李春海,13929729915
一、食品添加剂
? 为改善食品品质和色香味以及防腐和加
工工艺而加入的天然或者化学合成物质
? 分类( 21大类):
– 酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、
漂白剂、膨松剂、胶母糖基础剂、着色剂、
护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处
理剂、被膜剂、水份保持剂、营养强化剂、
防腐剂、稳定和固化剂、甜味剂、增稠剂及
其它。
基本要求
? 经严格的毒理鉴定,保证在规定使用范
围内对人体无害;
? 有严格的质量标准;其有害物质不得超
过允许限量;
? 进入人体后,能参与人体正常代谢;
? 用量小、效果明显,能提高食品的商品
质量和内在质量;
? 使用安全方便。
防腐剂
? 苯甲酸及苯甲酸钠(甲苯氧化法)
CH3→ COOH→ COONa
成本低、毒性小、在酸性食品中使用效果好。
防腐效果受 PH影响较大。
苯甲酸纳生产流程
? 甲苯氧化:
– 甲苯、萘酸钴、空气;
– 氧化塔,放热反应;
– 尾气处理(甲苯吸收);
– 放热反应。
? 脱苯( 将未反应的甲苯分离)
– 脱苯塔;
– 压缩空气鼓泡。
? 蒸馏:
– 杂质和有机色素。
? 中和、脱色、过滤、干燥
山梨酸及盐
? 化学结构式( 2,4-己二烯酸):
CH3CH=CHCH=COOH
? 生产方法(丁烯醛和丙二酸法):
其它防腐剂
? 对羟基苯甲酸酯;
? 丙酸及其盐:
CH2=CH2+CO+H2→ CH 2=CH2 CHO→
→ CH 2=CH2 COOH
乳化剂
? 使互不相溶的液体(如油和水)形成稳
定乳浊液的添加剂。
酸味剂
? 属于调味剂(咸味剂、酸味剂、甜味剂、
香料、辣味剂、鲜味剂、清凉剂等)一
种;
? 又称酸度调节剂,它赋予食品酸味,并
具有一定的防腐作用;
? 它分为有机酸(醋酸、柠檬酸、酒石酸、
苹果酸、富马酸、抗坏血酸、乳酸、葡
萄糖酸)和无机酸(磷酸)。
柠檬酸
? 3— 羟基 — 3羧基戊二酸
CH2COOH
HO- C-COOH
CH2COOH
生产方法(发酵法):
淀粉、糖密等 → 发酵 → 提取 → 产品
2( C6H10O5) n+2nO2→2n C 6H8O7H2O
其它酸味剂
? 苹果酸, HO-CHCOOH
CH2COOH
? 酒石,
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH;
? 乳酸,CH3CH(OH)-COOH;
鲜味剂
? 增强食品风味,使之呈鲜味感。
? L-谷氨酸钠(味精)
NH2
HOOC-CH-CH2CH2-COONa.H2O
谷氨酸生产方法
? 谷氨酸发酵的原料处理及培养基:
– 淀粉和糊精先水解成葡萄糖;
? 经发酵将葡萄糖转变成谷氨酸:
2C6H12O6+2NH3+3O2→C 5H9O4N+ 2CO2+6H2O
– 氮源:
? 硫酸铵、氯化铵、氨水、尿素、液氮等
? 谷氨酸的提取、脱色
? 浓缩和结晶
食用色素
? 按来源可分为:天然色素和合成色素。
– 化学合成色素:颜色鲜艳、着色力强、坚固、
性质稳定,但有些色素有致癌作用和诱导染
色体变异。
– 天然色素色泽较差。但安全性高、还有一定
营养价值和药理作用,且来源丰富。
食用合成色素
? 上海染料研究所生产的八种合成色素:
– 胭脂红、苋菜红、日落黄、赤藓黄、柠檬黄、
新红、靛蓝、亮蓝。
? 在人体内不变化、不被吸收、且易排泄。
? 使用时,从稳定性角度考虑溶解度。耐
酸碱性、耐热性和耐光性等。
天然色素
? 来源:
– 植物、动物和微生物,大多溶于水、酒精和其它有
机溶剂。
? 生产工艺:
– 提取法;
– 组织培养法;
