴一滴溶剂。碘量法滴定是一种定量的方法。BHT(大约250 μg/mL)通常添加到市售的四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中作为安全措施。放大时,浓缩四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃会添加BHT作为安全措施。蒸出溶剂时,可能会使作为稳定剂的BHT富集,干扰HPLC和其他分析。BHT经氧化可生成黄色的二聚物。
过氧化物除了可能引发安全问题,还能影响反应进程。
放大时还要注意静电的蓄积,带电荷的烃类溶剂通常是很麻烦的。非金属添加剂,例如Statsafe,已经被开发用来减少溶剂的导电性,减少静电释放的风险。一般来说,烃类静电释放的风险比较大,例如庚烷。使用多聚物和胺类的混合物作为添加剂的溶剂生产原料药,添加剂可能会被认为是原料药中的杂质。当加入少量极性溶剂时,例如异丙醇,能减少静电释放的风险。
二氯甲烷的反应活性通常会被忽略。桥头胺类,例如士的宁、奎宁及三乙烯二胺,尤其易与二氯甲烷发生反应,其次是甲基叔胺和仲胺。脯氨酸和二氯甲烷可以制备缩醛胺。由于氯的第二次取代比第一次快得多,吡啶很快形成缩醛胺。类似地,吡啶和二氯甲烷反应形成二吡啶盐,第二次取代比第一次快得多。4-二甲氨基吡啶(DMAP)反应速度是吡啶的7倍。1-羟基苯并三唑(HOBt)是多肽偶联时常用的一种催化剂,能和二氯甲烷反应。硫醇和二氯甲烷反应的活性在相转移催化反应中被忽略。格氏试剂在无水氯化铁和其他离子盐的存在下,能与二氯甲烷发生反应。镍-甜菜碱复合物和二氯甲烷发生二次反应生成手性4-氨基谷氨酸。二氯甲烷甚至能与奥氮平、氯氮平和氧氟沙星反应,他们都有一个N-甲基哌嗪基团。也许二氯甲烷是许多化合物中都包含对称亚甲基二胺的源头。应该充分考虑二氯甲烷与亲核试剂的反应活性。低沸点的二氯甲烷易挥发,不易储存,在使用过程中难以达到挥发性有机化合物排放标准,使其在生产中没有吸引力。
不要长时间储存胺类的二氯甲烷萃取液。亲核性的胺,尤其是奎宁,易和二氯甲烷反应。
四氢呋喃在酸性条件下会反应,生成开环和多聚的副产物。实验室中用甲磺酸代替硫酸就不会生成该副产物,但20 kg规模时,发现有开环副产物。在这个条件下,二甲氧基乙烷优于四氢呋喃。四氢呋喃能和酰氯、酰溴反应。四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃在酸性水溶液下水解速率很慢,可作萃取相。四氢呋喃和二甲氧基乙烷在氯气存在下会聚合放热。反应中使用2 M硼烷-四氢呋喃复合物发生过工业事故。10~50 ℃下,溶于四氢呋喃的硼烷-四氢呋喃复合物产生氢气和硼酸三丁酯,50℃以上降解生成乙硼烷。该试剂推荐在0~5 ℃下储存,在低于35 ℃下反应。
DMF可被酸或碱催化,歧化生成一氧化碳和二甲胺。N-甲基吡咯烷酮和NaH在热力学上是不稳定的。二乙氧基甲烷(DEM)在pH 2时会水解,推荐的反应条件中pH不应低于4.甲基叔丁基醚(MTBE)可在酸催化下加入叔丁醇和异丙烯生成,看起来在酸性条件下足够稳定,可以用于后处理萃取,但40 ℃下能和浓盐酸反应,更高温度下能和硫酸反应。MTBE与亚硫酰胺和溴反应放热。回流MTBE-乙醇制备某乙酯的甲磺酸盐时,叔丁酯从MTBE和乙酯的反应中沉淀出来。若之前的萃取液残留MTBE,酯类的氨甲基化就很慢;副产物是异戊烯胺,由MTBE分解产物产生。硫酸介导的腈水合时,产物常常磺化。加入甲苯利于搅拌,则伯酰胺产率高;该反应条件下部分甲苯会磺化,表现为一种代替牺牲的溶剂。在仲胺存在下,使用甲基异丁基酮(MIBK)保护伯胺。
在无水的酸性条件下使用四氢呋喃时,要考虑开环形成的副产物,生产胺盐最好用其他溶剂。
5.5 水作为溶剂
水中氢甲酰化(加氧合成过程):产物从水相中分离,只需将反应器再充满气体原料。溶于磺酸盐配体的铑催化剂被束缚在水相中,损失的那部分催化剂只有十亿分之一的范围。两相工艺使金属试剂在水相中溶解度很高。基于联苯二酚和邻二氮杂菲的磺化配体也被用于水相偶联反应。
水加速反应
在水面上的Diels-Alder反应及芳香Claisen重排相对于无溶剂反应稍有加速,比使用其他溶剂时快。加速的原因可能是因为氢键,增加了极性、疏水作用和其他性质。非均相条件下,反应自始至终是悬浊液,放大时需要额外小心。预期困难时原料、产物和杂质混在一起,如果放大转化需要加大搅拌,那么得到的是小颗粒,使得过滤和分离更加困难。水作溶剂的条件下,Click反应,水中非酸性条件下生成四氮唑。水可加速Baylis-Hillman反应,加倍4,6-二烯酮的消除。加入少量乙醇或者DMSO可加速水中的反应,这可能是由于它们起到了与表面活性剂类似的作用。
往水中加入各种表面活性剂,可形成微乳液或胶束以促进反应。羟醛反应的表面活性剂,三甲基硅基可作为保护基防止水解。水中的Sukuzi偶联用到聚乙二醇:聚乙二醇可作为表面活性剂或相转移催化剂溶解金属活性组分。表面活性剂可应用于温和的烯烃复分解反应、Sonogashira反应、Heck反应、Suzuki反应、Negishi反应以及胺化反应。
该物质一般认为是安全的(GRAS),无毒,无需处理原料药中残留的相转移催化剂。水中用相转移催化剂催化反应后,产物可萃取到有机相,含相转移催化剂的水相可在下次反应时套用。
水最佳的应用之一是催化极性物质的反应而无需保护基。酶通常能耐受分子中的各种官能团,许多酶能发挥最好活性的前提是介质中至少部分含有水。
水既不是万能的,也不是完美的理想溶剂,即使不需要后处理且廉价。负责任地处理水蒸气和回收套用的费用很大。这些后处理包括反萃挥发性溶剂、活性炭吸附及生物除污,然后再排向城市用水处理装置。此外,如果同时使用有机溶剂后处理,会丧失水中操作的优势。
5.6 溶剂的替代
被认为是廉价“绿色”溶剂
2-甲基四氢呋喃:有机金属试剂的反应、萃取及相转移催化反应
二乙氧基甲烷(DEM)
1,3-丙二醇
1,2-丙二醇:可代替2-甲氧基乙醇,食品级的已用于原料药到药物成品。
甘油:氮杂-Michael反应,作为转移氢化的溶剂和试剂,也可作为还原羰基的溶剂。
当亲脂性的产物单独形成一相时,甘油和丙二醇则显示出其优点。
当反应需要高沸点溶剂时,从产物中分离溶剂就变成一个问题。DW-therm是沸点240℃的三乙氧基硅烷的混合物,用于热环化,该溶剂可蒸馏回收;其他高沸点溶剂(DMSO、1,3,5-三异丙基苯、矿物油及四甲基亚乙基砜)效果不能满意。高沸点、水溶性溶剂便于萃取到水中除去。丙二醇被认为是合理的溶剂,ICH没有对它设置限制。聚乙二醇低毒,可作为轻度泻药,环氧乙烷的小分子衍生物,例如1,4-二氧六环,已知是有毒的。乙二醇和它的代谢产物羟基乙酸和草酸对中枢神经系统、心脏及肾脏有毒性。
二甘醇和丙二醇物理性质相似,二甘醇毒性更大。甲氧基乙醇(或称乙二醇单甲基醚)被禁止或限制使用。[甲氧基乙酸是甲氧基乙醇毒性最大的代谢物。最广泛用来代替甲氧基乙醇的溶剂是1-甲氧基-2-丙醇(PGME)及1-丁氧基-2-乙醇(EGBE)。]
EPA要求生产、进口货使用14种聚乙烯醚类用于“重要的新应用”必须提前90天通知EPA。聚乙烯醚类的清单包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲基醚、三甘醇二甲醚及四乙醇二甲醚(都是二甲基醚),避免使用乙二醇衍生物作为溶剂生产原料药的倒数第二步中间体是明智的。
