碳纤维材料的性能与应.ppt

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1、Some researchDiscovery research aimed at identifying a 100%-selective active site is ongoing both in industry and in academia.An example:a catalyst that decreases by-product pollutant CCl4 selectivity during the manufacture of phosgene has been recently discovered.The conventional coconut carbon-bas

2、ed catalyst produced about 500 ppm of CCl4 in the exhaust,which had to be reduced to below 100 ppm to meet the tighter regulations.The new catalyst has reduced CCl4 levels to below 50 ppm and produces more phosgene,Computational chemistry is being increasingly used to probe the active site.There is

3、a need for tools that represent and track molecular species in complex feeds.This is especially true in petroleum refining.Molecular modeling is being used to estimate transport coefficients in zeolites(Theodorou et al.,1996).There is a continuing need to extend the work to more complex feed and cat

4、alyst systems.,Process technology for the on-site manufacture and immediate use of hazardous chemicals eliminates the need to transport,store and handle hazardous chemicals.An alternate approach to on-site generation is to develop technology that renders materials non-hazardous prior to shipping.An

5、example:used in the delivery of HCN to mine sites for gold extraction,is to reduce the risk of exposure by converting HCN to solid NaCN prior to shipment.There is an active interest in finding new uses for by-products or converting by-products to useful products.,Volatile organic compound(VOC)contro

6、l,The two primary options for destroying VOCs are by thermal or catalytic oxidation.Thermal oxidizers(combustion devices):achieve high destruction efficiency if properly operated at the 3Ts:temperature,turbulence,and residence time.Catalytic oxidizers may be bead beds or monoliths.The active catalyt

7、ic ingredients(usually noble metals)are typically supported on a high surface area alumina(Spivey,1987).Catalytic systems can typically operate at a much lower excess oxygen concentration than thermal oxidizers.,Nitrogen oxides(NOx)control,Nitrogen oxides are primarily formed by the oxidation of fue

8、l-bound nitrogen and by reaction of air-derived nitrogen with oxygen at high temperature.reducing high temperature hot spots,increasing turbulence,and increasing the residence time.Another approach is the development of an burner that operates at high levels of excess air(Bartz et al.,1996).A third

9、approach is via catalytic combustion.,Combined technologies,In special cases,technologies may be combined to provide a cost-effective control option.Examples:when ammonia is added,noble metals are known to convert NOx at lower temperatures than V2O5/TiO2 catalysts.There may also be opportunities to

10、trade emissions of one pollutant against another.,Wastewater treatment,Wastewater treatment is a significant issue for the chemical processing industry.Biofiltration and biotreatment are being increasingly used for treating air and water streams,respectively.The need to better understand the thermoc

11、hemical and kinetic aspects of aqueous treatment systems is expected to become increasingly important.,Decommissioning and disposal,The safe handling and disposal of plant equipment has been discussed by Bollinger et al.(1996).There are also materials that have to be disposed,from time to time,durin

12、g plant operation.For example,the disposal of spent catalyst is an important issue for chemical and power plants.A number of proprietary technologies are being developed for treating waste polymers.An attractive option is to depolymerize the waste for reuse.However,this is difficult to do in cases w

13、here the waste is a blend of individual polymers.,五、稀土发光材料的应用前景,发光材料在交通、工业以及人们日常生活中用途广泛。不难看出,稀土发光材料已成为我国信息显示,照明工程,光电子等产业中的支柱材料。传统的发光材料是以硫化锌为代表的荧光材料。由于其发光时间短,亮度低、含有毒物质和放射性元素,因而用途和用量受到限制。于是,研制不含放射性元素的高效新型稀土发光材料成为材料领域孜孜以求的目标。我们完全相信,它的发展以及它和其它领域高技术有机结合,可以创新和孕育出一些有知识产权的新技术和新产业。如荧光体和碳纳米管结合可以实现超高亮度光源,家庭照明新

14、概念,新技术以及光子通信家庭化等。这种研究是多学科性的，包括物理、化学、器件工艺和材料科学等，它的发展将使新材料和新的应用领域互相促进、互相成长。,二、稀土材料发光的机理和特点,稀土的发光性能是由于稀土的4f 电子在不同能级之间的跃迁而产生的。当稀土离子吸收光子或X射线等能量以后,4f 电子可从能量低的能级跃迁至能量高的能级;当4f 电子从高的能级以辐射的方式跃迁至低能级时发出不同波长的光。两个能级之间的能量差越大,发射的波长越短。由于很多稀土离子具有丰富的能级和它们的4f 电子的跃迁特性,使稀土发光材料在彩电、显像管、计算机显示器、照明、医学、核物理、军事等领域都得到广泛的应用。,三、稀土发