– 粉碎法;
– 生物发酵法,如红曲色素来源于糯米等,将其水浸、
蒸熟,加红曲酶发酵而成;
– 酶法。
增稠剂
? 增加液体食品混合物和食品的粘度。保
持相对稳定性的亲水物质。
? 常用的有淀粉,明胶,海藻酸钠,羧甲
基纤维素及盐,变性淀粉、植物胶等
明胶
? 由动物的皮骨、软骨等所含的胶原蛋白,
经水解后而得的高分子多肽聚合物。
? 生产方法:
– 酸法、碱法、盐碱法、酶法。其中碱法生产
技术成熟,产品质量较好。
? 浸酸脱脂 → 浸灰 → 中和 → 熬胶 → 过滤 → 浓缩和干
燥
甜味剂
? 糖精,学名为邻磺酰苯甲酰亚胺
? CO
? NH
? SO2
生产工艺
? 以甲苯为原料
? 以邻苯二甲酸为原料
二、涂料
? 定义:
– 一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上,
经固化形成连续性涂膜材料。
? 涂料与油漆:
– 生漆;
– 植物油与天然树脂熬炼而 制成的涂料;
涂料的作用
? 保护作用
– 防止材料磨损,隔绝外界的有害影响,改变
金属表面性质。
? 装饰作用
? 色彩标志
? 功能作用
涂料组成
? 成膜物质:
– 天然树脂或合成树脂
? 溶剂:
– 稀释涂料的不挥发分,成膜固化过程中,溶剂挥发
而得到结构致密的涂膜。
? 颜料:
? 填料:
– 增强涂膜的物理机械性能
? 助剂:
– 催干剂、固化剂、流平剂、消泡剂、防锈剂、防霉
剂、防污剂、导电剂、助燃剂
涂料分类
? 按成膜物质,
? 按用途:
– 建筑、车辆、船舶、家俱、发光、电绝缘、防蚀、耐热、
防火、示温等;
? 按施工方法:
– 刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆;
? 按作用:
– 打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头度漆、二度漆等;
? 按外观:
– 大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆等 ;
? 按形态:
– 水溶性,乳胶、粉末、固体、单组份、双组份
涂料的发展状况
? 世界总产量 2000万吨,其中美、日、俄、
德英和法国占 65%,量已基本饱和。
? 向低公害、高性能方向发展。
– 水性涂料和固体组成的粉末涂料及辐射固化
涂料
? 保护性、装饰性、功能性 → 精细化发展
涂膜的固化机理
? 物理机理干燥:
– 涂料中的液体蒸发而得到干硬涂膜。在干燥过程中,
高聚物不发生化学反应。
? 涂料与空气中的氧反应:
– 氧与干性植物油或其它不饱和化合物交联固化,产
生游离基引起聚合反应,水份也能和异氰酸酯发生
聚合反应。
? 涂料组份间的反应似其交联固化
– 双组份;高温固化。
醇酸树脂涂料
? 由一元酸、多元醇和多元酸聚合而成的
线性树脂。
– 一元酸:桐油、锌油、亚麻仁油等
C3H5(OOCR)3水解得一元脂肪酸 RCOOH。
– 多元醇:甘油,季戊四醇;
– 多元酸,主要是邻苯二甲酸酐。
配方举例
亚麻仁油 100g 氧化铅 0.015g
甘油 43g 二甲苯 200g
邻苯二甲酸酐( 99.5%) 74.5g
醇酸树脂结构
(甘油:苯酐:脂肪酸 3,3,1)
以多元醇和多元酸的酯为主链、以脂肪酸(或其它一元
酸)为侧链构成。分子中具有酯基、羧基、羟基和脂肪
酸的双键。
醇酸树脂特点
? 干燥后形成网状结构,不易老化,耐候
性好;
? 漆膜柔韧坚牢,耐摩擦;
? 抗矿物油、抗醇类溶剂性好;
? 干结膜快,但完全干燥的时间长;
? 耐水性差;
? 属脂肪酸衍生物范围,对防湿热、防霉
和盐雾等三方面仍有一些问题。
丙烯酸树脂涂料
? 由丙烯酸酯甲基丙烯酸酯的聚合物制成
