表面活性劑論文范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇表面活性劑論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

生物表面活性劑的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性良好。例如，地衣芽孢桿菌產(chǎn)生的脂肽在75℃時(shí)可以耐熱140h。有些活性劑耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，例如，0.0-D-海藻糖-6-棒桿霉菌酸脂，在0.1mol/L鹽酸中浸泡70h，僅有10%的糖脂被降解。總之，生物表面活性劑自身具有生理、藥理、免疫功能，原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，常溫下能夠發(fā)生反應(yīng)。最為重要的是，生物表面活性劑用量少，沒有毒性，可以完全降解，對(duì)周圍環(huán)境不會(huì)造成污染和破壞。正是由于具有上述多方面的性能和特征，因而越來越受到人們重視，在環(huán)境工程的應(yīng)用愈加廣泛。

2生物表面活性劑在環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1有機(jī)物降解

為消除土壤中的有機(jī)污染物，在土壤處理過程中加入生物表面活性劑，能夠讓污染物分散、增溶、乳化，提高土壤生物的可利用性，促進(jìn)土壤中的生物盡快降解。尤其是在受到石油污染的土壤處理過程中，適當(dāng)加入生物表面活性劑有著十分顯著的效果。有研究表明，采用銅綠假單胞菌合成的生物表面活性劑海藻糖脂，在原油污染處理過程中，能提高原油污染降解速度。另外，在土壤微生物體系中加入生物表面活性劑，能縮短油類降解時(shí)間，提高降解效果。

2.2油污預(yù)處理

在石油加工行業(yè)，油污是較為普遍的環(huán)境污染問題。并且一旦發(fā)生石油污染事件，污染物中往往含有烴類物質(zhì)，具有一定毒性，造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。正式處理這些油污之前，為提高處理效果，通常需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行油污預(yù)處理，也就是將含油的污泥進(jìn)行脫油處理。日常工作中，經(jīng)常用微生物代謝后產(chǎn)生的活性劑進(jìn)行油污處理。這類活性劑的增溶性能良好，在實(shí)際使用過程中，能降低烴類物質(zhì)的強(qiáng)吸附性能，使得烴類物質(zhì)從油污中分離，降低油泥中的油類物質(zhì)含油量，達(dá)到有效處理油污的目的。

2.3生物修復(fù)

在自然界中，微生物的作用是十分巨大的。它可以促進(jìn)有機(jī)物降解，確保生物環(huán)境修復(fù)順利進(jìn)行。實(shí)際工作中為達(dá)到生物修復(fù)的目的，可以直接采用發(fā)酵液的方式進(jìn)行修復(fù)。通過這種措施的有效應(yīng)用，不僅可以降低產(chǎn)品純化成本，還能降低分離提取表面活性劑的成本，處理效果佳，成本低，對(duì)整個(gè)生物修復(fù)工作產(chǎn)生重要影響，也有著較為廣闊的應(yīng)用前景，今后在實(shí)際工作中必將得到更為廣泛的應(yīng)用。

2.4去除重金屬

被油污染的土壤中的重金屬，如果不對(duì)其進(jìn)行有效處理，往往會(huì)加重環(huán)境污染問題，影響作物生長(zhǎng)。有研究表明，用表面活性生物化學(xué)物質(zhì)、鼠李糖脂、槐糖脂的洗滌液沖洗土壤，可去除土壤中100%的鋅，還可以除去土壤中的有機(jī)態(tài)銅。有研究利用皂角苷去除粘土、沙土、有機(jī)質(zhì)土壤、垃圾焚燒灰中的重金屬，并且效果良好，在實(shí)際工作中也逐漸受到重視。另外還可以利用生物表面活性劑去除廢水中的金屬離子，例如，用吸附-浮選法除去工業(yè)廢水的Cr6+和Zn2+，用活性劑的茶皂素浮選去除廢水中的鎘離子。不僅操作工藝簡(jiǎn)單，而且能取得良好的金屬離子去除效果。

2.5減少農(nóng)藥污染

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用生物表面活性劑，能夠讓殺蟲劑得以均勻分散，并用作有機(jī)磷殺蟲劑的配方，有利于降低污染，取得良好效果。銅綠假單孢菌產(chǎn)的表面活性劑能溶解有毒的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，使其溶解性得以增大。并在污染物處理過程中，能使六氯聯(lián)苯回收率提高31%，滿足實(shí)際處理工作需要。研究還表明，枯草芽孢桿菌產(chǎn)的表面活性劑加到α-和β-endosulfan溶液中，能夠?qū)⑸锝到馑俾侍岣?0%~40%。并促進(jìn)其他結(jié)構(gòu)降解，取得更好的處理效果，減少農(nóng)藥使用所帶來的環(huán)境污染問題。

3結(jié)論

篇2

   論文摘要:系統(tǒng)介紹了復(fù)合柴油的作用機(jī)理、研究配制及應(yīng)用發(fā)展。

  　1

概述

  復(fù)合柴油是將水和柴油通過復(fù)合劑和復(fù)合設(shè)備復(fù)合形成的油包水(w/o)型乳液。早在100多年前，就已有人摻水使用柴油，但是因?yàn)槟菚r(shí)的柴油摻水技術(shù)水平較低，收益不夠明顯以及石油危機(jī)尚未突出等原因，而使柴油摻水技術(shù)處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。50年代末，由于環(huán)境保護(hù)需要以及石油危機(jī)等原因，柴油摻水應(yīng)用技術(shù)才獲得重視。到了70年代，柴油摻水技術(shù)進(jìn)入到實(shí)用性的發(fā)展階段。美國、前蘇聯(lián)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家競(jìng)相把柴油摻水技術(shù)列為國家重點(diǎn)開發(fā)研究項(xiàng)目，對(duì)摻水復(fù)合柴油的復(fù)合手段、復(fù)合工藝、復(fù)合裝置、表面活性劑、復(fù)合機(jī)理及其燃燒動(dòng)力學(xué)和對(duì)內(nèi)燃機(jī)的磨損腐蝕以及規(guī)格化、商品化等多方面都進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和深入研究。大量的研究表明:油水混合燃料能極大地改善排放污染，節(jié)省燃油。同時(shí)，柴油摻水復(fù)合燃料對(duì)內(nèi)燃機(jī)不但沒有腐蝕和增加磨損的問題，反而能起到清洗劑的作用，可以降低內(nèi)燃機(jī)維修費(fèi)用。目前，世界各國研究燃油摻水技術(shù)的專業(yè)機(jī)構(gòu)空前增加，專利文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)論文如雨后春筍般地涌現(xiàn)。在日本、美國、德國等，柴油復(fù)合劑早已作為商品銷售，現(xiàn)已開發(fā)出第三代或第四代產(chǎn)品。日本專營復(fù)合油的薩米特公司推出的h一106 , h一107復(fù)合劑產(chǎn)品，銷往東南亞各國。縱觀柴油摻水技術(shù)的過去和現(xiàn)在，它已顯示出了強(qiáng)大的生命力。

2復(fù)合柴油的節(jié)能、降污原理及復(fù)合機(jī)理

2.1復(fù)合柴油節(jié)能、降污原理

2.1.1“微爆”效應(yīng)(二次霧化)

  目前，國內(nèi)外大多數(shù)專家認(rèn)為復(fù)合柴油的節(jié)能是由于乳液內(nèi)部的微小水珠的“微爆”效應(yīng)引起的或稱二次霧化。微爆是在高溫環(huán)境下，由兩種或多種有不同揮發(fā)性的液體的汽化引起的。由于液體的擴(kuò)散速度是有限的，穩(wěn)定性差的液體就會(huì)覆蓋在表面，從而導(dǎo)致液滴迅速升溫。一旦溫度達(dá)到某個(gè)組分的過熱極限，微爆就會(huì)伴隨連續(xù)產(chǎn)生并變大的泡核而發(fā)生。微爆的作用是提高油滴的表面活化能。復(fù)合柴油為油包水(w/0 )型乳液，外相為柴油，內(nèi)相為水。由于油的沸點(diǎn)比水高，所以受熱時(shí)水總是先達(dá)到沸點(diǎn)而沸騰或蒸發(fā)。當(dāng)油滴內(nèi)部的壓力超過油的表面張力和環(huán)境壓力之和時(shí)，水汽將沖破油膜的阻力而使油滴爆炸，形成更細(xì)小的油滴。爆炸后的油滴更細(xì)小，因此燃燒更完全，從而達(dá)到節(jié)能效果。

2.1.2化學(xué)效應(yīng)

  有文獻(xiàn)對(duì)復(fù)合油的燃燒化學(xué)進(jìn)行了研究，提出了水煤氣反應(yīng)的重要性，燃料中由于高溫裂解產(chǎn)生的碳粒子，能與水蒸氣反應(yīng)生成co和h2，使碳粒子能充分燃燒，提高了燃燒效率，降低了排煙中的煙塵含量。復(fù)合柴油在柴油機(jī)燃燒室高溫高壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于復(fù)合油中水的存在，促使產(chǎn)生了許多oh"基團(tuán)，使得消除積炭的反應(yīng)()速度加快，從而達(dá)到降污的目的。有文獻(xiàn)提出了其他一些用于解釋復(fù)合油節(jié)能降污的觀點(diǎn)，例如摻混效應(yīng)、汽提效應(yīng)、改善燃料與空氣的混合比例減少過剩空氣系數(shù)以大幅度降低氮氧化物()的產(chǎn)生等。

2.2柴油復(fù)合機(jī)理

  復(fù)合柴油是由普通柴油、水、表面活性劑、助表面活性劑組成。柴油和水是兩相互不相溶的體系，作為油包水的乳液，水是分散相，為使水的微小液滴在兩相交流中足夠穩(wěn)定，須使用表面活性劑。柴油復(fù)合劑能使乳液穩(wěn)定的因素有二:其一，降低了油一水界面張力，即降低了吉布斯函數(shù)，有利于乳液的穩(wěn)定存在;其二，柴油復(fù)合劑的分子在界面處作定向吸附，生成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的薄膜，阻止分散相液滴的合并聚集。由于乳液中液滴分子作不停頓的布朗運(yùn)動(dòng)，頻繁地相互碰撞，如果界面膜的強(qiáng)度較小，在碰撞中界面膜容易破裂成液滴合并。因此，柴油復(fù)合劑需要二種或二種以上的表面活性劑復(fù)配而成，這種復(fù)配的柴油復(fù)合劑所形成的界面膜有較高的膜彈性，所形成的乳液也比較穩(wěn)定。目前柴油復(fù)合劑的配方根據(jù)其結(jié)構(gòu)大致分為五種類型:①陰離子型有烷基磺酸鹽類、烷基苯磺酸鹽類、烷基蔡磺酸鹽類、脂肪酸皂類、烷基醋墟泊酸磺酸鹽類等;②陽離子型有簡(jiǎn)單胺鹽類、季胺鹽類等;③非離子型有脂類，如脂肪酸聚氧乙烯醋、脂肪酸山梨醇醋;醚類，如脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基苯酚聚氧乙烯醚，脂肪醇山梨醇脂聚氧乙烯醚;酞胺類，如烷基醇酞胺等;$兩型離子型有梭酸類、硫酸類、磺酸類等;④高分子型有天然水溶性膠類、淀粉衍生物類、纖維素類、合成水溶性高分子類等。

3復(fù)合柴油的配制及性能

3.1復(fù)合劑配方成分的篩選依據(jù)