15、光材料的主要研究方向,目前广泛研究的几种稀土荧光材料为：光致发光材料(照明用荧光粉)阴极射线发光材料(稀土彩色荧光粉和计算机显示屏、投影电视用粉)电致发光材料(PDP 用荧光粉),1光致发光材料 这种荧光粉主要应用于制造高品质的节能灯，要求具备以下特点:(1)化学稳定性好;(2)制灯后光效高;(3)使用寿命长和光衰低,如国外要求灯的使用寿命在 10 000 h 以上,3 000 h 的光衰不超过8%;(4)有高的显色指数;(5)对制灯工艺的适宜性。制备节能灯的稀土三基色荧光粉主要组成部分为红粉Y2O3Eu3+(约占60%70%质量分数,下同)绿粉为Ce0.67Mg0.33Al11O19Tb3+

16、(30%)蓝粉为BaMgAl16O27Eu2+(少量)现时我国的节能灯与国外相比,质量上有很大的差距,显色指数较低,100 h 光衰一般为25%,好的也在15%18%,使用寿命不到2 000 h。其原因除了制灯工艺外,荧光粉的质量也有很大的影响。,3 PDP 用荧光粉 等离子体平板显示(PDP)是实现大屏幕高清晰度彩电的显示器,但目前等离子体平板显示在亮度、寿命以及色域方面还有待于提高。PDP 发光原理是在两块基玻璃基板之间的惰性气体在电压作用下发生气体放电而产生紫外线,进而激发三基色荧光粉而产生光。由于PDP 响应速度快,视角大,亮度高而制成大屏幕。PDP 用荧光粉主要发光区域在紫外区域,所

17、以应研究使其在真空紫外区具有较强的发光强度。目前PDP 用等离子体荧光体主要有:红粉(Y,Gd)BO3Eu,绿粉Zn2SiO4Mn 和BaAl12O19Mn,蓝粉BaMgAl10O17 Eu 和BaMgAl14O23 Eu。,四、稀土发光材料的合成及性质研究,稀土发光材料的经典合成方法是高温固相合成法,它的弊端在于产物粒径偏大且粒度分布宽,难以 得到满意的粒度。近年来,随着材料科学的发展,用溶胶-凝胶法、沉淀法,高分子凝胶包膜法等制备功能材料成为国内外倍受关注的热点。同传统的固相法比,由于这些新方法是在液相中配制,各组分的含量可精确控制,反应组分可在分子水平上混合均匀,合成温度低,粒度细小均匀

18、,是稀土发光材料进一步开发、利用和提高质量的方向。,许多学者对Y2O3Eu 红粉及Y3Al5O12绿粉的各种合成方法进行了试验,如高温固相合成、微波热合成、溶胶-凝胶技术、共沉淀法、燃烧法、喷雾干燥法、高分子凝胶包膜法,并对各种方法在试剂选择、实验手段、产品相貌及发光特性等方面做了比较和分析：(1)高温固相合成法。这是一种经典的合成方法,用该法得到的红粉性能稳定,亮度高。但因粒径较大,应用时须经球磨处理。(2)微波热合成法。这是近十年来迅速发展起来的一种新的实验方法。此法合成的产品具有产物相组成单纯、杂相少、发光亮度较高、粉末粒度较细等特点。用微波热合成法合成的红粉,相对发光亮度为同类标准的7

19、0%,粒径的中间值为3190m,且分布均匀,其晶体为立方晶系。(3)溶胶-凝胶法。溶胶-凝胶技术是近年来兴起的一种新的化学合成方法,它在发光材料制备方面的应用已日益受到人们的重视,随灼烧温度的不同,粒径在120230 nm 之间。此法得到的Y2O3Eu 亦为立方晶系,产物纯净,没有杂相,但发光强度低于传统方法制得的中心粒径较大的(6m)商用样品且晶粒质量也不如传统的添加助溶剂合成的样品。(4)共沉淀法。为了制备“不球磨荧光粉”,有人采用双助溶剂方法,制得烧结温度低,粒度适中,性能稳定的发光材料。用此法制得的红粉粉末分散性能好,很少结团,粒径达到微米级。(5)燃烧法。燃烧法是指通过前驱材料的燃烧