? 丙烯酸酯单体:
– 丙烯氧化:
CH2=CHCH3+3/2O2→CH 2=CHCOOH+H2O
酯化 R1 R1
CH2=CCOOH+ R2OH→ CH 2=CCOOR2+ H2O
酯交换
CH2=CCOOR2+ R3OH→ CH 2=CCOOR3+ H2O
R1 R1
丙烯酸树脂涂料特点
? 原料由石化产品生产,价格低廉、资源丰富;
? 可与一定比例烯烃单体共聚,如丙烯腈,丙烯
酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等,制得多种品种。
? 色泽好,耐光,耐候性好,保光、保色,耐热
性好。
? 可耐一般酸、碱、醇和油脂等。
? 可制成中性涂料,可调入铜粉、铝粉、使之具
有金属般色泽;
? 长期贮存不变质。
环氧树脂 — C — C—
O
? 即可作为粘合剂,也可作为涂料。
? 涂料工业消费量约占一半。
? 属于结构性涂料(网状结构)性能优良
– 附着力强;
– 耐化学腐蚀性好;
– 保色性强;
– 热稳定性好,电绝缘性高。
– 耐候性差、易粉化、涂膜丰满度不好。双包装,使
用不方便。
聚氨酯涂料
? 含有异氰酸酯或其反应产物。其漆膜中
含有氨酯键 — NH-COO-,它是由羟基 —
OH和异氰酸酯 — NCO反应生成的。
? 分子中除氨酯键外,还含有许多酯键、
醚键、脲键、脲基甲酸酯键等。
? 高强度。耐磨、耐溶剂、固化温度范围
宽、附着力强、
粉末涂料
? 粉末状无机涂料,它是随各种粉末涂装
方法的开发,在粉末塑料的基础上发展
起来的。
? 无溶剂的挥发飞散,减低了大气污染公
害;
? 不用担心有机溶剂的中毒和引起火灾;
? 涂料利用率可接近 100%;
? 涂装工艺易自动化;
流动床浸渍法
熔射法
静电粉末涂装法
三,粘合剂
? 填充于两个物件之间将其连接在一起并
具有足够强度的一类物质称为粘合剂,
简称为胶。
粘合剂分类
? 按主体材料分为有机(天然和合成)和
无机;
? 按粘接强度分为结构型(静态剪切强度
大于 9.8× 106Pa)和非结构型;
? 按固化方式分为室温、高温型,
? 按外观分为液态和固态粘合剂。
固化剂的作用
粘接工艺步骤
? 表面处理:
– 提高表面能;
– 增加表面积;
– 除去表面污物及疏散层。
? 胶粘剂涂布;
? 胶粘剂的固化 。
聚醋酸乙烯粘合剂
? 俗称乳白胶,产量和产值在合成胶中占
主要地位。
? 机械强度高、粘度低、使用方便;
? 以水为分散介质,成本低、无毒、不燃
? 耐水性不够,耐热、冷性差;
? 蠕变较大(在应力保持恒定时型变随时
间延长而增大)
合成方法
以聚乙烯醇为保护胶体,加入阴离子或非离
子表面活性剂,在一定 PH值水相中,将醋
酸乙烯进行乳液聚合:
α— 氰基丙烯酸酯胶粘剂
? 俗称快干胶或瞬干胶,CN
H2C=C
COOR
? 很容易在水或弱碱的催化作用下进行阴
离子型聚合;
? 酯基碳链越长,其韧性和耐水性越好,
但胶结强度下降。
乳液型丙烯酸酯类胶粘剂
? 乳液聚合包括单体、水、引发剂、乳化
剂、缓冲剂和保护胶体等;
? 粘接力强、耐光老化性好、耐皂洗、耐
磨、胶膜柔软;
? 主要用于织物方面,如无纺布用等。
热固性树脂胶粘剂
? 液态树脂经聚合反应交连成网状结构,
形成不溶、不熔的固体。
? 粘附性好,具有较好的机械强度、耐热、
耐化学性、耐冲击和弯曲性能较差。
? 主要包括酚醛树脂、三聚氰胺 — 甲醛树
脂、脲醛树脂、环氧树脂等。
酚醛树脂胶粘剂
由酚类和醛类聚合而成,工业上用的有两大类:线性和热
固性酚醛树脂
OH + HCHO
线性酚醛树脂
热固性酚醛树脂
? 采用碱性催化剂,初期生成羟甲基苯酚,
进而聚合成高度支化的低聚物
环氧树脂胶粘剂
? 俗称万能胶,可用于金属和非金属胶结