  (1)親油基團(tuán)與油相具有相似結(jié)構(gòu)的復(fù)合劑復(fù)合效果好。根據(jù)相似相溶原理，要求復(fù)合劑的憎水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和油的結(jié)構(gòu)越相似越好。結(jié)構(gòu)與柴油越相似，界面上的吸附作用也就越強(qiáng)，這樣就能既可使油水界面張力降低得多，又能使界面膜的強(qiáng)度大，因而穩(wěn)定性就好。根據(jù)多種活性劑的性能試驗(yàn)篩選最終選擇了與柴油的主要成分有相似分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)酸和復(fù)合劑且。

  (2)混合復(fù)合劑的效果往往比單一復(fù)合劑效果好。為了形成穩(wěn)定的復(fù)合液，要求復(fù)合劑不僅能大量降低水的表面張力，而且能在油水界面形成堅(jiān)固的保護(hù)膜。有些物質(zhì)的表面活性大，能大量降低水的表面張力;有些物質(zhì)表面活性雖然較差，但能在水微粒周圍形成堅(jiān)固的保護(hù)膜。選擇具有相似分子結(jié)構(gòu)的這兩類表面活性劑，把它們組合起來，就可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到更好的復(fù)合效果。因此，使用一種以上的表面活性劑加助劑制備的微乳液，比用單一表面活性劑加助劑制備的微乳液更穩(wěn)定。因此采用了使用混合表面活性劑加助劑進(jìn)行復(fù)合配方設(shè)計(jì)。

  (3)輔助表面活性劑是微乳液形成的一個(gè)不可缺少的組分。一般乳狀液的形成主要是由于復(fù)合劑在油/水界面的吸附，形成堅(jiān)韌的保護(hù)膜，同時(shí)降低界面張力，使油(或水)較易分散。但無論如何仍有界面，從而有界面張力的存在，故此種體系是不穩(wěn)定的。若再加人一定量的極性有機(jī)物，可將界面張力降至不可測(cè)量的程度;此后即形成穩(wěn)定的微乳液。輔助表面活性劑是微乳液形成一個(gè)不可缺少的組分，它除了能降低界面張力外，還能增強(qiáng)界面膜的流動(dòng)性，使界面膜的彎曲更加容易，有利于微乳液的形成。

3.2復(fù)合劑配方的篩選

  雖然有以上這些理論依據(jù)，但關(guān)于復(fù)合劑中各種組分的具體確定，目前還沒有成熟完整的理論模式來測(cè)算指導(dǎo)，必須靠經(jīng)驗(yàn)積累和試驗(yàn)實(shí)踐來確定每種組分的實(shí)際復(fù)合效果。因此，進(jìn)行深人細(xì)致的實(shí)驗(yàn)選擇尤為必要。

3.2.1實(shí)驗(yàn)試劑

  ①主復(fù)合劑工:由有機(jī)酸(酸值為123.3kohmg/g)和堿溶液反應(yīng)制成。

  ②復(fù)合劑n:非離子表面活性劑，上海大眾藥業(yè)有限公司，粘度:1 000一1 400mm2/s;

  ③助表面活性劑:醇類，濟(jì)南化工二廠，純度98 %。

3.2.2實(shí)驗(yàn)步驟

  通過大量的配制試驗(yàn)，考察了各種組分的復(fù)合效果，從而最終找到了合適的復(fù)合劑配方。所找到的復(fù)合劑配方中陰離子型表面活性劑的比例占絕大多數(shù)，而非離子型表面活性劑僅占8%左右，這就使所配制的復(fù)合柴油成本大大降低。

  ①配制復(fù)合劑的小樣。向錐形瓶中加人5lg有機(jī)酸，再加人8.5g堿溶液，振蕩15 min，待反應(yīng)完畢后，加人6g復(fù)合劑ii ,3g助劑，蓋上塞子，然后采用手搖振蕩的方法使錐形瓶?jī)?nèi)各種物質(zhì)完全混合均勻。在室溫下靜置，待泡沫消失，即得到復(fù)合劑。

  ②配制該復(fù)合劑的擴(kuò)大樣。向錐形瓶中依次加人510g有機(jī)酸，85g堿溶液及60g復(fù)合劑ii , 30g助劑，然后按上述方法配制，得到復(fù)合劑的擴(kuò)大樣。將錐形瓶?jī)?nèi)的復(fù)合劑靜置一段時(shí)間，待液面上的泡沫完全消失后，且再用手振蕩錐形瓶也無泡沫產(chǎn)生為止飛這大概需要3h左右。此時(shí)用手觸摸錐形瓶壁已冷卻至室溫，待用。

3.2.3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

  ①在加人堿溶液的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液液面上會(huì)產(chǎn)生泡沫。

  ②在振蕩錐形瓶的過程中，感覺到瓶壁是熱的。

  ③在振蕩過程中，液面上有白色泡沫產(chǎn)生，并隨復(fù)合劑量增加，泡沫層變厚。

3.2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  由上述實(shí)驗(yàn)步驟得到含有機(jī)酸74 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，含堿溶液12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，含復(fù)合劑11為9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，含助劑5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的復(fù)合劑。該劑為完全透明的棕色油狀液體，無特殊不良?xì)馕叮€(wěn)定性好，自配制起至今(半年多)無任何變化。

3.3復(fù)合柴油的配制

  本此使用上面的復(fù)合劑配方來配制微復(fù)合柴油，在相同的實(shí)驗(yàn)室條件下，分別進(jìn)行了復(fù)合柴油配制的小樣試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)。

3.3.1試驗(yàn)

  配制方式用天平分別稱取一定量的水、劑、油(0#柴油)按一定順序加人到燒杯中，攪拌一段時(shí)間后，靜置，觀察到體系為透明的均相液體后，繼續(xù)加人一滴劑，重復(fù)上述操作，直至體系出現(xiàn)渾濁為止。然后取體系出現(xiàn)渾濁的前一滴加劑量作為該微乳油的最終加劑量，重新按上述步驟配制乳油。從剛剛配制的乳油樣中取出一部分，倒人250m1帶磨口塞的錐形瓶中，保存起來，觀察其穩(wěn)定性如何。

2配制結(jié)果

3結(jié)果分析

  ①從表2可以看出:在水占6%一20 %、復(fù)合劑占10%一21%時(shí)，均可形成乳油。特別是其中的油樣1、油樣2、油樣3及油樣4和油樣6不但形成乳油的速度快，而且形成的乳油透明度高、穩(wěn)定性好。

  ②試驗(yàn)證明:在小樣試驗(yàn)中所配制的復(fù)合劑，進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)后，仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油的復(fù)合，這表明該劑的復(fù)合能力沒有改變。而且在小樣試驗(yàn)中可以配成復(fù)合柴油的水、油、劑之配比，在擴(kuò)大試驗(yàn)中同樣可以配成乳油。

3.3.4復(fù)合哭油指標(biāo)(以4號(hào)樣為例)

4我國復(fù)合柴油的發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向

  我國柴油復(fù)合技術(shù)研究起步較晚，最近幾年發(fā)展迅速，已開發(fā)出許多較好的復(fù)合劑配方并研究了復(fù)合復(fù)合劑的親水一親油值(h lb值)等性質(zhì)，和國外技術(shù)相比，沒有合成反應(yīng)，均采用多種表面活性劑復(fù)配而成，只是在復(fù)合劑的配方組成上略有差別。這些柴油復(fù)合劑配方組成的共同特點(diǎn)是:

  1)以非離子表面活性劑為主體的高效復(fù)合劑達(dá)80%左右。此非離子表面活性劑的親水基團(tuán)為聚氧乙烯()。即一般所說的eo鏈。其醚氧可與金屬催化劑絡(luò)合，提高催化劑活性。

  2)低沸點(diǎn)易燃有機(jī)物，如丙酮、甲苯、硝酸乙酷、正己烷等。其目的在于降低點(diǎn)火溫度，便于內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)。

篇3

液膜萃取是近現(xiàn)的一種新的萃取方法， 其實(shí)質(zhì)是選用難溶于水的油類（ 如煤油） 制成性能穩(wěn)定的油包水乳液， 外水相中的溶質(zhì)（ 如苯酚） 進(jìn)入油膜后， 立即透過膜與內(nèi)水相的溶質(zhì)（ 如氫氧化鈉） 發(fā)生反應(yīng)（ 生成酚鈉） ， 從而去除水相中的污染物（ 苯酚）。因此， 液膜萃取實(shí)際上是用煤油從廢水中脫除苯酚， 再用氫氧化鈉溶液從煤油液膜中把苯酚反萃出來， 萃取和反萃取一步操作完成。本研究應(yīng)用液膜萃取法處理了含酚工業(yè)廢水

一、液膜分離原理

液膜分離又叫液膜萃取， 屬于膜分離技術(shù)的一種， 它是利用表面活性劑與煤油制成的液體膜進(jìn)行萃取與反萃取， 從而達(dá)到分離與濃縮目的。它包括3 個(gè)主要步驟： 制乳、混合傳質(zhì)與破乳。將含有表面活性劑的煤油與一定濃度的NaOH 水溶液， 經(jīng)過高強(qiáng)度剪切分散， 形成油包水型的乳化液

在混合傳質(zhì)設(shè)備中， 將制得的乳液分散在需處理的含酚廢水中， 通過外加動(dòng)力， 讓廢水與乳液充分接觸。內(nèi)水相為 NaOH 水溶液小球， 外水相為含酚廢水， 中間由煤油與表面活性劑形成的液膜隔開， 乳液在廢水中分散情況。

廢水中的酚易溶于煤油， 擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)水相后與NaOH 反應(yīng)， 生成酚鈉。酚鈉不溶于煤油， 不能通過煤油液膜返回外水相（ 含酚廢水） 。于是廢水中的酚可連續(xù)不斷地通過液膜進(jìn)入內(nèi)水相， 以酚鈉的形式富集在內(nèi)水相中， 從而達(dá)到從廢水中除去酚的目的。

完成混合傳質(zhì)的乳液進(jìn)入破乳設(shè)備， 通過高壓靜電破乳， 分成油相（ 煤油+ 表面活性劑） 與水相（ NaOH+ 酚鈉水溶液）。油相收集可再循環(huán)利用； 富含酚鈉的水相， 如酚具備回收利用價(jià)值， 可經(jīng)過再處理回收酚； 若不具備利用價(jià)值， 可將水相打入焚燒爐焚燒

二、液膜法萃取含酚廢水實(shí)驗(yàn)

1.試劑與材料煤油（市售）；Span-80（化學(xué)純）；氫氧化鈉（分析純）；液體石蠟（化學(xué)純）；二異丙醚（化學(xué)純）；MIBK（化學(xué)純）；其它試劑均為分析純.煤氣化含酚廢水：總酚5110mg/L，其中單元酚含量3530mg/L；COD17230mg/L.