安全性:二乙二醇二甲醚加热时能和金属钠或金属铝剧烈反应。NaOH介导的二甘醇在200℃下降解酿成过工业事故,估计1,2-二醇的脱水是放热的。源于乙二醇和丙三醇溶剂中的高温反应,应该在反应前先做个实验室危害评估。
碳氟化合物在水中和常规有机溶剂中溶解性都不好,这一性质使其在分离和合成中得到应用。氟化的反向硅胶色谱可以用来纯化氟化原料药。全氟类烃类价格高于传统溶剂,氟化溶剂在合成领域尚未大规模应用。三氟甲苯可以用来替代二氯甲烷,它会和强还原剂发生反应,很少应用于大规模反应。
离子液体因为其沸点较高,能够很好地减少挥发造成的损失,被认为是一种“绿色”溶剂。在合成原料药的最终步骤前好几步的地方使用这些化合物,或许可以避免毒理方面的担忧。
超临界二氧化碳(scCO2)溶解性与正己烷相似。氢气在scCO2中的溶解性要比在传统溶剂中好很多,此外还证实了用于多相催化剂催化的连续非对称氢化的可能性。原料药中痕量的钌可以用scCO2除去,残留的钌会被吸附在反应釜的壁上。scCO2色谱无论是用在分析分离还是制备分离中,都是非常快速和有效的。将晶体暴露在二氧化碳中,会导致晶型转变。限制scCO2应用的主要原因是用于控制压缩和释放二氧化碳的设备的耗费。
5.7 无溶剂反应
在无溶剂反应中,稍过量的液体反应物作溶剂,而产物往往是非晶态的。由于反应过程中不加溶剂,反应的总量很大,这种反应在淬灭的时候,容易产生高温。通过无溶剂反应来优化设计反应时非常有效的,特别是试图提升反应速率,而其他方法效果都不好时。
5.8 总结与展望
溶剂的选择需要综合考虑各种因素,而首要的一点是保证安全。在实验条件下,各组分的理化性质可能比溶剂的极性对反应的影响驱动力更大。当一个溶剂可以与一个比较难以除去的杂质共沸时,可用此溶剂除去这种难除的杂质。一般情况下,需要经过很多筛选实验才能决定哪个溶剂才是某种生产过程中最理想的溶剂。
❹ 环氧树脂乳化方法(倾尽所有)
你的关键是没有找到合适的乳化剂或乳化方法。
环氧树脂本身不溶于水,不能直接加水进行乳化,要制备稳定的水性环氧树脂乳液,必须在体系中加入亲水亲油组分或者设法在其分子链中引入强亲水链段。所以,环氧树脂水性化主要是采取外加乳化剂或在环氧树脂中引入极性基团的方法。经过长期的研究及生产实践,环氧树脂的水性化技术已发展得比较成熟。环氧树脂水乳液的制备方法可分为直接法、相反转法、自乳化法和固化剂乳化法。
最近,相反转技术在控制乳化粒子大小上有了突破性的进展。何青峰等人采用等当量聚乙二醇10000和环氧树脂E-20反应合成了不同分子结构的高分子非离子型乳化剂,并制备出了一系列水性环氧乳液。实验研究表明:在催化剂存在下,于75~85℃反应合成得到的多嵌段共聚产物具有最好的乳化效果。制备的环氧乳液具有最佳的稳定性,且粒径很小,达到300nm左右。邱东等人对不含外加乳化剂而只含固化剂的无皂相反转体系的研究更值得关注,他们在研究方面突破了乳化必须加入乳化剂的传统概念,采用固化剂与环氧树脂反应生成含有机链段的离子对,原位制备了具有乳化作用的双亲性产物,成功实现了无皂相反转。且合成的水基分散体系颗粒粒径在亚微米量级(200~300nm)。说明在没有外加乳化剂的情况下,
同样可实现相反转,而且能得到和有乳化剂存在时同样完美的结果。但其研究还有不完善的地方,还需进行深入研究。
用相反转法制得的环氧乳液粒径小,其分散相的平均粒径一般为1~2μm,乳液的稳定性好。只需加入占树脂1%~10%的乳化剂就能获得性能优良的乳液,相对其它类型的环氧树脂乳液来说成本较低,在实际应用中有一定优势。
自乳化方法(化学改性法)
自乳化方法是通过对环氧树脂分子进行改性,将离子基团或极性基团引入到环氧树脂分子的非极性链上,使它成为亲水亲油的两亲性聚合物,从而具有表面活性剂的作用。在环氧树脂中,环氧基的存在使其具有较好的反应活性,因为环氧基为三元环,张力大,C、O电负性的不同使环具有极性,容易受到亲核或亲电试剂进攻而发生开环反应;分子骨架上所悬挂的羟基虽然具有一定反应活性,但由于空间位阻,其反应程度较差。自乳化法就是利用环氧树脂中基团的反应活性将亲水性链段或基团引入到环氧树脂分子链段上,同时保证每个改性环氧树脂分子中有2个或2个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自行分散于水中形成乳液。其改性方法有酯化型、醚化型和接枝反应型。 2.1酯化反应型
酯化反应型是氢离子先将环氧环极化,酸根离子再进攻环氧环,使其开环。
(1)先使环氧树脂与不饱和脂肪酸酯化制成环氧酯,再用乙烯型不饱和二元羧酸或酸酐与环氧酯加成而引进羧基,最后经胺(碱)中和成盐。
(2)二元羧酸(酐)和环氧树脂链上的羧基或环氧基发生反应引入羧基得阴离子环氧酯,然后用叔胺中和可得稳定的水分散体。
酯化法的缺点是酯化产物中的酯键会随时间增加而水解,导致体系不稳定。为避免这一缺点,可将含羧基单体通过形成碳碳键接枝于高相对分子质量的环氧树脂上。
2.2醚化反应型
醚化反应型与酯化反应型不同,这一反应均是亲核试剂直接进攻环氧环上的C原子,目前的方法有:
(1)将环氧树脂和对位羟基苯甲酸甲酯反应,再水解、中和:
(2)将环氧树脂与巯基乙酸反应,再水解、中和:
(3)将对位氨基苯甲酸与环氧树脂反应,产物可稳定分散于合适的胺/水混合溶剂中。
张肇英等人采用此法对环氧树脂进行改性,探索出制备改性产物乳液的条件,成功地制得了稳定的水乳液,并对制备机理和影响乳液稳定性的因素进行了研究。以改性产物为原料,制备的水性涂料漆膜性能优良。美国杜邦公司利用醚化反应研制了一种环氧树脂水分散体系,特别适用于汽车涂料或工业涂料的底漆。
2.3接枝反应型
接枝反应型是通过自由基引发剂引发,丙烯酸接枝共聚将亲水组分引入环氧树脂,得到不易水解的水性化环氧树脂。一般接枝单体为甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸乙/丁酯,引发剂为过氧化苯甲酰(BPO),反应后加氨水中和制得水乳液。由于分子链中不存在酯基,最终可制得不易水解、性能稳定的水性乳液。目前,国际上先进的乳化技术是利用自由基接枝聚合法制备自乳化核壳乳液。我国的侯佩民等人开展了这方面的工作,制得了核-壳结构的环氧酯乳液。以无乳化剂环氧酯乳液为基料的水性环氧酯防锈底漆机械稳定性好,耐水性优良,防锈性能好。最近,美国专利报道了一种新的环氧树脂自乳化方法,利用环氧树脂和聚合型乳化剂反应,生成了新型水性环氧树脂。
自乳化法的主要优势在于:首先它不存在破乳现象;其次它可以与颜填料一起研磨成色浆,这样调色部分既可放在固化剂部分,又可放在环氧乳液部分,这比外加乳化剂型环氧树脂乳液的制漆性能更好。
3固化剂乳化法
D.A.Dubowik等人从改变树脂和固化剂的粒度分布出发,发明了一种新的零VOC双组分环氧树脂分散体。该体系呈现出I型和II型水性环氧体系的优点,尤其是在固化和干燥过程中,其耐雨淋能力与普通水分散体系相比尤显优势,且具有低VOC和低成本等优点。树脂和固化剂的溶解度参数对涂料的成膜影响较大,为使树脂和固化剂的溶解度参数相匹配,提高环氧涂料的性能,要求固化剂具有适当的疏水性,并与树脂有很好的相容性,为达到这一目的而开展了相关的研究。随着目前国内外对水性环氧树脂固化剂研究的深入,这一方法将有很大的应用前景。