? 环氧树脂:
– 分子中平均含有一个以上环氧基团的聚合物
C— C
O
聚氨酯胶粘剂
? 以多异氰酸酯和聚氨甲酯(简称聚氨酯)
为主体的胶粘剂成为~。
? 聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链的聚合物,
通常有多异氰酸酯与多元醇反应制得
用途
? 制鞋:对各种制鞋用材料均能进行良好
的粘接;
? 汽车工业:工艺简单,耐汽油性好,具
有优良的柔软性和结构强度。
? 塑料加工、包装业、建筑也以及低温工
程:粘接力强、适应面广、耐低温。
合成橡胶胶粘剂
? 以氯丁、丁腈、丁苯、聚硫等合成橡胶
为主体材料配制的非结构胶粘剂。
氯丁橡胶胶粘剂
? 由氯丁二烯经乳液聚合而成:
Cl Cl
nCH2=CH-C=CH2→( -CH2-CH=C-CH2-)n
? 特点,
– 结构比较规整、极性大(含 Cl),易结晶;
– 耐燃、耐臭氧和耐大气老化;
– 良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂;
– 稳定性较差及耐寒性不够。
无机胶粘剂
? 种类
– 水泥类:普通水泥、矾土水泥;
– 磷酸盐胶粘剂:用于金属胶粘,如 ZnH-PO4.3H2O
牙科用,磷酸 — 氧化铜用于陶瓷、硬质合金胶粘;
– 玻璃胶粘剂类:熔接玻璃,它们以硼酸盐为基础,
如 PbO-B2O5-ZnO
– 水基无机物:硅酸钠、硅酸钾等。
? 特点:
– 耐热性好、性质脆、
淀粉胶粘剂
特种胶粘剂
? 热熔胶粘剂:
– 在热熔状态进行涂布,借冷却固化实现粘
接
? 压敏胶粘剂:
– 将胶粘剂涂于基材上,加工成带状并制成卷
盘供应。
四、表面活性剂
? 具有两亲性结构的有机化合物 (如,R-COONa)
亲
油
基
亲水基 亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
表面现象
溶于水或溶剂后,具有以下特性
? 溶解性
? 表面吸附
? 界面定向
? 生成胶束
? 多功能性
– 润湿、乳化、增溶、起泡或消泡、洗涤
– 平滑、抗静电、匀染、润滑、防锈、疏水
表面活性剂分类
阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 两性离子表面活性剂
离子型表面活性剂 非离子表面活性剂
水溶性表面活性剂 油溶性表面活性剂
亲水基
亲
油
基
阴离子表面活性剂
? 羧酸盐型 R-COONa
? 硫酸盐型 R-OSO3Na
? 磺酸盐型 R-SO3Na
? 磷酸盐型 R-OPO3Na
?
? Na+
?
阳离子表面活性剂
? 胺盐型离子表面活性剂
– 伯胺盐 R-NH2HCl
– 仲胺盐 R-NH(CH3)HCl
– 叔胺盐 R-N(CH3)2HCl
? 季铵盐型离子表面活性剂
R-N( CH3) 3Cl
非离子表面活性剂
在水中不会离解成离子
? 聚乙二醇型 R-O(CH2CH2O)nH
? 多元醇型 R-COOCH2C(CH2OH)3
表面活性剂应用实例
? 增溶、乳化、分散
? 发泡与消泡
? 水泥减水剂
? 粉体材料的表面改性
增溶、乳化、分散
发泡与消泡
气泡稳定因素:
1、降低表面张力;
2、泡沫膜有一定强
度和弹性;
3、要有适当的表面
粘度
矿物浮选
水泥减水剂
阴离子表面活性剂
? 羧酸盐型阴离子表面活性剂
– 肥皂
R-COOCH2 CH2-OH
R-COOCH +3NaOH 3R-COONa + CH-OH
R-COOCH2 CH2-OH
其它羧酸皂
? 松香皂 C19H29COOH C19H29COONa
? N-酰基羧酸盐
R-CONH( CONHR”) nCOONa
R’
聚醚羧酸盐
R-( OC2H4) nOCH2COONa