2.儀器與設(shè)備剪切乳化攪拌機(jī)（上海標(biāo)本模型廠），數(shù)顯測(cè)速儀，Zetasizer Nano S90粒度分析儀等。

三、液膜工藝條件及方法

1.制乳將Span-80液體石蠟和煤油按一定比例混合，在攪拌速度100r/min下攪拌5min，然后加入一定濃度的氫氧化鈉溶液，將攪拌速度提高到5000r/min，乳化20min，制成穩(wěn)定的乳狀液。

2.液膜萃取取一定量的廢水，用鹽酸調(diào)pH，用500mL燒杯做乳液和廢水的接觸器，在電動(dòng)攪拌器攪拌下混合10min，進(jìn)行液膜萃取。

3.靜置分層將萃取完的乳液和廢水移入分液漏斗中，靜置分層30min。

4.溶劑萃取工藝條件與方法將水樣用鹽酸調(diào)好pH，溶劑與水按1：2體積比進(jìn)行三級(jí)錯(cuò)流萃取，操作溫度為室溫.萃取后，將萃余液在微沸狀態(tài)下蒸發(fā)掉5%的液量，以脫除溶解的萃取劑，然后用蒸餾水補(bǔ)足蒸發(fā)失去的水量，最后進(jìn)行分析測(cè)定。

5.分析方法

總酚測(cè)定采用直接溴化法，COD測(cè)定用重鉻酸鉀法GB11914-89.

四、結(jié)果與討論

1.表面活性劑用量對(duì)除酚的影響

由圖 1a可以看出，當(dāng)表面活性劑的用量為 1%時(shí) ，除酚率低，曲線后段向下彎曲， 表明乳液損失較大 ，表面活性劑用量不足 ；當(dāng)表面活性劑用量為 3%-5%時(shí) ，除酚率較高 ；當(dāng)用量為7%時(shí) ，除酚率下降， 這是由于表面活性劑用量過多，油膜粘度過大，遷移速率降低所致 。由圖可見，當(dāng)表面活性劑用量為 3%-5%， 處理10-20min可得到較高除酚率。

圖 1a表面活性劑用量對(duì)除酚率的影響 圖1b NaOH濃度對(duì)除酚率的影響

2.NaOH濃度對(duì)除酚的影響

足夠濃度的NaOH溶液能保證內(nèi)水相酚濃度趨于零， 有利于高效除酚 。對(duì)于高濃度含酚廢水的處理 ，增水比雖然可保證較高的除酚率 ，但從乳液的回收及循環(huán)使用考慮 ， 在保證液膜穩(wěn)定性的前提下 ，提高內(nèi)相NaOH的濃度在經(jīng)濟(jì)上更為合理 。圖1b表明 ， 內(nèi)相 NaOH濃度在5-10%時(shí) ， 均可取得滿意的處理效果。

3.油內(nèi)比（ Ro i） 的影響

油內(nèi)比是制備乳狀液時(shí)油相與水相的體積比. Span-80 含量為3 % ， 其余條件同上述第二點(diǎn)， 改變油內(nèi)比， 以確定其最佳值. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

由上數(shù)據(jù)得知： Roi 為 1：1 時(shí)， 除酚效果最佳。

五、結(jié)論

液膜萃取技術(shù)是一項(xiàng)多學(xué)科交叉結(jié)合的技術(shù)，能夠?qū)⒎磻?yīng)和分離集為一體，從而實(shí)現(xiàn)高效、快速的分離 。本文通過液膜法處理含酚廢水的研究發(fā)現(xiàn)，利用該法處理含酚廢水，能滿足生化處理對(duì)煤氣化含酚廢水的處理要求，具有潛在的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益 ，同時(shí)本研究也為進(jìn)一步進(jìn)行中試研究提供了理論及數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[論文摘要]目前，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。介紹高分子抗靜電的方法，闡明高分子材料抗靜電技術(shù)在我國的發(fā)展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時(shí)每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個(gè)帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節(jié)里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見的靜電現(xiàn)象。實(shí)際上，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì)，其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此，通過提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚。抗靜電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。

（一）添加導(dǎo)電填料

這類方法通常是將各種無機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為RYx，其中R為親油基團(tuán)，x為親水基團(tuán)，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導(dǎo)電機(jī)理無論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們?cè)诨w高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發(fā)的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復(fù)合物），近年來又開發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復(fù)合而成，杭州化工研究所開發(fā)的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開發(fā)的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡(luò)合物）；上海合成洗滌劑三廠開發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，部分品種可以替代進(jìn)口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟(jì)南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物）等；河南大學(xué)開發(fā)的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長(zhǎng)碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領(lǐng)域。

從抗靜電劑發(fā)展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

三、結(jié)語

我國合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對(duì)目前國內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀，對(duì)我國合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

（一）加大新品種開發(fā)力度

近年來國外開發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國合成材料制品要求，開發(fā)出多種高性能、環(huán)保無毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國內(nèi)需求。

（二）加快復(fù)合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配，向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內(nèi)開發(fā)方興未艾，國內(nèi)要加快抗靜電母粒的開發(fā)與研究，促進(jìn)我國抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

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國內(nèi)外多家行業(yè)技術(shù)組織、高校為其保留席位，這些職位提供方有中國健康教育協(xié)會(huì)、國際化妝品化學(xué)家學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)、日本化妝品技術(shù)者會(huì)、北京化工大學(xué)、北京工商大學(xué)、江南大學(xué)。從1994年進(jìn)入500強(qiáng)企業(yè)美國寶潔公司開始，一直從事發(fā)用品的研究與開發(fā)，歷時(shí)14年之久，研究方向有頭發(fā)定型產(chǎn)品技術(shù)與配方、配套香波及護(hù)發(fā)素技術(shù)、全球護(hù)發(fā)產(chǎn)品技術(shù)和全球香波技術(shù)等。現(xiàn)任寶潔公司全球美發(fā)護(hù)發(fā)研發(fā)中心首席科學(xué)家。

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1． 頭發(fā)損傷的模型

在當(dāng)今的日常生活中，能夠引起頭發(fā)損傷的因素比比皆是。因而，通過使用優(yōu)質(zhì)的護(hù)發(fā)產(chǎn)品來修復(fù)受損傷的頭發(fā)是廣大消費(fèi)者的共同愿望。然而，怎樣才能設(shè)計(jì)出能夠滿足消費(fèi)者需要的護(hù)發(fā)素技術(shù)呢？本文作者根據(jù)在寶潔全球護(hù)發(fā)研發(fā)中心的多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，舉例論述護(hù)發(fā)素技術(shù)設(shè)計(jì)中的一些基本思路和手段。希望能對(duì)同行業(yè)的技術(shù)人員起到拋磚引玉的作用。

首先，作為技術(shù)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，深刻理解頭發(fā)受損前后其結(jié)構(gòu)及性能上的變化十分重要。事實(shí)上，頭發(fā)受損前后的差異是多方面的，與造成頭發(fā)損傷的原因及損傷的程度有著直接的關(guān)系。眾所周知，造成頭發(fā)損傷的主要原因有燙發(fā)、染發(fā)等引起的化學(xué)損傷，梳理等引發(fā)的物理損傷，由于熱吹風(fēng)或電燙時(shí)溫度過高而引起的熱損傷，以及日光損傷及氣候老化等。理論上講，物理損傷主要影響頭發(fā)的表面性能，而化學(xué)損傷則波及表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。然而現(xiàn)實(shí)生活中，往往是多種因素同時(shí)起作用。因此，針對(duì)不同原因造成的頭發(fā)損傷，分別建立受損后結(jié)構(gòu)及性能變化的模型極為重要。

以由漂白或染發(fā)引起的化學(xué)損傷為例。染發(fā)劑和漂發(fā)劑是透過毛小皮，進(jìn)入毛皮質(zhì)中而發(fā)揮作用的。其中永久性染發(fā)是通過將氧化染料滲透到頭發(fā)內(nèi)部，并在氧化劑的作用下發(fā)生氧化聚合，生成高分子色素而染色。而脫色也是通過將漂白劑與頭發(fā)中的黑色素發(fā)生氧化反應(yīng)而完成的。這些化學(xué)反應(yīng)都不可避免地會(huì)改變毛發(fā)的表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而毛小皮會(huì)首當(dāng)其沖地受到影響。毛小皮最外層的疏水性保護(hù)膜――脂肪酸層(F-layer)將首先被分解而脫離，使得頭發(fā)表面變得比較親水且?guī)Ц嗟呢?fù)電荷。圖1中的原子力電鏡圖顯示，在高相對(duì)濕度的環(huán)境下，受損傷的頭發(fā)表面附著著一層濕氣。這就證明了受損后的頭發(fā)更加親水。進(jìn)一步的損傷會(huì)使毛小皮上出現(xiàn)許多微小的空洞，最終毛小皮變得粗糙并容易出現(xiàn)剝蝕。同時(shí)，化學(xué)處理還不可避免地會(huì)改變頭發(fā)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如引起頭發(fā)中蛋白質(zhì)流失、結(jié)晶度下降等。

上述因損傷而引起的結(jié)構(gòu)及性能的變化會(huì)嚴(yán)重影響頭發(fā)的美觀，為人們的生活帶來煩惱，甚至直接影響到人們的心理健康。主要表現(xiàn)為受過損傷的頭發(fā)摸上去感覺“沒有光澤” 、“粗糙” 、“缺乏彈性” 、“不易梳理”、“易斷發(fā)”等等。這些都是上述物理化學(xué)性質(zhì)變化的表觀現(xiàn)象（圖3）。實(shí)際上，許多研究結(jié)果表明：受損傷的頭發(fā)有含水量降低，拉伸強(qiáng)度下降，彈性及韌性下降，顏色和光澤損失，表面紋理變得粗糙等物理性能的變化。干燥、缺乏水分又會(huì)進(jìn)一步促使頭發(fā)的剝蝕，形成惡性循環(huán)。而頭發(fā)受損后光澤度的下降主要是由于發(fā)表面變得粗糙，對(duì)光的反射效率降低所造成的。因此，為消費(fèi)者提供能夠有效地恢復(fù)頭發(fā)性能的護(hù)發(fā)產(chǎn)品是十分重要的。

2． 頭發(fā)修復(fù)技術(shù)的設(shè)計(jì)概念

如前節(jié)所述，頭發(fā)受損后會(huì)出現(xiàn)許多與以前不同的表觀變化。而在設(shè)計(jì)修復(fù)技術(shù)時(shí)，我們應(yīng)該抓住其本質(zhì)的物理性能變化，如疏水性變化及表面光滑度變化等。針對(duì)這些變化而選擇相應(yīng)的技術(shù)，并通過大量的實(shí)驗(yàn)篩選才能達(dá)到最佳效果。這里用兩個(gè)最廣為人知的護(hù)發(fā)成分作為例子來論述怎樣進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)。

既然恢復(fù)頭發(fā)的疏水性和平滑性是修復(fù)損傷頭發(fā)的重要組成部分，顯然使用含有豐富的疏水性基團(tuán)的成分應(yīng)該是一個(gè)行之有效的方法。因受損后的頭發(fā)帶有更多的負(fù)電荷，選用帶正電的陽離子化合物與其相結(jié)合則顯得更有意義（圖4）。由此可以想象，長(zhǎng)碳鏈（碳十六以上）陽離子表面活性劑將是一個(gè)良好的選擇。

陽離子表面活性劑(如季銨鹽等)能夠與頭發(fā)表皮的陰離子相互吸引，有效地吸附在頭發(fā)上，從而給頭發(fā)重新覆上一層疏水保護(hù)膜。它同時(shí)也起著層的作用，使頭發(fā)變得光滑、柔軟。

眾所周知，另一類常用的護(hù)發(fā)成分是硅酮類（聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷共聚醇、氨基硅酮等）。這里主要是利用了硅酮類的高疏水性及低表面張力的特點(diǎn)。由于具有極低的表面張力(16-20mN/m)，硅酮可以均勻在頭發(fā)表面展開而形成薄膜。從而使頭發(fā)表面變得平整光滑、富有光澤。同時(shí)也可一定程度防止頭發(fā)中水分的揮發(fā)。從圖5的原子力顯微鏡圖中，我們可以清晰地觀察到硅酮膜的平滑效果。