20、而获得目的物的方法。此法可得到纳米级红粉,并有安全、省时、节能的优点,产品分散性好,不凝聚结团,粒度分布均匀。(6)喷雾干燥法。该法所制得的荧光粉属立方晶系,粒径小于0.12m,随着灼烧温度的上升,粉末结晶度提高,荧光亮度增大,但仍低于市售红粉。(7)高分子凝胶包膜法。该法所得到的纳米级红粉,聚结现象严重,且由于纳米粉末的比表面积大,表面缺陷严重,影响产物的发光性能。,总之，随着科学技术的不断发展,人们对发光材料的质量要求越来越高,传统的高温固相反应法的缺点变得越来越突出了。因此,进行发光材料新的合成方法研究已经成为发光材料科学的热点。软化学方法是合成纳米稀土发光材料的有效方法,合成的温度低,

21、产物物相纯度高,颗粒粒径小。但是合成的材料发光效率低,结晶较差,难以控制晶形,我们相信通过对合成工艺的不断完善,最终会得到理想的稀土发光材料,以满足质量要求。物理合成法尤其微波加热技术是一种极有价值和应用前景的发光材料合成技术,目前利用该技术已经合成出了几十种荧光体。但由于其发展和应用时间较短,微波加热的某些机理还不十分清楚,有待于进一步研究。另外,利用微波合成的发光材料性能指标尚未达到常规方法的最佳水平。目前,适合实验室应用的、成本低廉的微波炉市场上还不易得到。但这一技术在发光材料的合成中有极大的应用潜力,我们相信在不久的将来会有进一步发展,并被广泛应用于科研和生产领域。,稀土纳米发光材料的

22、研制,纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在1100 nm 的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响,纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性,从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质,如光吸收、激发态寿命、能量传递、发光量子效应和浓度猝灭等性质。纳米发光材料比常规(大于纳米)发光材料具有更优越的发光特性,甚至具备同质常规材料不具备的新的光学特性。主要表现为如下几方面:(1)提高分辨率 光学显示器件分辨率高低有双重意义,即像元密度和器件包含的像元总数。由电子束聚焦、发光粉颗粒及发光效率等因素而定。发光粉颗粒粒径达到纳米尺寸,

23、可提高发光器件的分辨率。(2)光谱蓝移或红移随着粒子尺寸的减少,发光粒子的量子能级分立,有限带隙展宽,其相应的吸收光谱和发光光谱发生蓝移。(3)使原不发光的促成发光对于经表面化学修饰的纳米发光粒子,其屏蔽效应减弱,电子2空穴库仑作用增强,从而使激子结合能和振子强度增大,而介电效应的增加会导致纳米发光粒子表面结构发生变化,对原来的禁戒跃迁变成允许,因此在室温下就可观察到较强的光致发光现象。如纳米硅薄膜受360 nm 激发光的激发可产生荧光。(4)宽频带强吸收发光材料的尺寸减小到纳米级时,对红外有一个宽频带强吸收谱。这是由于纳米大的比表面导致其与常规大块材料不同,没有一个单一的、择优的键振动模,而

24、存在一个较宽的键振动模的分布。在红外光场的作用下,它们对红外吸收的频率也存在一个较宽的分布,这就导致了纳米粒子红外吸收带的宽化。有些纳米级半导体荧光材料对紫外光有强吸收作用,主要来源于它们的半导体性质,即在紫外光照射下,电子被激发由价带向导带跃迁引起的紫外光吸收。有些纳米材料对可见光具有低反射率、强吸收率。(5)有望解决发光粉颗粒尺寸和发光粉表面层无辐射中心的问题。,红 花 红 色 素 的 提 取工 艺 与 应 用,红花及红花红色素的简要介绍红花，又名红花草、红花菜、川红花、刺红花，因其花中带有黄色又称黄蓝花。红花属于双子叶植物纲的菊科一年生草本菊科植物。因其具有良好的经济价值，在我国河南、四