季胺盐型阳离子表面活性剂
? 分子结构
聚乙二醇型非离子表面活性剂
脂肪醇聚氧乙烯醚
一、食品添加剂
? 为改善食品品质和色香味以及防腐和加
工工艺而加入的天然或者化学合成物质
? 分类( 21大类):
– 酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、
漂白剂、膨松剂、胶母糖基础剂、着色剂、
护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处
理剂、被膜剂、水份保持剂、营养强化剂、
防腐剂、稳定和固化剂、甜味剂、增稠剂及
其它。
基本要求
? 经严格的毒理鉴定,保证在规定使用范
围内对人体无害;
? 有严格的质量标准;其有害物质不得超
过允许限量;
? 进入人体后,能参与人体正常代谢;
? 用量小、效果明显,能提高食品的商品
质量和内在质量;
? 使用安全方便。
防腐剂
? 苯甲酸及苯甲酸钠(甲苯氧化法)
CH3→ COOH→ COONa
成本低、毒性小、在酸性食品中使用效果好。
防腐效果受 PH影响较大。
苯甲酸纳生产流程
? 甲苯氧化:
– 甲苯、萘酸钴、空气;
– 氧化塔,放热反应;
– 尾气处理(甲苯吸收);
– 放热反应。
? 脱苯( 将未反应的甲苯分离)
– 脱苯塔;
– 压缩空气鼓泡。
? 蒸馏:
– 杂质和有机色素。
? 中和、脱色、过滤、干燥
山梨酸及盐
? 化学结构式( 2,4-己二烯酸):
CH3CH=CHCH=COOH
? 生产方法(丁烯醛和丙二酸法):
其它防腐剂
? 对羟基苯甲酸酯;
? 丙酸及其盐:
CH2=CH2+CO+H2→ CH 2=CH2 CHO→
→ CH 2=CH2 COOH
乳化剂
? 使互不相溶的液体(如油和水)形成稳
定乳浊液的添加剂。
酸味剂
? 属于调味剂(咸味剂、酸味剂、甜味剂、
香料、辣味剂、鲜味剂、清凉剂等)一
种;
? 又称酸度调节剂,它赋予食品酸味,并
具有一定的防腐作用;
? 它分为有机酸(醋酸、柠檬酸、酒石酸、
苹果酸、富马酸、抗坏血酸、乳酸、葡
萄糖酸)和无机酸(磷酸)。
柠檬酸
? 3— 羟基 — 3羧基戊二酸
CH2COOH
HO- C-COOH
CH2COOH
生产方法(发酵法):
淀粉、糖密等 → 发酵 → 提取 → 产品
2( C6H10O5) n+2nO2→2n C 6H8O7H2O
其它酸味剂
? 苹果酸, HO-CHCOOH
CH2COOH
? 酒石,
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH;
? 乳酸,CH3CH(OH)-COOH;
鲜味剂
? 增强食品风味,使之呈鲜味感。
? L-谷氨酸钠(味精)
NH2
HOOC-CH-CH2CH2-COONa.H2O
谷氨酸生产方法
? 谷氨酸发酵的原料处理及培养基:
– 淀粉和糊精先水解成葡萄糖;
? 经发酵将葡萄糖转变成谷氨酸:
2C6H12O6+2NH3+3O2→C 5H9O4N+ 2CO2+6H2O
– 氮源:
? 硫酸铵、氯化铵、氨水、尿素、液氮等
? 谷氨酸的提取、脱色
? 浓缩和结晶
食用色素
? 按来源可分为:天然色素和合成色素。
– 化学合成色素:颜色鲜艳、着色力强、坚固、
性质稳定,但有些色素有致癌作用和诱导染
色体变异。
– 天然色素色泽较差。但安全性高、还有一定
营养价值和药理作用,且来源丰富。
食用合成色素
? 上海染料研究所生产的八种合成色素:
– 胭脂红、苋菜红、日落黄、赤藓黄、柠檬黄、
新红、靛蓝、亮蓝。
? 在人体内不变化、不被吸收、且易排泄。
? 使用时,从稳定性角度考虑溶解度。耐
酸碱性、耐热性和耐光性等。
天然色素
? 来源:
– 植物、动物和微生物,大多溶于水、酒精和其它有