除了上述兩類廣為人知的護(hù)發(fā)成分外，還有很多可供選擇的原料，這里不一一贅述。但既然護(hù)發(fā)劑的選擇很多，為什么有些產(chǎn)品對(duì)頭發(fā)的修復(fù)效果卻并不理想呢？可見選擇最佳的護(hù)發(fā)成分的組合并不是一件簡(jiǎn)單的事。

3． 頭發(fā)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)化方法

這里還是以以上述兩種常見的護(hù)發(fā)成分為例進(jìn)行說明。陽離子表面活性劑及硅酮的種類繁多，選擇起來并不容易。選擇的關(guān)鍵歸納起來有以下幾點(diǎn)：

1） 首先要根據(jù)對(duì)象消費(fèi)者群的發(fā)質(zhì)，設(shè)定頭發(fā)修復(fù)程度的技術(shù)指標(biāo)。顯然對(duì)于要求高的消費(fèi)者如達(dá)不到其要求、或反之給要求較低的人以過高的護(hù)發(fā)效果，都難以使其滿足。

2） 在選擇原料時(shí)，要根據(jù)其實(shí)際功能做到分工清晰，各有所用。最好能夠通過單一變數(shù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步尋求原料之間的互補(bǔ)性及協(xié)同作用。

3） 積極應(yīng)用各類理論模型來指導(dǎo)原料的篩選工作。這樣做可以提高篩選的效率。

4） 根據(jù)功能上的要求，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硇阅軈?shù)作為篩選過程中的指標(biāo)。

下面就舉幾個(gè)例子來具體地說明一下。首先以陽離子表面活性劑的設(shè)計(jì)為例。在選擇陽離子表面活性劑時(shí)，除安全性及成本之外，還應(yīng)考慮以下兩個(gè)關(guān)鍵因素。第一是它在頭發(fā)上的附著效率。再者就是對(duì)頭發(fā)疏水性及光滑度的改善效果。一般可以通過測(cè)試經(jīng)陽離子表面活性劑處理后的頭發(fā)表面能以及摩擦力來篩選。而另一個(gè)行之有效的方法就是通過使用計(jì)算機(jī)做分子模擬來預(yù)測(cè)其性能。這里首先需要的是建立一個(gè)合理的頭發(fā)外表皮的分子模型。然后通過能量最小化的模擬，推算出不同的陽離子表面活性劑與頭發(fā)間的結(jié)合能以及結(jié)合以后的表面能（圖6）。由此預(yù)測(cè)哪一類的陽離子化合物最為理想。經(jīng)驗(yàn)表明，模擬值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的相關(guān)關(guān)系。圖7所示的陽離子表面活性劑對(duì)頭發(fā)表面能的降低作用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就是在分子模擬的指導(dǎo)下獲得的。其中陽離子表面活性劑1號(hào)及2號(hào)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬值大致相同。對(duì)于硅酮等護(hù)發(fā)成分也可使用同樣手段指導(dǎo)篩選，但相對(duì)來說模擬高分子時(shí)的難度要大得多。

Molecular Simulation of Cationic Surfactant Adsorption on Hair Surface

Hair epicuticle surface

(Energy optimized for 18MEA)

Cationic surfactant on hair surface

(Before energy optimization)

Cationic surfactant-hair complex

(Energy optimized)

下面再以硅酮為例論述如何利用原料的物理性能參數(shù)作為參數(shù)進(jìn)行篩選。我們知道，未經(jīng)改性的聚二甲基硅氧烷是非常疏水的。頭發(fā)原本也是疏水的，但經(jīng)過損傷的頭發(fā)變得相對(duì)親水，其親水程度根據(jù)受損程度不同而變化。由此引發(fā)的問題是：如果僅使用聚二甲基硅氧烷，它雖然會(huì)有效地附著在未受損的頭發(fā)上，但對(duì)于嚴(yán)重受損的頭發(fā)則不很有效。好在現(xiàn)在經(jīng)過改性（或功能化）的硅酮的種類也很多，關(guān)鍵是使用什么指標(biāo)去篩選。既然使硅酮與頭發(fā)的疏水性相符是問題的關(guān)鍵，利用硅酮與水之間的界面張力作為主要物理性能參數(shù)，就可以有效地篩選出最佳的適用范圍（圖8）。在此范圍內(nèi)的改性硅酮能夠有效地附著在有著不同損傷程度的頭發(fā)上，從而起到良好的修復(fù)作用。

4． 優(yōu)質(zhì)護(hù)發(fā)素的修復(fù)效果

通過上述各種科學(xué)手段進(jìn)行最優(yōu)化篩選后產(chǎn)生的技術(shù)，使用在護(hù)發(fā)素產(chǎn)品中后具有理想的頭發(fā)修復(fù)效果。其中包括恢復(fù)頭發(fā)的易梳理性、順滑性、柔軟性、光澤度、強(qiáng)韌度，以及防止毛燥及頭發(fā)脫色的效果等。這些技術(shù)在寶潔公司全球護(hù)發(fā)產(chǎn)品中發(fā)揮著十分重要的作用。下面舉兩個(gè)例子說明優(yōu)質(zhì)護(hù)發(fā)素的修復(fù)效果。

圖9是頭發(fā)表面Z-電位的結(jié)果比較。不難看出，未經(jīng)護(hù)理的頭發(fā)表面均帶有負(fù)電荷，而頭發(fā)受損傷后所帶負(fù)電荷增多。相反，即使是受過損傷的頭發(fā)，經(jīng)護(hù)發(fā)素護(hù)理后的其表面幾乎不再帶負(fù)電荷。這說明護(hù)理后的頭發(fā)表面相對(duì)疏水，附有一層保護(hù)膜。從圖9的實(shí)驗(yàn)還可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過優(yōu)質(zhì)護(hù)發(fā)素處理過的頭發(fā)表面接近電中性。這一特性使頭發(fā)更能保持優(yōu)美的發(fā)型，免受由于靜電所造成的對(duì)頭發(fā)造型的影響（從而達(dá)到防止毛燥的效果）。

圖10通過比較頭發(fā)拉伸強(qiáng)度，說明優(yōu)質(zhì)的護(hù)發(fā)素可以使受損的頭發(fā)恢復(fù)到原來的強(qiáng)度。經(jīng)過優(yōu)質(zhì)護(hù)發(fā)素處理的頭發(fā)表面，改性硅酮類活性成分往往會(huì)形成一層極薄的膜，大大降低了頭發(fā)表面的摩擦系數(shù)，從而使頭發(fā)變得極易梳理，降低了由梳理而帶來的損傷。

由于頭發(fā)本身不是一個(gè)活性組織，頭發(fā)中的營養(yǎng)成分會(huì)隨著時(shí)間的推移而流失，并且得不到補(bǔ)充（尤其是發(fā)梢）。優(yōu)質(zhì)護(hù)發(fā)素的另一個(gè)功能是給受損的頭發(fā)內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供蛋白質(zhì)和氨基酸等活性成分，從而使頭發(fā)恢復(fù)原有的物理性能。圖11中的電鏡圖像就顯示優(yōu)質(zhì)的護(hù)發(fā)素對(duì)受損的頭發(fā)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有明顯的修復(fù)效果。

篇6

[關(guān)鍵詞]采油；技巧；基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：F426.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0379-01

我國當(dāng)前和未來都將面對(duì)低滲、稠油等難開發(fā)油藏及特高含水期油藏，如以滿足國家對(duì)油氣的需求，這就需要我們對(duì)油氣知識(shí)做出更多的了解。油藏工程和礦場(chǎng)油氣集輸工程有著緊密的聯(lián)系。對(duì)油田進(jìn)行措施配置有利于延長(zhǎng)油田穩(wěn)產(chǎn)年限，降低開采難度，在進(jìn)行采油工程方案設(shè)計(jì)錢需要弄清楚油藏的地質(zhì)特征和開發(fā)條件，采油工程方案為油田地面建設(shè)提供了實(shí)際依據(jù)。我國大多數(shù)油田已處于高含水、高采出階段，產(chǎn)量遞減較快，水油比上升造成的油氣田開采難度越來越大。采油面對(duì)的是不同地質(zhì)條件和動(dòng)態(tài)不斷變化的各種類型的油藏，只有根據(jù)油藏地質(zhì)條件和動(dòng)態(tài)變化，作為實(shí)現(xiàn)油藏工程方案制定的油田開發(fā)總體指標(biāo)的一大保障，油氣田的開發(fā)技術(shù)在整個(gè)石油工業(yè)中占有重要地位。勘探井和開發(fā)井在鉆井的最后階段都是完井，用以解決生產(chǎn)套管直徑問題的一套嶄新的優(yōu)化完井設(shè)計(jì)的新方法，是對(duì)完井工程技術(shù)的創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員首先要確定油管直徑和開發(fā)過程中將要運(yùn)用到的采油工藝，標(biāo)明套管材料以及強(qiáng)度的選擇要求。由于油藏地質(zhì)研究和油藏工程方案是采油工程方案設(shè)計(jì)的資料來源， 地層油的本身重力，在油田建設(shè)中常會(huì)遇到油井層受損的問題， 以油層流出動(dòng)態(tài)和油管節(jié)點(diǎn)分析為基礎(chǔ)，是對(duì)傳統(tǒng)完井工程概念的更新，研制了多種水質(zhì)過濾裝置以提高注入水水質(zhì)，并研究成功水力活塞泵抽油設(shè)計(jì)和診斷技術(shù)，這樣水珠壓力便能驅(qū)動(dòng)油流，已恢復(fù)油井正常的生產(chǎn)功能。采油最重要的問題是如何提高采收率，高含水期水力活塞泵改用水基動(dòng)力液等配套技術(shù)，同時(shí)研究了防腐注水管柱以及測(cè)試儀表。達(dá)到了液壓投撈可測(cè)試、調(diào)整多層的細(xì)分注水的目的。