❺ 水性环氧的生产工艺,以及配方,注意事项
环氧树脂具有优良的物理、机械、电绝缘性能及对各种材料的粘接性能,广泛应用于涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料等领域¨ 。随着工业的发展及社会的进步,人们的环保意识逐渐增强,不含挥发性有机化合物(VOC)或少含VOC、以及不含有害空气污染物(HAP)的体系已成为新型材料的研究方向 。近年来,以水为溶剂或分散介质的水性环氧树脂越来越受到重视。水性环氧树脂通常是指以微粒或液滴形式分散在以水为连续相的分散介质中而配制的稳定分散体系。一般可分为水乳型环氧树脂胶液(环氧树脂水乳液)以及水溶性环氧树脂胶液(环氧树脂水溶液)两类,既保持了溶剂型环氧树脂的优点,还具有合理的固化时间并
有着很高的交联度和很大的粘度可调范围,操作性能好,施工工具可直接用水清洗,可与其它水性聚合物体系混合使用,以及价廉、无气味、VOC含量低、不燃,储存、运输和使用过程中安全性高等特点 。
随着生产技术的不断成熟和发展,水性环氧树脂的应用前景良好。国内外已研究和开发了很多新的品种,并将其不断地推广到各个相关领域 l。
1 水性环氧树脂的制备
水性环氧树脂制备方法主要有以下几种:
1.1 直接乳化法
直接乳化法又称机械法、直接法,通过球磨机、胶体磨、超声波振荡、高速搅拌,均质机乳化等手段将环氧树脂磨碎,在乳化剂水溶液的作用下,再通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合,加热到适当的温度,在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。可采用的乳化剂有聚氧乙烯烷芳基醚(HLB=10 9~19、5)、聚氧乙烯烷基醚(HLB=10.8~16 5)、聚氧乙烯烷基酯(HLB=9 0~16 5)等,另外也可自制活性乳化剂 】。
机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单,所需乳化剂的用量较少,但乳液中环氧树脂分散相微粒的尺寸较大,约50/tm左右,粒子形状不规则且粒度分布较宽,所配得的乳液稳定性差,时间一长乳液就会分层,并且乳液的成膜性能也不是很好。
1.2 相反转法
相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,当连续相由水相向油相(或从油相向水相)转变时,在连续相转变区,体系的界面张力最低,因而分散相的尺寸最小。通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液,其分散相的平均粒径一般为1~2 ILm。
相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法,几乎可将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用并通过物理乳化的方法制得相应的乳液。用相反转法制备水性环氧树脂乳液的具体过程是在高速剪切作用下先将乳化剂和环氧树脂混合均匀,随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入蒸馏水,随着加水量的增加,整个体系逐步由油包水向水包油转变,形成均匀稳定的水可稀释体系。在这一过程中,水性环氧树脂乳液的许多性质会发生突变,如体系的粘度、导电性和表面张力等,通过测定体系乳化过程中的电导率和粘度的变化就可判断相反转是否完全。该乳化过程可在室温环境下进行,对于固体环氧树脂,则需要借助于少量有机溶剂或进行加热来降低环氧树脂的本体粘度,然后再进行乳化 -8l。
有研究按一定比例将环氧树脂和表面活性剂通过加热及过硫酸钾溶液催化,制得反应型环氧树脂乳化剂溶液,大大改善了乳化剂与环氧树脂的相容性。然后将双酚A型环氧树脂的乙二醇单乙醚溶液和反应型环氧树脂乳化剂按一定比例搅拌混合均匀,滴加蒸馏水至体系的粘度突然下降,此时体系的连续相由环氧树脂溶液相转变为水相,发生了相反转,继续高速搅拌一段U?I司后加入适量蒸馏水稀释到一定的浓度,制得水性环氧树脂乳液 l。
1.3 自乳化法
自乳化法,又称化学法,或化学改性法。在环氧树脂中,环氧基的存在使其具有较好的反应活性,因为环氧环为三元环,张力大,C、0电负性的不同使该三元环具有极性,容易受到亲核试剂或亲电试剂进攻而发生开环反应;分子骨架上所悬挂的羟基虽然具有一定反应活性,但由于空间位阻,其反应程度较差 。。。因此可在环氧树脂分子骨架中引入一定量的强亲水性基团,如磺酸基、羧酸基等酸性基团;胺基等碱性基团,聚醚等非离子基团。这些亲水性基团能帮助环氧树脂在水中分散,使改性树脂具有亲水亲油的两亲性能,当这种改性聚合物加水进行乳化时,疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒,离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面,由于带有同种电荷而相互排斥,只要满足一定的动力学条件,就可形成稳定的水性环氧树脂乳液,从而使所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即可自分散于水中形成乳液。所需亲水基团的最低数量与亲水基团的极性大小,树脂的结构以及平均相对分子质量有关。树脂的相对分子质量小,相对分子质量分布宽时,其水溶性较好。因为高相对分子质量的分子在水中的扩散速度慢,且其溶液的粘度也大,增加了分子运动的阻力。而分子间的互溶效应则可使相对分子质量分布宽时的溶液的水溶性得到改善。
如用相对分子质量为4 000~20 000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基膦化氢为催化剂进行反应,可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂,该树脂不用#F;bu-~L化剂便可溶于水,且耐水性强⋯ 。
根据反应类型的不同,可将自乳化法分为以下几类:
1.3.1 醚化反应型
由亲核试剂直接进攻环氧环上的C原子即为醚化反应型。可用的方法有:将环氧树脂和对位羟基苯甲酸甲酯反应,而后水解、中和;将环氧树脂与巯基乙酸反应,而后水解、中和;将对位氨基苯甲酸与环氧树脂反应,产物可稳定分散于合适的胺/水}昆合溶剂中[12l~
1.3.2 酯化反应型
酯化反应型与醚化反应型不同的是氢离子先将环氧环极化,酸根离子再进攻环氧环,使其开环。可行的方法有:用不饱和脂肪酸酯化环氧树脂,再将所得产物与马来酸酐反应,引入极性基;或者将不饱和脂肪酸先与马来酸酐反应,所得中间产物与环氧树脂发生酯化反应,然后中和产物上未反应的羧基。
在较激烈反应条件下,环氧树脂可以和羧酸发生酯化反应,按化学计量加入二酸,可得到含一游离羧基的环氧酯,用有机胺中和即得稳定分散体:磷酸与环氧树脂反应生成环氧磷酸酯,由于溶液有利于放热反应进行,用环氧树脂溶液反应可得最好结果,磷酸最好与水和醇一起逐步加入溶液中,反应极易制得二酯,二酯在醇作用下易解离成单磷酯,用胺中和,可得不易水解的较稳定水分散体。环氧树脂与丙烯酸树脂发生酯基转移反应,或环氧树脂与丙烯酸单体溶液反应,丙烯酸通过酯键接枝于环氧树脂上,这两种改性方法所得的水乳体系,大量用作罐头内壁涂料。目前,环氧树脂磺化水性化的报道较少,低相对分子质量的含环氧基有机物,在亚硫酸氢钠作用下可以磺化,通过这种方法有可能将低相对分子质量的环氧树脂改性,使其水性化。