机溶剂。
? 生产工艺:
– 提取法;
– 组织培养法;
– 粉碎法;
– 生物发酵法,如红曲色素来源于糯米等,将其水浸、
蒸熟,加红曲酶发酵而成;
– 酶法。
增稠剂
? 增加液体食品混合物和食品的粘度。保
持相对稳定性的亲水物质。
? 常用的有淀粉,明胶,海藻酸钠,羧甲
基纤维素及盐,变性淀粉、植物胶等
明胶
? 由动物的皮骨、软骨等所含的胶原蛋白,
经水解后而得的高分子多肽聚合物。
? 生产方法:
– 酸法、碱法、盐碱法、酶法。其中碱法生产
技术成熟,产品质量较好。
? 浸酸脱脂 → 浸灰 → 中和 → 熬胶 → 过滤 → 浓缩和干
燥
甜味剂
? 糖精,学名为邻磺酰苯甲酰亚胺
? CO
? NH
? SO2
生产工艺
? 以甲苯为原料
? 以邻苯二甲酸为原料
二、涂料
? 定义:
– 一种可借特定的施工方法涂覆在物体表面上,
经固化形成连续性涂膜材料。
? 涂料与油漆:
– 生漆;
– 植物油与天然树脂熬炼而 制成的涂料;
涂料的作用
? 保护作用
– 防止材料磨损,隔绝外界的有害影响,改变
金属表面性质。
? 装饰作用
? 色彩标志
? 功能作用
涂料组成
? 成膜物质:
– 天然树脂或合成树脂
? 溶剂:
– 稀释涂料的不挥发分,成膜固化过程中,溶剂挥发
而得到结构致密的涂膜。
? 颜料:
? 填料:
– 增强涂膜的物理机械性能
? 助剂:
– 催干剂、固化剂、流平剂、消泡剂、防锈剂、防霉
剂、防污剂、导电剂、助燃剂
涂料分类
? 按成膜物质,
? 按用途:
– 建筑、车辆、船舶、家俱、发光、电绝缘、防蚀、耐热、
防火、示温等;
? 按施工方法:
– 刷用漆、喷漆、烘漆、电泳漆;
? 按作用:
– 打底漆、防锈漆、防火漆、防腐漆、头度漆、二度漆等;
? 按外观:
– 大红漆、有光漆、无光漆、半光漆、皱纹漆等 ;
? 按形态:
– 水溶性,乳胶、粉末、固体、单组份、双组份
涂料的发展状况
? 世界总产量 2000万吨,其中美、日、俄、
德英和法国占 65%,量已基本饱和。
? 向低公害、高性能方向发展。
– 水性涂料和固体组成的粉末涂料及辐射固化
涂料
? 保护性、装饰性、功能性 → 精细化发展
涂膜的固化机理
? 物理机理干燥:
– 涂料中的液体蒸发而得到干硬涂膜。在干燥过程中,
高聚物不发生化学反应。
? 涂料与空气中的氧反应:
– 氧与干性植物油或其它不饱和化合物交联固化,产
生游离基引起聚合反应,水份也能和异氰酸酯发生
聚合反应。
? 涂料组份间的反应似其交联固化
– 双组份;高温固化。
醇酸树脂涂料
? 由一元酸、多元醇和多元酸聚合而成的
线性树脂。
– 一元酸:桐油、锌油、亚麻仁油等
C3H5(OOCR)3水解得一元脂肪酸 RCOOH。
– 多元醇:甘油,季戊四醇;
– 多元酸,主要是邻苯二甲酸酐。
配方举例
亚麻仁油 100g 氧化铅 0.015g
甘油 43g 二甲苯 200g
邻苯二甲酸酐( 99.5%) 74.5g
醇酸树脂结构
(甘油:苯酐:脂肪酸 3,3,1)
以多元醇和多元酸的酯为主链、以脂肪酸(或其它一元
酸)为侧链构成。分子中具有酯基、羧基、羟基和脂肪
酸的双键。
醇酸树脂特点
? 干燥后形成网状结构,不易老化,耐候
性好;
? 漆膜柔韧坚牢,耐摩擦;
? 抗矿物油、抗醇类溶剂性好;
? 干结膜快,但完全干燥的时间长;
? 耐水性差;
? 属脂肪酸衍生物范围,对防湿热、防霉
和盐雾等三方面仍有一些问题。
丙烯酸树脂涂料
? 由丙烯酸酯甲基丙烯酸酯的聚合物制成
? 丙烯酸酯单体:
– 丙烯氧化:
CH2=CHCH3+3/2O2→CH 2=CHCOOH+H2O
酯化 R1 R1
CH2=CCOOH+ R2OH→ CH 2=CCOOR2+ H2O
酯交换