近年來，部分抽油井出現(xiàn)了結(jié)垢及鐵銹卡泵現(xiàn)象，給油井生產(chǎn)帶來很大危害。注塑抽油桿扶正器也同樣存在強(qiáng)度問題，甚至有些井出現(xiàn)供液不足，泵效大幅度降低。雖然限量恢復(fù)注水以來情況有所緩解，因此扶正器只是在一定程度上減緩了桿、管偏磨程度，使得電泵總處于溫度較高的地層環(huán)境中。目前在用的電泵均己達(dá)到或即將達(dá)到使用年限，并沒有從根本上解決桿管偏磨問題，通常情況下，注水溫度不會(huì)對(duì)油田開發(fā)造成太大的影響。但由于油藏受到溫度變化的影響比較明顯，從而給以大直徑管式泵抽油為主的油藏生產(chǎn)帶來困難。突出表現(xiàn)為，抽油系統(tǒng)沖程損失增大，特別是近年來增加了側(cè)鉆井和定向斜井，而且因滾輪脫落造成卡斷抽油桿的事故也時(shí)有發(fā)生。使得有桿泵采油需要克服井斜的影響。表面活性劑驅(qū)油和堿水驅(qū)油及復(fù)合體系驅(qū)油，低溫井口安裝電加熱器如電阻絲電加熱器和陶瓷片電加器，以提高液流溫度，從而提高水驅(qū)油的波及系數(shù)。提高原油的流動(dòng)度，可起到撐直、穩(wěn)定管柱的作用。由于滾輪扶正器上的扶正輪與油管壁接觸面積小，氣體混相驅(qū)油是指通過注入與原油相混的流體，來排驅(qū)殘余油。工作狀態(tài)極不穩(wěn)定，是通過將聚合物添加到水中，提高注入水的粘度，主要表現(xiàn)為泵體質(zhì)量老化，原油及巖石的變化等引起原來流體的物理化學(xué)平衡破壞，電機(jī)散熱不良，燒壞頻繁。為了使這些工具在抽油桿柱組合中達(dá)到優(yōu)化合理，同時(shí)在設(shè)計(jì)中，由于管式泵或電潛泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)引起在過流斷面狹窄處流體流速驟增，預(yù)測(cè)內(nèi)容主要是全油田年注水量、日注水量、單井日注水量等，熱力采油通過向油層注入熱水或蒸汽提高油藏溫度而降低原油的粘度，壓力下降，加上降壓開采階段的泵掛加深，長(zhǎng)期積累于套管表面，在停注降壓開采過程中，這也是造成目前電泵井檢泵周期短的主要原因，提高油氣采收率技術(shù)主要包括化學(xué)驅(qū)，氣體混相驅(qū)，熱力驅(qū)，微生物采油和物理采油等，但必須與其它先進(jìn)的采油工藝技術(shù)相結(jié)合才能發(fā)揮作用，這是由于通過注氣可以形成局部分布的氣油界面；隨著油氣界面的下移，藏類型是決定油田開發(fā)方式的基礎(chǔ)和依據(jù)，而開發(fā)方式不僅要適應(yīng)油藏的不同特點(diǎn)，對(duì)不同油藏應(yīng)有不同的開采方式和開發(fā)井網(wǎng)。為了避免因油層受壓出現(xiàn)裂縫通道，規(guī)定常規(guī)油藏注水的壓力低于油層破裂壓力，隨著開發(fā)過程中產(chǎn)液量的不斷遞減，這種模式越來越不適應(yīng)。一方面壓力值需小于地層破裂壓力，然后把它開采出來。這樣可以大大提高油氣田的采收率。對(duì)大泵的抽油桿柱下部增加加重桿來防止因下沖程桿柱受壓彎曲導(dǎo)致的偏磨，在起下管柱作業(yè)時(shí)，油管與套管摩擦使銹垢剝落。

多種驅(qū)油方法的組合是由于各種驅(qū)油法，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，很難完全滿足不同環(huán)境下油層的驅(qū)油。來研制更加有效的開采技術(shù)，用最小的經(jīng)濟(jì)投入來獲得最高的采收率，因?yàn)樗梢允古膨?qū)劑所到之處的油百分之百的采出。油是充分利用石油資源的重要途徑，即需要有先進(jìn)的采油工藝技術(shù)總的來說才能實(shí)現(xiàn)對(duì)它有效開發(fā)，雖然三次采油方法很多和這方面的研究取得巨大的突破，當(dāng)這種技術(shù)與提高波及系數(shù)的技術(shù)結(jié)合起來時(shí)，又降低了表面活性劑和聚合物的吸附滯留損耗，還可大幅度降低油水界面張力，油氣田采收率的影響因素包括內(nèi)部因素和外部因素，在油氣田的開發(fā)過程中，先進(jìn)的監(jiān)測(cè)與觀察技術(shù)；先進(jìn)的油層改造技術(shù)和先進(jìn)的管理方式來保證開發(fā)工程的實(shí)施。不僅取決于油藏與設(shè)備條件，同樣也取決于有無氣源。雖然可用于混相的氣體有數(shù)種，其中的堿與原油中的環(huán)烷酸類可形成皂類而自生出主要是狡酸鹽類表面活性劑，預(yù)測(cè)注水量的目的在于保持油藏注采的壓力處于平衡狀態(tài)，這就需要對(duì)不同含水階段的油藏進(jìn)行注水量的預(yù)測(cè)，在三次采油方法中化學(xué)復(fù)合驅(qū)無論是提高采油率幅度，還是降低成本都有很大發(fā)展?jié)摿Γ坏梢猿ピ椭械乃犷悾夷苄纬杀砻婊钚詣?聚合物驅(qū)，混相驅(qū)在提高采收率的方法中，具有很大的吸引力，表面活性劑體系全部替代昂貴的表面活性劑，既減少表面活性劑的用量，提高波及系數(shù)和驅(qū)油效率，特別是現(xiàn)在油價(jià)不高的情況下還不宜實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化，提出了各種驅(qū)油法組合的新型采油技術(shù)，有二元復(fù)合驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)，這時(shí)就需要避免由于注入水的溫度過低造成原油出現(xiàn)石蠟析出，帶來地層損害和滲透率下降，，油田開發(fā)的過程是一個(gè)不斷認(rèn)識(shí)、不斷調(diào)整的過程，需要人們具有先進(jìn)的認(rèn)識(shí)方法和改造技術(shù)，但是除聚合物驅(qū)外其它驅(qū)油法目前仍處于基礎(chǔ)理論研究和先導(dǎo)性試驗(yàn)階段。

由于油藏的多樣性，決定了油田開發(fā)方式的多樣性。人們通過長(zhǎng)期的實(shí)踐和科學(xué)的探索，在油田開發(fā)過程中始終需要有能適應(yīng)地下情況變化的工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)有效的開發(fā)目標(biāo)，這是在油田開發(fā)過程中需要不斷研究和解決的問題。因此通過對(duì)它們的研究，不斷提高對(duì)油氣田采收率影響因素的認(rèn)識(shí)，要有效地開發(fā)油田，就得在開發(fā)過程中，要綜合考慮油氣田內(nèi)部因素和外部因素來最大限度地提高油氣田的采收率。不斷調(diào)整各項(xiàng)措施，是未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)所有地質(zhì)工作者的重要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

篇7

關(guān)鍵詞：納米氧化鋁 制備方法 問題 前景

Preparation Methods of Nano-alumina and Its Characteristics

LI Yifan

（Shenhua Zhunneng resource Comprehensive development Co. Ltd.，Inner Mongolia Zhungeer010300）

Abstract：The characteristics of nano-alumina are briefly introduced，and the preparation methods of nano-alumina and its characteristics are reviewed. Points out that the problem of nano-alumina industrialization in our country，meanwhile look forward to the prospect of nano-alumina industry.

Key words： nano-alumina preparation methods problem，prospect

一、綜述

氧化鋁是一種白色粉末，已證實(shí)有a、b、g、d、e、x、r、l、h、q、κ和無定型氧化鋁等十二種晶型[1]，并各自表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，它們?cè)诟邷叵麻L(zhǎng)時(shí)間加熱都會(huì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的a-Al2O3。氧化鋁按用途分為兩大類，一是用作生產(chǎn)電解鋁的冶金氧化鋁；二是種類繁多的非冶金用氧化鋁，又稱特種氧化鋁。目前特種氧化鋁已開發(fā)出了數(shù)百個(gè)品種，在材料、航天、化工、電子、生化醫(yī)藥等高科技領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[2]。

納米氧化鋁是一種尺寸介于（1～100） nm的超細(xì)特種氧化鋁顆粒，具有良好的體積效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，在光、電、熱力學(xué)和化學(xué)等方面表現(xiàn)出一系列的優(yōu)異性能，例如高硬度、高強(qiáng)度、耐熱、耐腐蝕等，廣泛用于精細(xì)陶瓷、生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料、表面防護(hù)層材料、光學(xué)材料、催化劑及其載體等領(lǐng)域[3]。

二、制備方法及特點(diǎn)

納米氧化鋁的制備方法很多，根據(jù)原料在反應(yīng)中的存在形式，可分為：固相法、氣相法、液相法。

1.固相法

固相法是將金屬鋁或者鋁鹽直接研磨或加熱分解后，再經(jīng)過煅燒處理，發(fā)生固相反應(yīng)，得到納米氧化鋁的一種方法。為了提高固相反應(yīng)速率，可將固體原料研磨使反應(yīng)物完全混合，或?qū)⒃霞訅撼善哟蠓磻?yīng)物間的接觸面積。固相法的成本低，產(chǎn)量大，制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不存在顆粒間因羥基凝集脫水所導(dǎo)致的粉末團(tuán)聚；但存在能耗大、效率低，產(chǎn)品粒徑不夠微細(xì)，粒徑分布范圍廣，粒子易氧化變形，易混入其他雜質(zhì)等缺點(diǎn)。

固相法分為機(jī)械粉碎法、化學(xué)熱解法和非晶晶化法。

1.1機(jī)械粉碎法

機(jī)械粉碎法是用機(jī)械對(duì)物料進(jìn)行粉碎和研磨制取氧化鋁的方法。機(jī)械粉碎法要求簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)率高，但是會(huì)產(chǎn)生表面和界面的污染，所得氧化鋁粉體純度低、粒徑分布不均，而且制備的粉體容易發(fā)生團(tuán)聚。

1.2化學(xué)熱解法

化學(xué)熱解法是通過對(duì)銨明礬或碳酸鋁銨等無機(jī)鋁鹽進(jìn)行熱處理得到納米氧化鋁的一種方法。化學(xué)熱解法主要包括銨明礬熱解法、碳酸鋁銨（AACH）熱解法和噴霧熱解法3種。

銨明礬熱解法是用硫酸鋁溶液與硫酸銨反應(yīng)制得銨明礬，再加熱分解成納米氧化鋁。煅燒過程收集的爐氣可制成硫酸銨循環(huán)使用。該法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn)是反應(yīng)過程中有SO2、SO3產(chǎn)生，污染環(huán)境，且生產(chǎn)周期長(zhǎng)，難實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。目前逐漸被AACH熱解法代替。

銨明礬熱解法發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

Al2（SO4）3 + （NH4）2SO4 + 24H2O 2NH4Al（SO4）2?12H2O （1）

4NH4Al（SO4）2?12H2O 2Al2O3 + 2NH3 + N2 + 5SO3 + 3SO2 + 53H2O （2）

AACH熱解法是將銨明礬與碳酸氫銨反應(yīng)制得銨片鈉鋁石前驅(qū)沉淀，然后經(jīng)1200 ℃灼燒，可制得粒徑為15 nm左右的高純氧化鋁粉體[4]。此法不產(chǎn)生腐蝕性氣體，無熱分解時(shí)的溶解現(xiàn)象，產(chǎn)品粒徑控制好，且能簡(jiǎn)化操作。但要求嚴(yán)格控制反應(yīng)物配比，而且除雜較困難。張中太等[5]利用此法，通過控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)物配比和反應(yīng)體系的pH值，最終制得粒徑為（5～20） nm的活性氧化鋁。其發(fā)生的主要反應(yīng)有：

NH4Al（SO4）2 + 4NH4HCO3 NH4AlO（OH）HCO3 + 3CO2 + H2O

+ 2（NH4）2SO4 （3）

2NH4AlO（OH）HCO3 Al2O3 + 2NH3 + 2CO2 + 3H2O （4）

噴霧熱解法（Spray Pyrolysis，簡(jiǎn)稱SP法），也稱溶液蒸發(fā)分解法，它是一種將金屬鹽溶液以霧狀噴入低壓高溫氣氛中，使其中的溶液蒸發(fā)，金屬鹽發(fā)生熱分解，從而直接生成組分均勻、分散性良好的超細(xì)氧化鋁粉體的方法。因其工序少，適于連續(xù)操作，易于控制組成及純度，且可以改善粉體團(tuán)聚現(xiàn)象，故日益受到關(guān)注。