酯化法的缺点是酯化产物的酯键会随U?I司增加而水解,导致体系不稳定。为避免这一缺点,可将含羧基单体通过形成碳碳键接枝于高相对分子质量的环氧树脂上 。
1.3.3 接枝型
James.T.K.Woo等人利用甲基丙烯酸单体与环氧树脂在自由基引发剂(BPO)存在的条件下进行接枝聚合,将羧基引入环氧树脂骨架中,制得水性环氧树脂。并研究发现接枝位置为环氧分子链上的脂肪0HjC原子一O—CH:一CH—CH 一O一,接枝效率低于100% ,最后产物为未接枝的环氧树脂、接枝的环氧树脂和聚丙烯酸的混合物, 由于没有酯键,用碱中和,可得稳定的水乳液。引发剂用量至少为单体量的3%, 在自由基引发剂为单体量的3% ~15%范围内,接枝率与引发剂用量呈线性关系,但过多的引发剂导致单体的自聚,或为链终止所消耗,接枝率不能保持原来的增加趋势;用所得产物制得的乳液粒子的粒径随制备时引发剂用量的增加而变小。最后产物中未反应的环氧树脂比原来的环氧树脂平均相对分子质量要低,这是因为高相对分子质量的环氧树脂有更
佳的接枝率,在高相对分子质量的环氧树脂中(数均
相对分子质量约为10 000),大约有34个重复单元O H
l一(卜一CH厂CI{-_一CH厂0一, 则有34 x 5=170个氢原
子可被自由基离解而成为单体反应的起点,而如果使用的是低相对分子质量的环氧树脂,如数均相对分子质量为1 000左右, 则在环氧骨架上约有2个0H一0一CH厂Cl_卜CH厂一0一单元,那么只有1O个氢原子可作反应起点。由于这种接枝与通过酯键接枝于环氧骨架上不同,无需形成酯键,环氧官能基对其无影响,可用苯酚或苯甲酸将环氧官能基封端 。
1.3.4 开环接枝型
选羟基含量较高的环氧树脂作骨架材料,用不饱和脂肪酸进行酯化制成环氧酯,再以不饱和二元羧酸(酐)与环氧酯的脂肪酸上的双键进行自由基引发加成反应,以引进羧基。然后加碱中和,直接加水稀释即得水性环氧乳液。如可用亚麻油酸与环氧树脂制成环氧酯后,与马来酸酐进行自由基反应制备水性环氧树脂 。
这种方法制得的粒子较细,通常为纳米级,相反转法以及直接乳化法制得的粒子较大,通常为微米级。从此意义上讲,化学法虽然制备步骤多,不易操控,且成本高,但在某些方面仍具有实际意义。
1.4 固化剂乳化法
将多元胺固化剂进行扩链、接枝、成盐,使其成为具有亲环氧树脂分子结构的水分散型固化剂,同时它作为阳离子型乳化剂对环氧树脂进行乳化,两组分混合后可制成稳定的乳液。双酚A环氧树脂和过量的二乙烯三胺反应,形成胺封端的环氧树脂加成物,真空蒸馏除去多余的二乙烯三胺,再加入单环氧基化合物将氨基上的伯氢反应掉,最后加入乙酸中和,制成酸中和的环氧树脂固化剂。此固化剂可分散于水中,向其水溶液中直接加入环氧树脂或环氧树脂乳液,均可形成稳定的水乳化环氧一胺组合物,可配制水性常温固化清漆 。
2 水性环氧树脂体系的几个重要参数“
2.1 粒子大小及其分布
粒子大小及其分布对分散体系的性质及涂层的性质是非常关键的。涂层的干燥时间、涂层的透气性等参量随粒径增大而提高;涂层的光泽、耐水性、硬度、乳液与颜料的结合力、乳液的粘度及稳定性等参量随粒径增大而减小。而粒子大小及分布主要取决于制备方法、设备、乳化剂类型及用量等因素。粒子越小,膜的硬化过程越慢,膜的最终硬度越大;相反,较大粒子会加速涂层的硬化过程,但最终硬度较小。所以,若调节体系的粒子大小,使其具有一定分布,不仅可以保证膜快速硬化,又能保证膜的最终硬度。由水性化体系的固化过程可知:粒子大,其表面的固化剂浓度高,导致快速固化;然而,随着固化的进行,固化剂向微粒内部扩散的速度变慢,使粒子的内层来不及固化,导致固化不完全,降低了膜的最终硬度。相反,小粒子表面的固化剂浓度适中,固化速度慢,使固化剂有充分时间扩散到整个微粒,使之固化完全,形成均一的完全化的硬膜。
2.2 乳化剂浓度
乳化剂浓度对环氧树脂微粒化水基化体系性质的影响也是非常显着的,不仅影响粒子大小,而且也影响涂膜的性质,如膜的硬度。随着乳化剂浓度的增加,粒子平均尺寸变小,但当乳化剂浓度较大时(如15PHR),进一步增加乳化剂浓度,平均粒子尺寸减小得不明显。此外,乳化剂含量增加,涂层的硬度显着降低。因为乳液成膜是一个由O/W变为W/0的相反转过程,过多的乳化剂分散于涂膜中,导致膜的不均匀性;同时,乳化剂分散相起着增塑作用。
但可以想象,适量的乳化剂可以作为无机填料的表面处理剂,使无机填料与树脂具有良好的相容性,从而提高涂膜性质。
2.3 其它重要参数 ¨
水性环氧树脂乳液的稳定性也是一个重要参数。无论是外加乳化剂,还是自乳化环氧树Ji~?L液,都处于热力学不稳定状态,尤其是外加乳化剂型乳液(包括外加反应性乳化剂所得的自乳化乳液),仅有一定的贮存期。首先,环氧分子能被水解成a一二醇,它不与胺固化剂反应;其次,大多用非离子表面活性剂乳化环氧树脂,而由于非离子表面活性剂的浊点问题,一旦温度升高,聚醚和水的吸附量减少,即水化层厚度降低,液滴趋向于聚结成较大粒子,最终导致两相分离。通常环氧乳液在20℃时可贮存1年;而在40℃ ,3个月即发生相分离;6o℃时贮存,稳定期不到1个月。用固体或半固体状环氧树脂制
得的环氧乳液比用液体环氧树脂制得的乳液稳定性要好,这是因为固体环氧树脂可以制得粒径较小的乳液。对于自乳化环氧树脂乳液,温度上升,乳液也会沉淀,但一旦温度下降,经搅拌又可恢复原样,稳定性较好。确保乳液长期贮存稳定的最好方法是选择适宜的乳化剂(复合型乳化剂),避免极端温度(如低于0℃ ,或高于40℃)。乳液液滴的粒径和分布对乳液的稳定性也极为重要,小粒径和窄分布会大大增加乳液的稳定性。
此外,乳液流变特性的研究有助于指导施工过程。比较水基体系与有机溶剂体系的粘度与固含量的关系可见:水基体系的粘度更大,尤其是在高固含量时更是如此。这是因为水基体系中微粒表层的乳化剂与水形成强相互作用,导致体系的粘弹性增加所致。
1 水性环氧树脂乳液的制备
众所周知,环氧树脂的亲水亲油平衡值(HI B)在3左右,是一种不溶于水也难于乳化的亲油性聚合物。为使其乳
化形成稳定乳液,目前国内外最常用的方法可归结为外加乳化剂法及自乳化法。
1 1 外加乳化剂法
这是一种藉外加乳化剂使环氧树脂乳化而形成水包油型(O/W)乳液的方法。其最主要的实施方法包括直接乳化
法及相反转法。
(1)直接乳化法Ⅲ 又称机械法 可用球磨机、胶体磨或均
化器等先将环氧树脂磨碎成粉末,然后加入乳化剂水溶液,继而再通过强烈机械搅拌将树脂粒子分散于水中而成。也可将环氧树脂和乳化剂混合后加热到适当温度,在施以激烈机械搅拌后逐渐加入水而形成乳液。乳化剂通常采用较多的有聚氧化乙烯烷基醚(HI B值为10.8-16.5)及聚氧化乙烯烷基酯(HLB值为9.0-16.5)。目前国内外陆续有许多新的乳化剂被开拓应用,如利用双酚A环氧树脂在路易斯酸催化下与聚乙二醇的反应产物,环氧树脂,聚乙二醇与多元胺作用的加成产物等。直接乳化法最大特点就是工艺简单,乳化剂用量也较少,但所得乳液中作为分散相的环氧树脂微粒粒径较大(约50 m)且粒径分布较宽,形状也不规则,乳液稳定性及成膜性相对较差。影响这~ 方法的因素颇多,除乳化剂的选择外,高效搅拌及分散时温度控制都是十分重要的。