CH2=CCOOR2+ R3OH→ CH 2=CCOOR3+ H2O
R1 R1
丙烯酸树脂涂料特点
? 原料由石化产品生产,价格低廉、资源丰富;
? 可与一定比例烯烃单体共聚,如丙烯腈,丙烯
酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等,制得多种品种。
? 色泽好,耐光,耐候性好,保光、保色,耐热
性好。
? 可耐一般酸、碱、醇和油脂等。
? 可制成中性涂料,可调入铜粉、铝粉、使之具
有金属般色泽;
? 长期贮存不变质。
环氧树脂 — C — C—
O
? 即可作为粘合剂,也可作为涂料。
? 涂料工业消费量约占一半。
? 属于结构性涂料(网状结构)性能优良
– 附着力强;
– 耐化学腐蚀性好;
– 保色性强;
– 热稳定性好,电绝缘性高。
– 耐候性差、易粉化、涂膜丰满度不好。双包装,使
用不方便。
聚氨酯涂料
? 含有异氰酸酯或其反应产物。其漆膜中
含有氨酯键 — NH-COO-,它是由羟基 —
OH和异氰酸酯 — NCO反应生成的。
? 分子中除氨酯键外,还含有许多酯键、
醚键、脲键、脲基甲酸酯键等。
? 高强度。耐磨、耐溶剂、固化温度范围
宽、附着力强、
粉末涂料
? 粉末状无机涂料,它是随各种粉末涂装
方法的开发,在粉末塑料的基础上发展
起来的。
? 无溶剂的挥发飞散,减低了大气污染公
害;
? 不用担心有机溶剂的中毒和引起火灾;
? 涂料利用率可接近 100%;
? 涂装工艺易自动化;
流动床浸渍法
熔射法
静电粉末涂装法
三,粘合剂
? 填充于两个物件之间将其连接在一起并
具有足够强度的一类物质称为粘合剂,
简称为胶。
粘合剂分类
? 按主体材料分为有机(天然和合成)和
无机;
? 按粘接强度分为结构型(静态剪切强度
大于 9.8× 106Pa)和非结构型;
? 按固化方式分为室温、高温型,
? 按外观分为液态和固态粘合剂。
固化剂的作用
粘接工艺步骤
? 表面处理:
– 提高表面能;
– 增加表面积;
– 除去表面污物及疏散层。
? 胶粘剂涂布;
? 胶粘剂的固化 。
聚醋酸乙烯粘合剂
? 俗称乳白胶,产量和产值在合成胶中占
主要地位。
? 机械强度高、粘度低、使用方便;
? 以水为分散介质,成本低、无毒、不燃
? 耐水性不够,耐热、冷性差;
? 蠕变较大(在应力保持恒定时型变随时
间延长而增大)
合成方法
以聚乙烯醇为保护胶体,加入阴离子或非离
子表面活性剂,在一定 PH值水相中,将醋
酸乙烯进行乳液聚合:
α— 氰基丙烯酸酯胶粘剂
? 俗称快干胶或瞬干胶,CN
H2C=C
COOR
? 很容易在水或弱碱的催化作用下进行阴
离子型聚合;
? 酯基碳链越长,其韧性和耐水性越好,
但胶结强度下降。
乳液型丙烯酸酯类胶粘剂
? 乳液聚合包括单体、水、引发剂、乳化
剂、缓冲剂和保护胶体等;
? 粘接力强、耐光老化性好、耐皂洗、耐
磨、胶膜柔软;
? 主要用于织物方面,如无纺布用等。
热固性树脂胶粘剂
? 液态树脂经聚合反应交连成网状结构,
形成不溶、不熔的固体。
? 粘附性好,具有较好的机械强度、耐热、
耐化学性、耐冲击和弯曲性能较差。
? 主要包括酚醛树脂、三聚氰胺 — 甲醛树
脂、脲醛树脂、环氧树脂等。
酚醛树脂胶粘剂
由酚类和醛类聚合而成,工业上用的有两大类:线性和热
固性酚醛树脂
OH + HCHO
线性酚醛树脂
热固性酚醛树脂
? 采用碱性催化剂,初期生成羟甲基苯酚,
进而聚合成高度支化的低聚物
环氧树脂胶粘剂
? 俗称万能胶,可用于金属和非金属胶结
? 环氧树脂:
– 分子中平均含有一个以上环氧基团的聚合物
C— C
O
聚氨酯胶粘剂
? 以多异氰酸酯和聚氨甲酯(简称聚氨酯)
为主体的胶粘剂成为~。
? 聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链的聚合物,