1.3非晶晶化法

非晶晶化法是先制備非晶態(tài)的化合態(tài)鋁，然后經(jīng)過退火處理，使其由非晶態(tài)向晶態(tài)轉(zhuǎn)變。由于非晶態(tài)在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，在受熱或輻射條件下會(huì)出現(xiàn)晶化現(xiàn)象，通過控制晶化條件，可制備符合要求納米氧化鋁晶粒。此法工藝比較簡(jiǎn)單、易控制，能夠制備出化學(xué)成分準(zhǔn)確的納米材料，并且不需要經(jīng)過成型處理。但該法生產(chǎn)的納米氧化鋁的塑性對(duì)晶粒的粒徑十分敏感，只有粒徑較小時(shí)，塑性較好，否則材料變得很脆。同時(shí)，非晶合金的尺度至今都不是很大，限制了非晶晶化后的納米體材尺度。

2.氣相法

氣相法是直接利用氣體或者等離子體、激光、電弧等方式將物質(zhì)加熱變成氣體，使其在氣態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，冷卻凝聚長(zhǎng)大形成超細(xì)粉體的方法。此法又可分為物理氣相沉積（PVD）法和化學(xué)氣相沉積（CVD）法。PVD法是在真空容器中充入低壓惰性氣體，加熱氧化鋁使其蒸發(fā)，氣化的分子與惰性氣體原子相互碰撞而冷卻，凝結(jié)成納米粉末。CVD法是以鋁的單質(zhì)、鹵化物、氫化物或有機(jī)化合物為原料，在氣化狀態(tài)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過成核、聚集和長(zhǎng)大而形成納米粉體的方法。

氣相法的優(yōu)點(diǎn)有：反應(yīng)條件易控制，產(chǎn)物易精制；可通過控制反應(yīng)氣體來得到少團(tuán)聚或不團(tuán)聚的超細(xì)粉末；反應(yīng)操作可以連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行；氣相反應(yīng)中不存在溶劑或副產(chǎn)物，避免了產(chǎn)物污染的情況；顆粒分散性好、粒徑小、分布窄。其缺點(diǎn)在于該法對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求嚴(yán)格，設(shè)備操作比較復(fù)雜；溫度變化、氣體流速等控制步驟繁雜困難；成本高，產(chǎn)率低，不適合大量生產(chǎn)，粉末收集困難[6]。

3.液相法

液相法可分為：溶膠-凝膠法、沉淀法、水熱法、微乳液法、相轉(zhuǎn)移分離法等。其易通過改變反應(yīng)條件（原料濃度、反應(yīng)液pH值、溫度、壓力等），控制產(chǎn)物的形貌、粒徑、化學(xué)成分。還可在反應(yīng)階段摻雜添加劑或表面改性劑等，制成多成分的均一微粉體，改善粉體性能[7]。該法制備的超細(xì)微粉表面活性好，工業(yè)化生產(chǎn)成本低。但此法容易引入雜質(zhì)，產(chǎn)品純度稍差。同時(shí)，反應(yīng)物以溶液形式存在，得到產(chǎn)物易因羥基發(fā)生凝集，造成顆粒大小不均勻。

3.1溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是目前在納米氧化鋁制備中研究和應(yīng)用較多的一種方法，其步驟如下：將金屬醇鹽或無機(jī)鹽（仲丁醇鋁、丙酸鋁、AlCl3、Si（OCH3）4等）溶液注入能使其水解的溶液（檸檬酸、碳酸銨、尿素等）中長(zhǎng)時(shí)間陳化，生成穩(wěn)定的流動(dòng)性溶膠體系，再縮合成無流動(dòng)性的凝膠，在抽真空的情況下對(duì)凝膠低溫干燥、磨細(xì)可得氫氧化鋁超細(xì)粉，再經(jīng)煅燒即得氧化鋁納米粉。

該法反應(yīng)溫度低，產(chǎn)品晶型、粒度可控，且粉體顆粒細(xì)小、粒子均勻度高，純度高。但是，凝膠的干燥過程容易產(chǎn)生團(tuán)聚。所以，在制備工藝中，常常要加入分散劑，使凝膠的表面改性，以避免凝膠粒子團(tuán)聚。使用的分散劑多為表面活性劑，這些表面活性劑具有不同的親水/疏水平衡常數(shù)，它們的加入能有效地破壞晶橋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，防止膠粒團(tuán)聚，可以達(dá)到乳化溶液和分散膠粒的目的。

溶膠-凝膠法根據(jù)原料的不同分為醇鹽溶膠-凝膠法和無機(jī)鹽溶膠-凝膠法。前者醇鹽價(jià)格昂貴，工藝過程不易控制，后者雖避免了昂貴的醇鹽和有毒的有機(jī)溶劑，但會(huì)引入雜質(zhì)離子，需要對(duì)凝膠進(jìn)行洗滌。

溶膠-凝膠法和其它方法相結(jié)合也為納米氧化鋁的制備開辟了新途徑。彭天佑等以Al（NO3）3和（NH4）2CO3采用溶膠-凝膠法結(jié)合異相共沸蒸餾技術(shù)對(duì)氧化鋁凝膠脫水，有效防止了硬團(tuán)聚，制成粒徑為68 nm的單分散球形氧化鋁粉體。并通過XRD、TG、TEM、DTA、BET等手段監(jiān)測(cè)整個(gè)工藝過程，初步確定了制備超細(xì)氧化鋁粉體的工藝條件[8]。

3.2沉淀法

沉淀法是在鋁鹽料液（氯化鋁、草酸鋁、硫酸鋁胺、硝酸鋁、偏鋁酸鈉等）中添加適當(dāng)?shù)某恋韯ㄈ鐨溲趸c、氨水、碳酸銨、鹽酸、檸檬酸等），將溶液中的鋁離子以沉淀（如Al（OH）3、Al2O3?xH2O）的形式析出，然后過濾、洗滌、干燥、煅燒分解等得到所需的氧化鋁粉體。

沉淀法又分為直接沉淀法、共沉淀法、以及均勻沉淀法。直接沉淀法是通過沉淀反應(yīng)，直接從溶液中制備納米粒子；共沉淀法是把沉淀劑加入混合后的金屬鹽溶液中，使各組分混合沉淀，然后加熱分解得到超微粒子；均勻沉淀法是以易緩慢水解的物質(zhì)為沉淀劑，通過控制水解速率，緩慢生成沉淀劑，就可避免濃度不均勻現(xiàn)象，使過飽和度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，從而控制沉淀粒子的生長(zhǎng)速度，獲得團(tuán)聚少、產(chǎn)品粒度均勻、純度高的超細(xì)粉。

沉淀法一般在常壓低溫下短時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便可調(diào)，工藝流程短，實(shí)驗(yàn)成本低。但反應(yīng)受溶液組分、濃度、溫度、時(shí)間、酸堿性等的影響較大，如水合離子的水解常數(shù)pKa和pKb數(shù)值小或?yàn)樨?fù)數(shù)時(shí)，就會(huì)大量存在水解反應(yīng)，固體就會(huì)以羥基的形式沉淀，影響產(chǎn)物質(zhì)量。另外，產(chǎn)物是在低溫下反應(yīng)生成，一般為無定形結(jié)構(gòu)[9]。但近年來，通過引入冷凍干燥、共沸干燥、超臨界干燥等工藝，有效解決了硬團(tuán)聚問題，能制得質(zhì)量較高的納米粒子。

3.3水熱法

水熱法是指通過控制高壓釜的溫度，創(chuàng)造一個(gè)高溫高壓的水溶液環(huán)境，加速離子反應(yīng)，促進(jìn)水解反應(yīng)，在水溶液或蒸汽流中制備氧化物，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。水熱法制得的粉體成分純凈，粒度分布窄，團(tuán)聚程度低，但反應(yīng)對(duì)設(shè)備的要求很高，成本較高。

3.4微乳液法

微乳液是在表面活性劑及助表面活性劑的作用下，將水相高度分散在油相中或反之，形成的“油包水”或“水包油”型熱力學(xué)穩(wěn)定體系。它避免了產(chǎn)物在合成過程中顆粒發(fā)生凝集，從根本上限制顆粒的增長(zhǎng)。體系中生成的沉淀經(jīng)洗滌、干燥、煅燒后制得納米粉體。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，得到的粒子粒徑小、分布均勻、穩(wěn)定性高、重復(fù)性好，但由于所制得粒子過細(xì)，固液分離較難進(jìn)行。制備過程使用大量有毒性的有機(jī)溶劑，成本較高，反應(yīng)條件苛刻，整個(gè)過程必須嚴(yán)格控制，難以在工業(yè)上實(shí)施[10]。

3.5相轉(zhuǎn)移分離法

往鋁鹽溶液中加入堿性溶液，當(dāng)剛開始產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀時(shí)，通過加熱、超聲粉碎使之溶膠化；在水溶膠中加入陰離子表面活性劑，抑制核的生長(zhǎng)和凝聚，再加入有機(jī)溶劑，使粒子轉(zhuǎn)入到有機(jī)相中；加熱減壓除去溶劑，將殘留物質(zhì)干燥、煅燒得到納米氧化鋁微粒。

該方法的關(guān)鍵是利用表面活性劑將水溶液中的膠粒轉(zhuǎn)移到油相中，然后棄水，達(dá)到較快速簡(jiǎn)易地將膠體粒子和水分離的目的。

三、存在問題與展望

納米氧化鋁作為一種新興材料，它的制備主要停留在探索實(shí)驗(yàn)階段。目前，大多數(shù)制備的納米氧化鋁質(zhì)量不高，制備過程重復(fù)性差。有些方法存在工藝復(fù)雜、條件苛刻、成本高等問題。故關(guān)于納米氧化鋁制備的結(jié)構(gòu)分析、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)過程等問題還有大量的工作要做。可以預(yù)計(jì)，在國家政策的大力支持和眾多科研工作者的努力下，我國納米氧化鋁產(chǎn)業(yè)必將有新的突破，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入新活力。

參考文獻(xiàn)

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篇8

英文名稱：China Surfactant Detergent & Cosmetics

主管單位：山西省科學(xué)技術(shù)廳

主辦單位：中國日用化學(xué)工業(yè)研究院

出版周期：雙月刊

出版地址：山西省太原市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號(hào)：1001-1803

國內(nèi)刊號(hào)：14-1320/TQ

郵發(fā)代號(hào)：2-328

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1971

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

篇9

論文摘 要:在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,化工技術(shù)已滲透到科學(xué)技術(shù)的各領(lǐng)域,對(duì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代社會(huì)生活的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。化工專業(yè)課程的特點(diǎn)是論文性強(qiáng)、概念抽象、原理復(fù)雜,對(duì)成人學(xué)生來說是比較困難的。筆者在教學(xué)過程中結(jié)合成人的特點(diǎn),結(jié)合專業(yè)課程特點(diǎn),有針對(duì)性的提出幾點(diǎn)意見和建議,以期提高成人化工專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。