(2)相反转法 这是一种有效制备高聚物水乳液的方法,包括从油包水(W/O)到水包油(O/W )的相转变过程,
在此过程中乳液的黏度、导电性及表面张力等诸多性质均会发生突变。在室温高速剪切作用下先将液态环氧树脂与乳化剂均匀混合,然后继续在一定剪切作用下缓慢地逐步向其中加入蒸馏水,增加到一定水量后,即出现整个体系逐步由油包水型向水包油型的转变,而形成均匀稳定并可由水稀释的乳液。若选用高分子质量固体环氧树脂,则需要加少量有机溶剂并加热以降低其本黏度,继而再行转换和乳化。这一方法的影响因素也较多,除必须有高效的高速剪切分散的设备外,乳化剂的类型、分子质量大小、使用浓度及操作温度等,实际上都对相反转过程、粒径控制及分散乳化效果有着直接影响。近来有人 对其相反转过程流变行为及相态发展进行了研究,在相反转点附近,体系油水相的界面张力最
小,此时产生的乳液具有最小分散相尺寸。
1.2 自乳化法
又称化学修饰法,这是利用环氧树脂活性基团的反应活
性将亲水性基团或链段引入到环氧树脂分子上而进行化学修饰改性的方法。这种具有疏水及亲水两性的环氧树脂,有着良好的表面活性,无需添加乳化剂而具有自乳化作用,自行分散于水中形成稳定乳液。亲水性基团及链段的引入主要是充分利用了环氧树脂分子中活性环氧基及活泼的次甲基上氢原子进行的。当然对高分子质量环氧树脂而言,还有仲羟基,但其反应活性相对要低得多。
(1)与环氧基的反应_8 因环氧基有较大张力及极性,很易与亲核试剂及亲电试剂作用而开环,方便地引入亲
水性基团及链段。例如选用氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯璜酸等小分子化合物与环氧树脂反应,则氨基使环氧基开环得到相应含羧基、磺酸基的环氧树脂,再经与氨水等碱性化合行分散于水中,也可用此产物使纯环氧
树脂进行乳化。也有用羟基苯甲酸甲酯、巯基乙酸酯等小分子化合与环氧基反应,然后再进行酯基水解和中和而引入亲水基团的。有人将丙烯酸齐聚物与环氧树脂作用,藉羧基使环氧基开环而引入含多羧基基团的环氧树脂再继而用氨水中和成盐,分散于水中形成稳定乳液。这类反应因使环氧基消失,一般需加入三聚氰胺或氮基树脂等以利固化成膜。也有人选用端环氧基聚氧化乙烯或端环氧基聚氧化丙烯乳化剂及双酚A与双酚A环氧树脂在三苯基膦化氢催化下反应.巧妙得到分别含亲水性聚氧化乙烯及聚氧化丙烯链段并含有环氧基的改性环氧树脂,不仅具有很好水分散性,且成膜后具有良好耐水性。也有以端羟基聚氧化乙烯或端羟基聚氧化丙烯代替上述双环氧乳化剂与之反应的报道。
(2)与次甲基上氢的反应 ” 有人将环氧树脂溶于溶剂,加入引发剂及亲水性单体如丙烯酸或甲基丙烯酸,加
热使引发剂分解产生初级游离基,并进攻环氧树脂次甲基使其活化而产生碳游离基成为新的活性中心,它引发单体进行聚合而使环氧树脂成为含多羧基基团亲水链的产物,用氨水中和得到了良好分散于水的稳定乳液。在游离基反应中一般对环氧基影响不大,但也有人将环氧基先用苯酚或苯甲酸或磷酸等予以保护,反应完后再予以还原。当然保护基的选择应符合易于引入,形成的中间结构能经受所处后继反应条件,并能在反应结束后不损及分子其他结构的条件下除去。
研究表明,这类接枝环氧树脂中丙烯酸链段含量对乳液稳定性影响很大。
(3)与羟基的反应 对于分子质量较大的环氧树脂中的仲羟基,虽然反应活性不及前者,但仍可以通过其反应而引入亲水基团或链段。如有人使用磷酸与其反应形成单、双或三磷酸酯环氧,用氨水中和成盐而具亲水性。也有酸酐与之反应形脂肪酸环氧,也有将不饱和脂肪酸与之反应形成不饱和脂肪酸环氧酯,再通过双键作用与顺丁烯二酸酐反应而制成水性脂肪酸环氧的报道。
1 3 改性固化剂乳化法[. ]
除上述方法外还可采用改性固化剂乳化法,它不需要先
将环氧树脂改性和乳化,而在配制使用前与改性固化剂混合乳化,这种固化剂一般由多元胺固化剂进行加成扩链、接枝、成盐而制得,非极性及具有表面活性的基团和链段的引入,不仅改善了与其环氧树脂的相容性,而且对低分子质量液体树脂有良好乳化作用,因而同时兼有乳化及交联固化功能。
如将多乙烯多胺与单环氧或多环氧化物加成使大部分伯胺氢封闭,再用双酚A环氧树脂与之加成,达适当亲水亲油平衡值后与甲醛作用使伯胺氢羟甲基化。或将过量的多烯多胺与环氧树脂加成后,用脂肪族或芳香族单环氧化合物封闭其伯胺氢,以水(或水溶性有机溶剂)稀释后,以醋酸中和部分伯胺氢。封端的作用主要在于制约伯胺基上的氢的活性。
制备中控制好HLB值可保证其良好水分散性。
2 水性环氧树脂的固化机理[18,1 9j 1 、 、
水性环氧树脂乳液在配制时根据组成及成膜后性质的
不同要求,需调节环氧与固化剂 的摩尔比,当使用分子质量较大的固体环氧时,尚需加入乙二醇醚一类的成膜助剂。颜填料则可分别添加在环氧及固化剂内,最好质量相近。由于这是一种以溶有固化剂的水为连续相,环氧树脂为分散相的多相体系,涂装后水分在适当蒸汽压条件下会逐渐挥发。有人认为随水分大部分挥发,环氧颗粒相互接触形成球体紧密堆积而聚结,而含固化剂的剩余水分则填充于其间,继而固化剂不断扩散人环氧,二者相互作用而交联固化成膜,残余水分及其他添加助剂则扩散到膜表面挥发。但随着交联固化的进行,环氧颗粒内质量增大,黏度及玻璃化转变温度升高,会大大影响固化剂向内部扩散的速度,但速度过快并不利于成膜过程的进行,透射电镜测试也显示了其相应的两相
结构,初步成膜后其固化反应实际上继续进行,到完全固化需要持续一定时间。
由水的挥发,颗粒聚结,固化剂。扩散及交联固化成膜的反应机制充分说明,水分的挥发及固化剂扩散速度是极重要的技术关键,环氧分散相的粒径愈小,固化剂与环氧的相容性愈好,少量成膜助剂的使用及合适的水蒸发的控制手段都将直接影响成膜的过程及性质。陈声锐指出 水分的蒸发分2个阶段,先是流体状态时其蒸发速率恒定,二是成膜后水分需从内部扩散到表面蒸发速率较慢,并指出固化成膜时的温度、膜厚度及环境相对湿度皆制约着水分的蒸发。
3 有待改善的问题
以水性环氧树脂为基础的水性涂料具有环境污染小,对
许多基材包括潮湿基材都有良好附着力 可与水 泥砂浆或水性聚合物配合使用,操作方便,有很好的应用前景,但实践中还是有不少问题需要予以改善。
(1)由于水的蒸汽压及蒸发潜热皆比有机溶剂高,作为
涂料涂装后水的蒸发较慢,在低温及潮湿环境下更甚,微量水分的残留常造成涂膜表干时间延长,涂膜起泡或凹陷。
(2)由于水的冰点低,作为水性涂料,其冻融稳定性较溶
剂型为差。
(3)由于水的表面张力较大,作为水性涂料大大影响了
其对基材及添加的颜填料的润湿及附着。
(4)由于水的电导率高及乳化剂存在,易使涂装金属受
到一定腐蚀。
❻ 环氧乙烷液体弄到手上怎么处理
用点汽油或者柴油等烷烃类溶剂擦洗能除去的。
❼ 化学试验中各种“无水溶剂”的处理方法
常用有机溶剂无水处理
1丙酮:沸点56.2℃,折光率1.358 8,相对密度0.789 9。
普通丙酮常含有少量的水及甲醇、乙醛等还原性杂质。其纯化方法有: ⑴于250mL丙酮中加入2.5g高锰酸钾回流,若高锰酸钾紫色很快消失,再加入少量高锰酸钾继续回流,至紫色不褪为止。然后将丙酮蒸出,用无水碳酸钾或无水硫酸钙干燥,过滤后蒸馏,收集55~56.5℃的馏分。用此法纯化丙酮时,须注意丙酮中含还原性物质不能 太多,否则会过多消耗高锰酸钾和丙酮,使处理时间增长。