通常有多异氰酸酯与多元醇反应制得
用途
? 制鞋:对各种制鞋用材料均能进行良好
的粘接;
? 汽车工业:工艺简单,耐汽油性好,具
有优良的柔软性和结构强度。
? 塑料加工、包装业、建筑也以及低温工
程:粘接力强、适应面广、耐低温。
合成橡胶胶粘剂
? 以氯丁、丁腈、丁苯、聚硫等合成橡胶
为主体材料配制的非结构胶粘剂。
氯丁橡胶胶粘剂
? 由氯丁二烯经乳液聚合而成:
Cl Cl
nCH2=CH-C=CH2→( -CH2-CH=C-CH2-)n
? 特点,
– 结构比较规整、极性大(含 Cl),易结晶;
– 耐燃、耐臭氧和耐大气老化;
– 良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂;
– 稳定性较差及耐寒性不够。
无机胶粘剂
? 种类
– 水泥类:普通水泥、矾土水泥;
– 磷酸盐胶粘剂:用于金属胶粘,如 ZnH-PO4.3H2O
牙科用,磷酸 — 氧化铜用于陶瓷、硬质合金胶粘;
– 玻璃胶粘剂类:熔接玻璃,它们以硼酸盐为基础,
如 PbO-B2O5-ZnO
– 水基无机物:硅酸钠、硅酸钾等。
? 特点:
– 耐热性好、性质脆、
淀粉胶粘剂
特种胶粘剂
? 热熔胶粘剂:
– 在热熔状态进行涂布,借冷却固化实现粘
接
? 压敏胶粘剂:
– 将胶粘剂涂于基材上,加工成带状并制成卷
盘供应。
四、表面活性剂
? 具有两亲性结构的有机化合物 (如,R-COONa)
亲
油
基
亲水基 亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲水基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
亲
油
基
表面现象
溶于水或溶剂后,具有以下特性
? 溶解性
? 表面吸附
? 界面定向
? 生成胶束
? 多功能性
– 润湿、乳化、增溶、起泡或消泡、洗涤
– 平滑、抗静电、匀染、润滑、防锈、疏水
表面活性剂分类
阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 两性离子表面活性剂
离子型表面活性剂 非离子表面活性剂
水溶性表面活性剂 油溶性表面活性剂
亲水基
亲
油
基
阴离子表面活性剂
? 羧酸盐型 R-COONa
? 硫酸盐型 R-OSO3Na
? 磺酸盐型 R-SO3Na
? 磷酸盐型 R-OPO3Na
?
? Na+
?
阳离子表面活性剂
? 胺盐型离子表面活性剂
– 伯胺盐 R-NH2HCl
– 仲胺盐 R-NH(CH3)HCl
– 叔胺盐 R-N(CH3)2HCl
? 季铵盐型离子表面活性剂
R-N( CH3) 3Cl
非离子表面活性剂
在水中不会离解成离子
? 聚乙二醇型 R-O(CH2CH2O)nH
? 多元醇型 R-COOCH2C(CH2OH)3
表面活性剂应用实例
? 增溶、乳化、分散
? 发泡与消泡
? 水泥减水剂
? 粉体材料的表面改性
增溶、乳化、分散
发泡与消泡
气泡稳定因素:
1、降低表面张力;
2、泡沫膜有一定强
度和弹性;
3、要有适当的表面
粘度
矿物浮选
水泥减水剂
阴离子表面活性剂
? 羧酸盐型阴离子表面活性剂
– 肥皂
R-COOCH2 CH2-OH
R-COOCH +3NaOH 3R-COONa + CH-OH
R-COOCH2 CH2-OH
其它羧酸皂
? 松香皂 C19H29COOH C19H29COONa
? N-酰基羧酸盐
R-CONH( CONHR”) nCOONa
R’
聚醚羧酸盐
R-( OC2H4) nOCH2COONa
季胺盐型阳离子表面活性剂
? 分子结构
聚乙二醇型非离子表面活性剂
脂肪醇聚氧乙烯醚