成人教育在我國的高等教育中占有越來越重要的地位,這充分體現(xiàn)了我國高等教育的“終身化”、“大眾化”和“綜合化”。成人學(xué)生大部分是已工作的在職人員,雖然他們具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但對(duì)化工專業(yè)理論知識(shí)的掌握和理解存在著很大的差異,另成人學(xué)生畢業(yè)較早、年齡偏大,因此,這決定了成人教育與全日制本科教學(xué)有著許多不同。作為化工專業(yè)從業(yè)人員,面對(duì)科技,文化,經(jīng)濟(jì)全球化的激烈競(jìng)爭(zhēng),我們必須接受新的知識(shí),不斷提高自己的工作能力和專業(yè)水平,對(duì)我國化工行業(yè)的迅速發(fā)展添磚加瓦。我國成人教育的辦學(xué)規(guī)模越來越大,學(xué)員人數(shù)越來越多,在提高廣大在職化工人員的專業(yè)水平上發(fā)揮著重要的作用。但目前,我國化工成人教育也存在著“普教化”傾向,缺乏成人特點(diǎn),不能很好地滿足社會(huì)對(duì)化工成人高等教育所培養(yǎng)的人才在知識(shí)和技能等方面的更高要求。為此,筆者結(jié)合成人教育特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)踐,就化工專業(yè)成人的教學(xué)方法進(jìn)行探討,以適應(yīng)化工成人教育發(fā)展的需求。

1 掌握成人學(xué)生特點(diǎn),因人施教

成人學(xué)生的來源不同于全日制本科生,學(xué)生來源主要是已經(jīng)參加工作的具有一定社會(huì)實(shí)踐能力、獨(dú)立人格的在職人員,他們畢業(yè)較早,受外界干擾多,精力不易集中,但對(duì)知識(shí)的追求欲很強(qiáng),重視接受教育對(duì)自身價(jià)值的提升。他們的學(xué)習(xí)是一種充電,是對(duì)知識(shí)更新與補(bǔ)充,也是對(duì)專業(yè)理論和技術(shù)的提高。又由于每個(gè)成人以前所受教育不同,對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握參差不齊,這就要求教師必須針對(duì)成人的特點(diǎn),因勢(shì)利導(dǎo)、因人施教。成人學(xué)生有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),多數(shù)來自生產(chǎn)第一線,如來自化工廠化驗(yàn)室的學(xué)員,他們對(duì)常規(guī)的分析方法和分析手段比較熟悉,但對(duì)近代分析儀器手段比較陌生,且充滿興趣,所以在講授這部分內(nèi)容時(shí),我們盡可能講述每一種儀器分析方法最新進(jìn)展,以滿足成人學(xué)生對(duì)知識(shí)的求新心理。例如,在講述光譜分析部分時(shí)候,側(cè)重介紹熒光、紅外光譜,波譜學(xué)等的工作原理及分析手段,加以動(dòng)漫和化工軟件演示,以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性,滿足他們求實(shí)創(chuàng)新的需求。

成人學(xué)生的年齡一般較大,記憶力遠(yuǎn)不如全日制學(xué)生,但他們對(duì)知識(shí)的理解性和邏輯性的記憶較強(qiáng)。針對(duì)這一特點(diǎn),加強(qiáng)理解性記憶,具有重要意義。為此,在授課內(nèi)容中注重用通俗的語言結(jié)合成人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來把枯燥、乏味的理論知識(shí)傳授給學(xué)生。例如,化工生產(chǎn)中溫度、壓力是如何確定的？需用到物理化學(xué)中的化學(xué)平衡的知識(shí),直接講述化學(xué)平衡學(xué)生難以理解記憶,我們結(jié)合學(xué)生在實(shí)際操作中的情況,如合成氨的生產(chǎn),為什么條件是高溫、高壓？把實(shí)際和理論結(jié)合起來,進(jìn)行對(duì)比講解,提出在實(shí)際操作中如果溫度低了,會(huì)出現(xiàn)什么情況,對(duì)產(chǎn)率有何影響？當(dāng)溫度高了又有何影響？學(xué)生把自己的實(shí)踐和理論結(jié)合馬上就理解了溫度、壓力等操作條件是如何影響生產(chǎn)的,進(jìn)而知道了溫度、壓力等是如何確定的。又如在無機(jī)化學(xué)中講到原子軌道理論,分子軌道理論和雜化軌道理論時(shí),我們可以把這幾個(gè)知識(shí)放在一起,進(jìn)行對(duì)比,找出它們的差異,同時(shí)以動(dòng)漫演示這幾種理論的變化過程,相信成人學(xué)生對(duì)這種復(fù)雜、抽象的概念理解也不會(huì)太難了,加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解記憶。

2 采用多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

由于成教學(xué)生大多數(shù)基礎(chǔ)較差,且對(duì)這門學(xué)科缺乏正確認(rèn)識(shí),有些學(xué)生甚至覺得學(xué)習(xí)理論在實(shí)際中沒有多大的用處,因此缺乏學(xué)習(xí)積極性。要激發(fā)成人學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在教學(xué)中就應(yīng)針對(duì)成人學(xué)生特點(diǎn),采用多種教學(xué)方法。

2.1 啟發(fā)式

啟發(fā)式教學(xué)是一種注重發(fā)揮學(xué)生主體能動(dòng)性的一種學(xué)習(xí)方法,比較適合成人學(xué)生獨(dú)立思維、積極主動(dòng)地去獲取知識(shí)的特征。啟發(fā)式教學(xué)是指教師從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),采用各種有效的形式去調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,指導(dǎo)他們動(dòng)腦、動(dòng)口、動(dòng)手,經(jīng)過自己的思考去獲得知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題,使之生動(dòng)活潑、有興致地學(xué)習(xí)。有人提出了啟智的七把鑰匙:第一,質(zhì)疑;第二,引趣;第三,勤學(xué);第四,改難;第五,動(dòng)情;第六,求變;第七,務(wù)本。教師在教學(xué)中采用滿堂罐式的教學(xué),只能使學(xué)生覺得乏味,最后完全失去學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)中如果教師善于應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué),不但使學(xué)生想學(xué)、愿學(xué),而且提高了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。例如,我們?cè)谥v授硫酸這門課時(shí),可以提出“生產(chǎn)硫酸的原料有哪些？”“原料不同對(duì)后面的工序有何影響”、“由于原料的不同生產(chǎn)硫酸的工藝有何不同？”“為什么硫酸的凈化工序差別較大？”等一系列問題,要求他們認(rèn)真思考后再回答,這樣就能使他們的思維活動(dòng)變得非常積極而主動(dòng),講授的有關(guān)知識(shí)也就很快掌握了。這樣不僅可以啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的自覺性,而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新意識(shí)大有裨益。

2.2 對(duì)比式

化工專業(yè)有些課程的內(nèi)容比較相似,要想?yún)^(qū)別并理解記憶這些內(nèi)容,對(duì)比法是一種行之有效的講授方法。例如,有機(jī)化學(xué)中的雙分子親核取代、單分子親核取代和雙分子消除反應(yīng)、單分子消除反應(yīng)非常相似,很容易混淆,而這部分內(nèi)容既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),在講授過程中我們把這四個(gè)內(nèi)容放在一起進(jìn)行列表找出相同點(diǎn)和不同點(diǎn),并且抓住幾個(gè)關(guān)鍵詞取代、消除,單分子、雙分子進(jìn)行講解,再從反應(yīng)機(jī)理進(jìn)一步對(duì)比,這樣就使學(xué)生對(duì)這幾個(gè)概念有一徹底的理解,從而達(dá)到了對(duì)理論知識(shí)的掌握。又如物理化學(xué)中有一些公式十分相似,如范特霍夫公式、克—克方程和阿累尼烏斯方程外在形式的相似隱含著它們之間一定有內(nèi)在聯(lián)系,只要我們分析一下上述關(guān)系式的來蹤即可發(fā)現(xiàn)它們相似的內(nèi)在原因。這些公式相似的內(nèi)因是由于它們都反映著某種平衡關(guān)系及體系從一個(gè)平衡態(tài)變到另一個(gè)平衡態(tài)的條件。推廣開來,對(duì)任何一個(gè)可用平衡表示的熱力學(xué)體系,用有關(guān)平衡理論去討論總可以得到某個(gè)物理量隨溫度的變化為該類形式相似的公式。這種相似性為我們掌握熱力學(xué)量間的關(guān)系及熱力學(xué)方法處理問題的特點(diǎn),進(jìn)行一些物理量的計(jì)算或一些公式的理論推導(dǎo)提供一定的方便。通過對(duì)幾個(gè)相似公式的分析,我們把不同章節(jié)的公式聯(lián)系在一起,通過挖掘教材內(nèi)容和各知識(shí)點(diǎn)的結(jié)合,使學(xué)生易于理解及記憶。有利于成人學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容記憶得更深刻。

 

2.3 比喻式

化工專業(yè)課的理論性較強(qiáng),在教學(xué)過程中常常會(huì)遇到一些較難理解的理論和概念,如果只用專業(yè)語言去講,成人學(xué)生由于專業(yè)基礎(chǔ)普遍較差,很難聽懂,此時(shí)就可以運(yùn)用比喻的方法把一些理論問題形象化去講,可達(dá)到事半功倍的效果。例如,我們?cè)谥v授表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)時(shí),可以將其比喻成火柴,火柴的大頭是表面活性劑分子的極性基部分,火柴桿是表面活性劑分子的非極性基部分,這樣形象化的比喻就能使學(xué)生很輕松地接受表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)并能牢牢地記住。又如在物理化學(xué)中講授熵的物理意義時(shí),我們可以把熵比喻成一個(gè)小孩,孩子天生好動(dòng),這是一個(gè)自愿過程,熵是增大的,無序度也是增大的;而想讓孩子不動(dòng),則必須束縛他,這是一個(gè)非自愿的過程,熵是減小的,有序度是增大的。這樣把一個(gè)抽象的概念形象化,使學(xué)生很容易理解。

2.4 總結(jié)式

一堂課講完以后,都必須留十分鐘左右的時(shí)間,對(duì)這堂課進(jìn)行總結(jié)、歸納。成人學(xué)生理解問題、分析問題的能力強(qiáng),因此,可以用準(zhǔn)確簡(jiǎn)練的語言,提綱挈領(lǐng)地對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。這樣學(xué)生可以牢牢抓住本節(jié)本章的重點(diǎn)、難點(diǎn),加快了對(duì)知識(shí)的掌握,除此總結(jié)式還可以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的概括能力,不會(huì)出現(xiàn)眉毛胡子一把抓的結(jié)果,更有利于學(xué)生更好的完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

3 利用現(xiàn)代技術(shù)手段,完善教學(xué)環(huán)節(jié)

化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,如有機(jī)化學(xué)中的有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)抽象、復(fù)雜,很難用語言描述清楚。化工專業(yè)的專業(yè)課程,如無機(jī)化工工藝學(xué)教材中有許多的工藝流程圖和眾多的配方,用常規(guī)方法進(jìn)行教學(xué),既難板書,又費(fèi)時(shí)間,一堂課下來講不了多少內(nèi)容,難以完成大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)。針對(duì)上述情況采用現(xiàn)代的、高技術(shù)的、大容量的現(xiàn)代化教學(xué)方法如多媒體教學(xué),借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將圖像、聲音、文字、動(dòng)畫等相結(jié)合,形成“動(dòng)靜結(jié)合、聲形并茂”的教學(xué)情境,使微觀世界變得直觀、明了,非常有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。利用多媒體課件教學(xué)可以使有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)一目了然;可以使各流程中物料的流向、產(chǎn)物的分離、設(shè)備的結(jié)構(gòu)形象生動(dòng)。