⑵将100mL丙酮装入分液漏斗中,先加入4mL10%硝酸银溶液,再加入
3.6mL1mol/L氢氧化钠溶液,振摇10min,分出丙酮层,再加入无水硫酸钾或无水硫酸钙进行干燥。最后蒸馏 收集55~56.5℃馏分。此法比方法⑴要快,但硝酸银较贵,只宜做小量纯化用。
2、苯:沸点80.1℃,折光率1.501 1,相对密度0.87865。
普通苯常含有少量水和噻吩,噻吩和沸点84℃,与苯接近,不能用蒸馏的方法除去。
噻吩的检验:取1mL苯加入2mL溶有2mg吲哚醌的浓硫酸,振荡片刻,若酸层号蓝绿色,即表示有噻吩存在。
噻吩和水的除去:将苯装入分液漏斗中,加入相当于苯体积七分之一的浓硫酸,振摇使噻吩磺化,弃去酸液,再加入新的浓硫酸,重复操作几次,直到酸层呈现无色或淡黄色并检验无噻吩为止。
将上述无噻吩的苯依次用10%碳酸钠溶液和水洗至中性,再用氯化钙干燥,进行蒸馏,收集80℃的馏分,最后用金属钠脱去微量的水得无水苯。 氯仿
沸点61.7℃,折光率1.445 9,相对密度1.483 2。
氯仿在日光下易氧化成氯气、氯化氢和光气(剧毒),故氯仿应贮于棕色瓶中。市场上供应的氯仿多用1%酒精做稳定剂,以消除产生的光气。氯仿中乙醇的检验可用碘仿反应;游离氯化氢的检验可用硝酸银的醇溶液。
除去乙醇可将氯仿用其二分之一体积的水振摇数次分离下层的氯仿,用氯化
钙干燥24h,然后蒸馏。
另一种纯化方法:将氯仿与少量浓硫酸一起振动两三次。每200mL氯仿用10mL浓硫酸,分去酸层以后的氯仿用水洗涤,干燥,然后蒸馏。
除去乙醇后的无水氯仿应保存在棕色瓶中并避光存放,以免光化作用产生光气。 二氯甲烷
沸点40℃,折光率1.424 2,相对密度1.326 6。
使用二氯甲烷比氯仿安全,因此常常用它来代替氯仿作为比水重的萃取剂。普通的二氯甲烷一般都能直接做萃取剂用。如需纯化,可用5%碳酸钠溶液洗涤,再用水洗涤,然后用无水氯化钙干燥,蒸馏收集40~41℃的馏分,保存在棕色瓶中。
3、二氧六环:沸点101.5℃,熔点12℃,折光率1.442 4,相对密度1.033 6。
二氧六环能与水任意混合,常含有少量二乙醇缩醛与水,久贮的二氧六环可能含有过氧化物(鉴定和除去参阅乙醚)。二氧六环的纯化方法,在500mL二氧六环中加入8mL浓盐酸和50mL水的溶液,回流6~10h,在回流过程中,慢慢通入氮气以除去生成的乙醛。冷却后,加入固体氢氧化钾,直到不能再溶解为止,分去水层,再用固体氢氧化钾干燥24h。
然后过滤,在金属钠存在下加热回流8~12h,最后在金属钠存在下蒸馏 ,压入饥丝密封保存。精制过的1,4-二氧环己烷应当避免与空气接触。 二硫化碳
沸点46.25℃,折光率1.631 9,相对密度1.2632。
二硫化碳为有毒化合物,能使血液神经组织中毒。具有高度的挥发性和易燃性,因此,用时应避免与其蒸气接触。
对二硫化碳纯度要求不高的实验,在二硫化碳中加入少量无水氯化钙干燥几小时,在水浴55℃~65℃下加热蒸馏、收集。如需要制备较纯的二硫化碳,在试剂级的二硫化碳中加入0.5%高锰酸钾水溶液洗涤三次。除去硫化氢再用汞不断振荡以除去硫。最后用2.5%硫酸汞溶液洗涤,除去所有的硫化氢(洗至没有恶臭为止),再经氯化钙干燥,蒸馏收集 。 DMFN,N-二甲基甲酰胺 沸点149~156℃,折光率1.430 5,相对密度0.948 7。无色液体,与多数有机溶剂和水可任意混合,对有机和无机化合物的溶解性能较好。 N,N-二甲基甲酰胺含有少量水分。常压蒸馏时有些分解,产生二甲胺和一氧化碳。在有酸或碱存在时,分解加快。所以加入固体氢氧化钾(钠)在室温放置数小时后,即有部分分解。因此,最常用硫酸钙、硫酸镁、氧化钡、硅胶或分子筛干燥,然后减压蒸馏,收集76℃/4800Pa(36mmHg)的馏分。其中如含水较多时,可加入其1/10体积的苯,在常压及80℃以下蒸去水和苯,然后再用无水硫酸镁或氧化钡干燥,最后进行减压蒸馏。纯化后的N,N-二甲基甲酰胺要避光贮存。
N,N-二甲基甲酰胺中如有游离胺存在,可用2,4二硝基氟苯产生颜色来检查。
DMSO(结构简式:(CH3)2-S-O) 二甲基亚砜
沸点189℃,熔点18.5℃,折光率1.4783,相对密度1.100。二甲基亚砜能与水混合,可用分子筛长期放置加以干燥。然后减压蒸馏,收集
76℃/1600Pa(12mmHg)馏分。蒸馏时,温度不可高于90℃,否则会发生歧化反应生成二甲砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、氢化钙、氧化钡或无水硫酸钡来干燥,然后减压蒸馏。也可用部分结晶的方法纯化。
二甲基亚砜与某些物质混合时可能发生爆炸,例如氢化钠、高碘酸或高氯酸镁等应予注意。 乙醇
沸点78.5℃,折光率1.361 6,相对密度0.789 3。
制备无水乙醇的方法很多,根据对无水乙醇质量的要求不同而选择不同的方法。
若要求98%~99%的乙醇,可采用下列方法:
⑴利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性质,将苯加入乙醇中,进行分馏,在64.9℃时蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物,多余的苯在68.3与乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出,最后蒸出乙醇。工业多采用此法。
⑵用生石灰脱水。于100mL95%乙醇中加入新鲜的块状生石灰20g,回流3~5h,然后进行蒸馏。
若要99%以上的乙醇,可采用下列方法:
⑴在100mL99%乙醇中,加入7g金属钠,待反应完毕,再加入27.5g邻苯二甲二乙酯或25g草酸二乙酯,回流2~3h,然后进行蒸馏。
金属钠虽能与乙醇中的水作用,产生氢手和氢氧化钠,但所生成的氢氧化钠又与乙醇发生平衡反应,因此单独使用金属钠不能完全除去乙醇中的水,须加入过量的高沸点酯,如邻苯二甲酸二乙酯与生成的氢氧化钠作用,抑制上述反应,从而达到进一步脱水的目的。
⑵在60mL99%乙醇中,加入5g镁和0.5g碘,待镁溶解生成醇镁后,再加入900mL99%乙醇,回流5h后,蒸馏,可得到99.9%乙醇。
由于乙醇具有非常强的吸湿性,所以在操作时,动作要迅速,尽量减少转移次数以防止空气中的水分进入,同时所用仪器必须事前干燥好。 乙醚
沸点34.51℃,折光率1.352 6,相对密度0.713 78。普通乙醚常含有2%乙醇和0.5%水。久藏的乙醚常含有少量过氧化物
过氧化物的检验和除去:在干净和试管中放入2~3滴浓硫酸,1mL2%碘化钾溶液(若碘化钾溶液已被空气氧化,可用稀亚硫酸钠溶液滴到黄色消失)和1~2滴淀粉溶液,混合均匀后加入乙醚,出现蓝色即表示有过氧化物存在。除去过氧化物可用新配制的硫酸亚铁稀溶液(配制方法是FeSO4?H2O60g,100mL水和6mL浓硫酸)。将100mL乙醚和10mL新配制的硫酸亚铁溶液放在分液漏斗中洗数次,至无过氧化物为止。