4 根據(jù)教學(xué)實(shí)際強(qiáng)化理論基礎(chǔ)

成人學(xué)生多數(shù)離校已久,知識(shí)結(jié)構(gòu)相對(duì)老化,基礎(chǔ)理論較為薄弱,對(duì)抽象的、邏輯性較強(qiáng)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)困難較大。針對(duì)這種情況,教師必須全面了解課本,深入研究教學(xué)大綱,做到心中有數(shù)。在講解過程中對(duì)較易掌握的知識(shí)可以一帶而過,碰到理論性強(qiáng)的難點(diǎn)和重點(diǎn)時(shí),例如,無機(jī)化學(xué)中的能斯特方程、法拉第定律等的數(shù)學(xué)表示式含義及其各種符號(hào)的意義和公式應(yīng)用的條件和范圍,有機(jī)化學(xué)中的各反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理、特點(diǎn),提出來講深講透,可以重復(fù)多次的講解,重點(diǎn)一定要突出,難點(diǎn)一定要強(qiáng)調(diào),使這些知識(shí)在學(xué)生大腦中扎根,而達(dá)到學(xué)生對(duì)知識(shí)的熟練理解和掌握。

5 結(jié)語

隨著專業(yè)改革的不斷深入,在成人化工專業(yè)的教學(xué)過程中,不斷的探討適合成人學(xué)生能力培養(yǎng)的課程教育方式和方法是有必要的。通過教師在教學(xué)中的不懈努力,相信一定能完成課程教學(xué)改革的任務(wù),為社會(huì)培養(yǎng)合格的化工人才做出貢獻(xiàn)。

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篇10

【關(guān)鍵詞】水溶性聚酯；技術(shù)；探討

中圖分類號(hào)：O633文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

隨著這些年我國的化學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，各個(gè)學(xué)科之間的配合發(fā)展能力越來越強(qiáng)，也就出現(xiàn)了如今各個(gè)行業(yè)各個(gè)化工領(lǐng)域也都得到了巨大的進(jìn)步。特別是如今的水溶性聚酯技術(shù)，得到了飛速的發(fā)展，在很多的方面都展現(xiàn)出了巨大的效用。但是我們?nèi)绾蝸戆l(fā)揮出它的效用，這就需要我們好好地進(jìn)行分析，進(jìn)行研究和探討。只有這樣才能更好的了解水溶性聚酯技術(shù)。

二、水溶性聚酯技術(shù)

水溶性聚酯在紡絲領(lǐng)域中主要用于化纖超細(xì)復(fù)合紡絲的溶離組分，這種水溶剝離法與機(jī)械剝離法和溶劑剝離法相比，具有明顯的優(yōu)越性，它可以獲得更細(xì)、更均勻的超細(xì)纖維；與溶劑剝離法相比，它又可以避免使用有毒的、對(duì)環(huán)境有污染的各種溶劑的弊端，只需熱水即可實(shí)現(xiàn)剝離，有利于工業(yè)化的實(shí)施和環(huán)保的要求。

水溶性聚酯是一種新型水溶性聚合物，國外如日本、韓國和歐洲對(duì)此已研究了多年，擁有成熟的合成、紡絲、織造、開纖、染整全套技術(shù)，并已推向市場(chǎng)。國內(nèi)對(duì)水溶性聚酯的研究處于起步階段，北京服裝學(xué)院、南京理工大學(xué)、浙江大學(xué)和東華大學(xué)研究了水溶性聚酯的合成和應(yīng)用，目前主要由揚(yáng)州新惠、吳江新生等化纖單位提供水溶性聚酯，但其質(zhì)量與國外還有較大差距。

三、聚酯的合成工藝

由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維,滌綸的生產(chǎn)過程包括縮聚和熔體紡絲兩部分。原料主要從石油裂解獲得，也可從煤和天然氣取得。石油加熱裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等，經(jīng)化學(xué)加工后可得到對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ゼ耙叶肌Ｔ谠缙跍炀]生產(chǎn)中由于對(duì)苯二甲酸不易精制，曾用對(duì)苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料。

四、水性聚酯的性能

1、溶解性及熱穩(wěn)定性

有機(jī)化合物的溶解具有一個(gè)重要的條件, 即溶質(zhì)和溶劑的溶解度參數(shù)必須相近。但是, 溶解度參數(shù)的接近是溶解的必要條件, 而不是充分條件。有些溶質(zhì)和溶劑的溶解度參數(shù)很接近, 但很難溶解。原因是溶質(zhì)具有結(jié)晶結(jié)構(gòu), 結(jié)晶性好的物質(zhì)由于其分子間的結(jié)合力強(qiáng), 使其難于溶解。因此, 結(jié)晶狀況也是高分子化合物溶解性的一個(gè)很重要的條件。一般來說, 提高聚酯水溶性方法有 2種, 一是在分子中引入足夠的親水基團(tuán),研究了 WSPET 中 SIPM、 IPA、聚乙二醇 ( PEG 1000)和己二酸乙二醇酯 ( AE) 的添加量對(duì)水溶性的影響,結(jié)果表明: a)隨著共聚酯中 SIPM、 IPA、 PEG 和AE 的添加量增加, 共聚酯的水溶性逐漸增大; b)溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng), 使得共聚酯的溶除率增大;c) 隨著拉伸倍數(shù)的增加, 共聚酯的溶除率逐漸降低。研究了由 DMT、 IPA、 SIPM、EG和 PEG等共縮聚合成的水溶性聚酯的溶解性能,結(jié)果表明, 隨著分子鏈中 SIPM 鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加, 聚合物的水溶性增強(qiáng), 對(duì)外加鹽的容忍度提高。二是降低聚合物的結(jié)晶度,發(fā)現(xiàn)水性單體的量也與聚酯的結(jié)晶性有關(guān), 水溶性聚酯中引入帶有多支鏈單體可以降低結(jié)晶度。水性聚酯的溶解性也遵循高分子在水中的溶解度的規(guī)律, 如因高分子結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量的不同而不同。線形高分子易生成氫鍵, 使水分子很快進(jìn)入全部高分子結(jié)構(gòu)中, 非線形高分子只有部分區(qū)域生成氫鍵, 水分子只能滲入部分高分子結(jié)構(gòu)區(qū)域。這樣, 線形高分子比相同類支鏈高分子水溶性好;另外, 高分子分子質(zhì)量增加, 溶解度也將降低; 其次, 溫度也是影響高分子溶解性的重要外部因素,大多數(shù)高分子的溶解度隨溫度的升高而增大。水性聚酯熱穩(wěn)定性與分子結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)時(shí)間和溫度等多種因素有關(guān)。

2、電化學(xué)性質(zhì)

水溶性聚酯化合物分子有非離子型、陰離子型2種類型。非離子型是指在水溶液中不電離的高分子, 如聚醚多元醇改性聚酯等。陰離子型是指水溶液中電離為陰離子, 如 DMPA 型聚酯等。許多水溶性聚酯原本并不溶于水或僅部分溶于水, 只有添加一種酸或堿, 才因電離作用而溶于水, 大分子鏈含有羧基的聚酯只能在中和試劑存在下才能水性化。在水溶液或熔融狀態(tài)下能電離成離子的物質(zhì)稱為電解質(zhì)。電解質(zhì)為聚合物的物質(zhì)稱為聚電解質(zhì)。聚電解質(zhì)的性質(zhì)取決于它的電離程度, 它們的一些重要性質(zhì)直接與它們的電離程度相關(guān), 因此, 這些物質(zhì)水溶液的 pH 值與它的粘度、絮凝效果、穩(wěn)定住、分散性等都有密切的關(guān)系, 聚電解質(zhì)對(duì)外來離子的存在很敏感。就發(fā)現(xiàn)低分子鹽類的加入會(huì)抑制水溶性大分子鏈上SO3N a的離解, 其溶解能力下降。

3、分散作用

水溶性聚酯高分子中含有親水和疏水基團(tuán), 因此有很多水溶性聚酯具有表面活性是一種高分子表面活性劑, 它可以降低水的表面作力, 有助于水對(duì)固體的潤濕, 這對(duì)于顏料、填料、粘土之類物質(zhì)在水中的分散特別有利。普通表面活性劑雖然很多都具有分散作用, 但由于受到分子結(jié)構(gòu)、相對(duì)分子質(zhì)量等因素的影響, 他們的分散作用往往十分有限,用量較大。高分子表面活性劑由于親水基、疏水基、位置、大小等可調(diào), 分子結(jié)構(gòu)可呈梳狀, 又可呈現(xiàn)多支鏈化, 因而對(duì)分散微粒表面覆蓋及包封效果要比前者強(qiáng)的多。由于其分散體系更趨于穩(wěn)定、流動(dòng), 成為很有發(fā)展前途的一類分散劑。

五、COPET切片的制備和技術(shù)總結(jié)

水溶性聚酯(COPET)是在普通聚酯(PET)合成 時(shí)，加入改性組分而制成的、在(熱)水中能溶解的 聚酯。COPET在化纖領(lǐng)域中主要用于超細(xì)復(fù)合紡 絲的溶離組分，這種水溶剝離法與機(jī)械剝離法、溶劑 剝離法及水解剝離法相 比，具有 明顯 的優(yōu)越性。

將VIA，IPA與EG在相應(yīng)助劑存在下，于255 攝氏度以上溫度進(jìn)行酯化反應(yīng)，脫除水分后得到對(duì)苯二甲酸 雙羥乙酯與間苯二甲酸雙羥乙酯及其低聚物的混合 物；再按計(jì)算量添加 EG、間苯二 甲酸雙羥乙酯．5一磺酸 鈉(SIPE)和作為第 5組分的脂肪族聚醚 ，維持適當(dāng)時(shí) 間完成醇解、酯交換反應(yīng) ；然后在高真空條件下進(jìn)行縮 聚反應(yīng)，脫除反應(yīng)生成的 EG后得到水溶性聚酯。

1、所合成的 COPET具有良好的水解性能，第 三組分(磺酸鹽)含量的影響最大 ；IPA是為破壞結(jié) 晶性能，使堿液易于滲透 ；PEG可降低 ￡ ，降低水解溫度。

2、由于SIPE的間位結(jié)構(gòu)及磺酸基團(tuán)的位阻效 應(yīng)，COPET的玻璃化溫度 ，tee上升，熔點(diǎn)下降。 隨第三組分含量的增加，COPET的結(jié)晶速率下降，結(jié)晶性能變差；IPA的添加，共聚酯中的間位結(jié)構(gòu)增多， 破壞了大分子的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，使 COPET的玻璃化溫度 ，熔點(diǎn)均下降；PEG的加入，使 整個(gè)分子鏈的柔性增加，大分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)， COPET的玻璃化溫度均下降。

六、結(jié)束語

本文就是希望通過對(duì)水溶性聚酯技術(shù)的一個(gè)探討分析，能夠讓更多的人了解水溶性聚酯技術(shù)。所有的新興技術(shù)都是需要更多的人了解，更多的人支持，和更多的人參與才能夠得到更好發(fā)展的。這樣的一些技術(shù)如果憑借個(gè)人的力量就不可能得到發(fā)展。所以說只有我們都很好的進(jìn)行了這樣的一些技術(shù)分析，才能夠最大限度上給水溶性聚酯技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

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