醇和水的检验和除去:乙醚中放入少许高锰酸钾粉末和一粒氢氧化钠。放置后,氢氧化钠表面附有棕色树脂,即证明有醇存在。水的存在用无水硫酸铜检验。先用无水氯化钙除去大部分水,再经金属钠干燥。其方法是:将100mL乙醚放在干燥锥形瓶中,加入20~ 25g无水氯化钙,瓶口用软木塞塞紧,放置一天以上,并间断摇动,然后蒸馏,收集33~ 37℃的馏分。用压钠机将1g金属钠直接压成钠丝放于盛乙醚的瓶中,用带有氯化钙干燥管的软木塞塞住。或在木塞中插一末端拉成毛细管的玻璃管,这样,既可防止潮气浸入 ,又可使产生的气体逸出。放置至无气泡发生即可使用;放置后,若钠丝表面已变黄变粗时,须再蒸一次,然后再压入钠丝。 乙酸乙酯
沸点77.06℃,折光率1.372 3,相对密度0.900 3。
乙酸乙酯一般含量为95%~98%, 含有少量水、乙醇和乙酸。可用下法纯化:于1000mL乙酸
乙酯中加入100mL乙酸酐,10滴浓硫酸,加热回流4h,除去乙醇和水等杂质,然后进行蒸
馏。馏液用20~30g无水碳酸钾振荡,再蒸馏。产物沸点为77℃,纯度可达以99%。 甲醇
沸点64.96℃,折光率1.328 8,相对密度0.791 4。
普通未精制的甲醇含有0.02%丙酮和0.1%水。而工业甲醇中这些杂质的含量达0.5%~1%。
为了制得纯度达99.9%以上的甲醇,可将甲醇用分馏柱分馏。收集64℃的馏分,再用镁去水(与制备无水乙醇相同)。甲醇有毒,处理时应防止吸入其蒸气。 石油醚
石油醚为轻质石油产品,是低相对分子质量烷烃类的混合物。其沸程为30~150℃,收集的温度区间一般为30℃左右。有30~60℃,60~90℃,90~120℃等沸程规格的石油醚。其中含有少量不饱和烃,沸点与烷烃相近,用蒸馏法无法分离。
石油醚的精制通常将石油醚用其体积的浓硫酸洗涤2~3次,再用10%硫酸加入高锰酸钾配成的饱和溶液洗涤,直至水层中的紫色不再消失为止。然后再用水洗,经无水氯化钙干燥后蒸馏。若需绝对干燥的石油醚,可加入钠丝(与纯化无水乙醚相同)。 吡啶
沸点115.5℃,折光率1.509 5,相对密度0.981 9。
分析纯的吡啶含有少量水分,可供一般实验用。如要制得无水吡啶,可将吡啶与粒氢氧化钾(钠)一同回流,然后隔绝潮气蒸出备用。干燥的吡啶吸水性很强,保存时应将容器口用石蜡封好。
二氧六环
沸点101.5℃,熔点12℃,折光率1.442 4,相对密度1.033 6。
二氧六环能与水任意混合,常含有少量二乙醇缩醛与水,久贮的二氧六环可能含有过氧化物(鉴定和除去参阅乙醚)。二氧六环的纯化方法,在500mL二氧六环中加入8mL浓盐酸和50mL水的溶液,回流6~10h,在回流过程中,慢慢通入氮气以除去生成的乙醛。冷却后,加入固体氢氧化钾,直到不能再溶解为止,分去水层,再用固体氢氧化钾干燥24h。然后过滤,在金属钠存在下加热回流8~12h,最后在金属钠存在下蒸馏 ,压入饥丝密封保存。精制过的1,4-二氧环己烷应当避免与空气接触。
❽ 溶剂安全常识
1.【在学习溶液知识的过程中,老师提出了下面两个说法请同学们判断:
均一、稳定的液体不一定是溶液,例如水是均一、稳定的液体,水不是溶液.溶液不一定是无色的,例如硫酸铜溶液是蓝色的.(1)稀盐酸、食盐水均是溶液,属于混合物;但是二者的溶质种类不同;(2)①20℃,向100克水中加入1g食盐,达不到饱和,充分搅拌,则溶液质量为101g;②由于饱和溶液不能再溶解该种溶质,所以20°C向100g食盐饱和溶液中,加入1g食盐,不能再溶解,溶液质量仍然是100g.③20℃,向100克饱和食盐水,只是对于食盐饱和,加入0.1g氯化钾可以溶解,充分搅拌,则溶液质量为100.1g.(3)①盐酸是氯化氢气体的水溶液,易于挥发,气体的溶解度随温度的升高而降低,可以进行加热处理②由于二氧化碳能溶于水,不能用A装置收集二氧化碳;乙同学认为用A装置能收集到CO2气体,是从水的量和二氧化碳的溶解速度考虑的;植物油层可以防止二氧化碳溶于水.(4)由于盐酸是氯化氢气体的水溶液,用玻璃棒蘸取待测液,在酒精灯上加热,蒸发后留有白色印迹的是氯化钠溶液,没有的是稀盐酸故答案为:溶液是均一、稳定的混合物,例如水是均一、稳定的液体,水不是溶液;硫酸铜(1)①混合物;②溶质(2)①101②100③100.1(3)①进行加热处理;②二氧化碳能溶于水;水的量较少,并且二氧化碳的溶解速度较慢;二氧化碳溶于水(4)可行,用玻璃棒蘸取待测液,在酒精灯上加热,蒸发后留有白色印迹的是氯化钠溶液,没有的是稀盐酸.。
2.溶剂使用应注意哪些安全事项
有机溶剂大都是易燃易爆物质,有的还有一定毒性,在使用时必须注意以下几点。
① 溶剂的闪点和自燃点:有机溶剂闪点在298K (25℃)以下的就是易燃品,298 ~ 339K (25~ 66℃)之间叫做可燃品,339K (66℃ )以上的就是非易燃品。溶剂的闪点范围内,禁止与明火、火花接触。
闪点与自燃点温差较大,若达到自燃温度,溶剂自己就会燃烧,故要妥善保管,不能受热和高温烘烤。② 爆炸极限:易燃气体与空气混合后,若其蒸气所占体积比在一定范围时,燃烧后立即爆炸。
使用溶剂时应使溶剂蒸气在爆炸极限之外,以防万一。③ 溶剂的毒性:使用溶剂很难避免从呼吸道或皮肤进入人体内部再到血液中去,引起程度不同的中毒。
施工场所应有良好的通风设备,空气中有机溶剂的最高浓度不许超过规定数值,以保安全。④ 溶剂对皮肤的影响:溶剂可溶解或乳化皮肤上的脂肪,使皮肤粗糖、易裂、容易感染,应少接触或有防护设施。
3.有关溶剂油的知识
分类:按化学结构分,溶剂油则可分为链烷烃,环烷烃和芳香烃三种。实际上除乙烷,甲苯和二甲苯等少数几种纯烃化合物溶剂油外,溶剂油都是各种结构烃类的混合物。从化学构成上,可以分为链烷烃、环烷烃和芳香烃等。通常所说的6#、120#、200#溶剂油,就是链烷烃。芳香烃指苯、甲苯、二甲苯等。
按沸程分,溶剂油可分为三类:低沸点溶剂油,如6#抽提溶剂油,沸程为60-90℃;中沸点溶剂油,如橡胶溶剂油,沸程为80-120℃;高沸点溶剂油,如油漆溶剂油,沸程为140-200℃,近年来广泛使用的油墨溶剂油,其干点可高达300℃。一般情况下,60~90℃称为抽提溶剂油,即人们常说的6#溶剂油;80~120℃称为橡胶溶剂油,即人们常说的120#溶剂油;140~200℃称为油漆溶剂油,即200#溶剂油。此外,还有油墨溶剂油、干洗溶剂油等。有时,馏程的切割各个企业也会有所不同。例如,6#溶剂油,有的厂家的馏程范围是60~75℃,通常我们称之为窄6#溶剂油,以示区别。根据生产实际,120#溶剂油的馏程往往会控制在90~120℃之间。
按用途分,通常,可以分为主要用在抽出大豆油、莱籽油、花生油和骨油等动植物油脂的抽提溶剂油,用于橡胶、鞋胶、轮胎等领域的橡胶溶剂油,用于油漆、涂料工业的油漆溶剂油,等等。此外,还有洗涤溶剂油、油墨溶剂油等。根据国家标准GB1922-88,即按其98%馏出温度或干点划分溶剂油,常见的牌号有:70#香花溶剂油,90#石油醚,120#橡胶溶剂油,190#洗涤剂油,200#油漆溶剂油,260#特种煤油型溶剂。此外还有6#抽提溶剂油,航空洗涤汽油,310#彩色油墨溶剂油。农用灭蝗溶剂油等。实际上市场销售的远不止这些,生产厂家可以根据用户需要,生产各种规格溶剂油。 制备方法:
溶剂油包括切取馏分和精制两个过程。切取馏分过程通常有以下三种途径:由常压塔直接切取;将相应的轻质直馏馏分再切割成适当的窄馏分;和将催化重整抽余油进行分馏。各种溶剂油馏分一般都需要经过精制加工。以改善色泽,提高安定性,除去腐蚀性物质和降低毒性等。常用的精制方法有碱洗,白土精制和加氢精制等。主要用途:溶剂油是五大类石油产品之一。溶剂油的用途十分广泛。用量最大的首推涂料溶剂油(俗称油漆溶剂油),其次有食用油,印刷油墨,皮革,农药,杀虫剂,橡胶,化妆品,香料,医药,电子部件等溶剂油。目前约有400-500种溶剂在市场上销售,其中溶剂油(烃类溶剂,苯类化合物)占一半左右。
4.生产中常用的有机溶剂有哪些
常见的炫类有机溶剂:正己烷、环己烷、环氧乙烷、苯、甲 苯、二甲苯、苯乙烯、汽油、柴油、松节油等。
常见的卤代烃类有机溶剂:四氯化碳、二氯乙烷、氯乙烯、溴甲烷、氯仿、氯苯、三氯乙烯、氯甲烷、溴苯、二氯甲烷、三氯 乙烷、三氯甲烷等。常见的醇、二醇及其衍生物类有机溶剂:甲醇、正丙醇、乙 醇、甲醚、乙醚、苯酚、甲酚等。
常见的醛、酮类有机溶剂:甲醛、丙酮、丁酮等。常见的酸、酸酐、酯及丑胺类有机溶剂:甲酸、苯甲酸、乙 酸、醋酸酐、硝酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙烯酰胺等。
常见的含氮和含硫化合物类有机溶剂:丙烯腈、乳腈、乙 腈、丁二腈、1-硝基丙烷、硝基苯、甲胺、二甲胺、三甲胺、硝基 乙烷、苯胺、硝基苯、环己胺、硝基甲烷、氯化舍(三氯硝基甲 烧)、二硫化碳等。 属于高毒物品的有机溶剂有:N-甲基苯胺、N-异丙基苯胺、I苯胺,丙烯腈,X祢基杂,对硝基氯苯/二硝基氯苯,二苯胺、二甲基苯胺、二硫化碳、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、甲(基)肼、硫酸二甲酯、氯化萘、氯甲基醚、氯乙烯、偏二甲基肼、硝基苯。
5.施涂常用溶剂时的注意事项有哪些
苯苯的毒性较大,极易燃烧,与氧化剂接触反应剧烈,易产生和积聚静电。
醋酸乙酯醋酸乙酯易燃,与氧化剂接触可引起燃烧。乙醇乙醇易燃,与氧化剂反应剧烈。
甲苯甲苯有毒,遇明火、高温能燃烧,易产生和积聚静电。三氯乙烯三氯乙烯对铝、镁合金有一定的腐蚀作用,毒性小,去污能力强。
醋酸丁酯醋酸丁酯毒性小,溶解力次于醋酸乙酯,挥发速度中等。正丁醇正丁醇味难闻,有一定毒性,与氧化剂接触能引起燃烧。
乙醇单丁醚乙醇单丁醚挥发慢,可防止漆膜泛白、结皮。二氯乙烷二氯乙烷非易燃品,蒸气对人体毒害大。
二甲苯二甲苯有毒,遇明火、高温能燃烧,易产生和积聚静电。丙酮丙酮易燃,挥发极快,手触极冷,有毒。
环己酮环己酮遇明火、高温、氧化剂有燃烧危险。松香水松香水遇明火、高温、氧化剂有起火危险,遇硝酸会立即起火。
6.什么是有机溶剂
有机溶剂是油墨连结料中的主要成分。
它使油墨具有一定的 流动性,当油墨转移到纸张上后,挥发性大的溶剂迅速挥发,挥发 性小的溶剂靠毛细管作用渗入纸张内部,这样就使得留在纸张表 面的树脂连结料固着在纸张表面并干燥。连结料中使用的溶剂品 种很多。
芳香烃类溶剂有苯、甲苯、二甲苯;醇类溶剂有乙醇、异丙 醇、叔丁醇;酯类如乙酸乙酯、乙酸丁酯;酮类溶剂有丙酮、丁酮。①有机溶剂挥发速度。
油墨挥发干燥的速度首先取决于油墨中 溶剂的挥发速度。溶剂的挥发速度可以用每分钟内每平方厘米面积 上溶剂挥发的毫克数来表示,即用mg/(cm2 • min)来表示,也可以用 1 ml溶剂在过滤纸上完全挥发所用时间(S)数值来表示。
②溶剂的溶解力(溶剂力)。常用溶解性参数和氢键指数的差 值来分析。
氢键指数即氢键强度指数,是用来描述氢键强度的。 当两者的差值很小或两值近似时,其溶解性良好,反之则差;差值 相当大时,则不溶解;介于两者之间时,则发生部分溶解或溶胀。
这种分析方法,对正确使用稀释剂以及分析油墨与承印面的黏附 牢度是很有用处的。 一般情况下,极性较强的体系(如氢键体系),若两种物质的溶 解性参数相近且氢键属同一等级强度时,可以相溶;非(或弱)极性 体系,只要两种物质的溶解性差小于1。
5,即可相溶。
❾ 怎样让丙烯酸树脂和异构烷烃溶剂相溶
晚上好,已经是生产出来的成品丙烯酸酯据我了解绝大多数都是难溶于纯烷烃的比如D-80或者6#溶剂油,甚至有很多和异构芳香烃兼容性也差——丙烯酸酯本身由于结构上就具有极性基团使得它与烷烃几乎不相容,如果可以前期做改性比如改性成脂肪族或者芳香族丙烯酸酯亲油就能增加与正构和异构烷烃的亲和力了请酌情参考。一般来说醇、醚、烷烃和胺都是丙烯酸树脂的不良溶剂没有办法改善它们的溶解性能(加进去只会使已经溶解的丙烯酸树脂黏度变高)。异构烷烃只与C5C9石油树脂、萜烯、松香甘油酯、SBS和PS这些非极性树脂良好互溶。
❿ 沥青是如何制造出来的
沥青是由石油提炼而来的。
生产方法
(1)蒸馏法:是将原油经常压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏分,再经减压蒸馏(残压10~100mmHg)分出减压馏分油,余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品,所得沥青也称直馏沥青,是生产道路沥青的主要方法。
(2)溶剂沉淀法:非极性的低分子烷烃溶剂对减压渣油中的各组分具有不同的溶解度,利用溶解度的差异可以实现组分分离,因而可以从减压渣油中除去对沥青性质不利的组分,生产出符合规格要求的沥青产品,这就是溶剂沉淀法。
(3)氧化法:是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气,使其组成和性能发生变化,所得的产品称为氧化沥青。减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发,同时会发生脱氢、氧化、聚合缩合等一系列反应。这是一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程,而不仅仅是发生氧化反应,但习惯上称为氧化法和氧化沥青,也有称为空气吹制法和空气吹制沥青。
(4)调合法:调合法生产沥青最初指由同一原油构成沥青的4组分按质量要求所需的比例重新调合,所得的产品称为合成沥青或重构沥青。随着工艺技术的发展,调合组分的来源得到扩大。例如可以从同一原油或不同原油的一、二次加工的残渣或组分以及各种工业废油等作为调合组分,这就降低了沥青生产中对油源选择的依赖性。随着适宜制造沥青的原油日益短缺,调合法显示出的灵活性和经济性正在日益受到重视和普遍应用。
(5)乳化法:沥青和水的表面张力差别很大,在常温或高温下都不会互相混溶。但是当沥青经高速离心、剪切、重击等机械作用,使其成为粒径0.1~5微米的微粒,并分散到含有表面活性剂(乳化剂——稳定剂)的水介质中,由于乳化剂能定向吸附在沥青微粒表面,因而降低了水与沥青的界面张力,使沥青微粒能在水中形成稳定的分散体系,这就是水包油的乳状液。这种分散体系呈茶褐色,沥青为分散相,水为连续相,常温下具有良好流动性。从某种意义上说乳化沥青是用水来“稀释”沥青,因而改善了沥青的流动性。
岩沥青
岩沥青是石油经过长达亿万年的沉积、变化,在热、压力、氧化、触媒、细菌等的综合作用下生成的沥青类物质。常用为基质沥青改性剂。岩沥青的物理特性趋近于“煤”。
“超级”沥青
与常见的沥青不同,制造环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经过与固化剂发生反应,使沥青具有很高的强度及韧性,且在高低温下变形很小。这种材料看起来简