25、川、云南、新疆、浙江等省区都有栽培。其籽实被用于榨取食用油，其管状花是中草药的一种，同时又被作为天然色素原料提取黄色素和红色素。黄色素主要用作食品添加剂，而红色素除用作食品添加剂外，还可用作口红等化妆品的生产。,2.红花中色素成分的化学结构 2.1 红花黄素的化学结构 红花的色素成分含于初绽的花瓣中，一种是黄色的红花黄素，一种是红色的红花红素。黄色素含量较高，约占花重的30%左右。在20世纪90年代之前化学组分认定为C24H30O15，结构式“不明了”。到了上世纪90年代之后出现的文献资料，已经确切地给出了红花黄素的化学组成和分子结构，红花黄色素是三种查耳酮（黄酮的一种）葡萄糖甙结构分子的混和

26、物。,2.2 红花素的化学结构 红花的红色素C21H22O11是古代利用红花染色的主体染料，但含量较少，约占花重的0.5-1.4%左右，化学组分为黄酮类衍生物。由于其分子结构中水溶性的羟基不如黄色素多，所以红花素在酸性水溶液中不溶解，可以溶解在碱性溶液中；在中性的冷水中不溶、但可溶于热的中性水溶液。人们正好可以利用它的这个性质在染色之后调节PH到中性，以使红花素失去水溶性形成不溶性色淀，提高染色牢度。红花素的结构主体虽然早就确定为黄酮类衍生物，但是自上个世纪70年代至90年代，在许多文献中红色素的结构都是不尽相同的（见图2）。,而1996年化学工业出版社新编精细化工产品手册中最新发布的红色素化

27、学结构见（图3）：,而1996年化学工业出版社新编精细化工产品手册中最新发布的红色素化学结构见（图3）：,活性碳纤维材料的性能与应用,一 活性碳纤维的简要介绍 二 活性碳纤维材料的性能三 活性碳纤维的制备方法四 活性碳纤维的应用五 活性碳纤维的前景,活性碳纤维材料,活性碳纤维(Activated Carbon Fiber)是本世纪70 年代发展起来的新型高效吸附材料。与传统的粒状活性碳（Activated Carbon）等吸附材料相比,ACF 具有优异的结构与性能:含碳量高、比表面积大、微孔丰富、孔径分布窄、有较多的表面官能团,因而它的吸附效果更佳(吸附量大,吸附速度快),且更易解吸脱附、恢复

28、原有的性能。同时,ACF 具有耐酸、耐碱、耐高温、导电和化学稳定性。由于ACF 的上述特点,它越来越广泛地应用于环境保护、化工、医疗卫生、电子工业等各个领域。,活性碳纤维的性能,活性碳纤维与普通的颗粒活性炭相比具有以下几点优异结构性能与吸附性能 一、微孔含量大，孔径小，孔径分布窄，比表面积大。二、吸附容量大，吸附速度快。三、对低浓度的吸附质有良好的吸附性。四、具有良好的选择吸附性能。,活性碳纤维（ACF）表面平整,光滑,5 14Lm 的微孔均匀地分布在表面,与AC 相比,有较大表面积和孔容积,外表面比AC 大100 倍以 1;ACF纤维丝直径一般为10 20Lm,它比粒状或粉末状活性碳有更多的

29、微孔直接与吸附质接触,这种结构使ACF 比AC 具有更大的吸附容量,约大1 10 倍 2,更容易产生毛细管凝聚作用,吸附速度快,脱附也比较容易。,ACF 表面平整,光滑,微孔均匀地分布在表面,与AC 相比有较大表面积和孔容积,外表面比AC 大100 倍以上;它比粒状或粉末状活性碳有更多的微孔直接与吸附质接触,这种结构使ACF 比AC 具有更大的吸附容量,约大1 10 倍,更容易产生毛细管凝聚作用,吸附速度快,脱附也比较容易。,从图4可见，ACF与GAC相比，不仅吸附量大，吸附速度也快。从图5可见，在吸附质的浓度教低时，ACF较GAC有更好的吸附效果，甚至在不能吸附的低浓度下，ACF仍有教好的吸

30、附。其原因是，ACF中微孔含量丰富，使得其比表面高于GAC，因而其吸附量大，GAC 吸附时，吸附质要经过大孔和中空的扩散才能到达微孔被吸附，其吸附速度较慢，而 ACF微孔直接开于纤维表面，因此其吸附速度比 GAC快的多。微孔的高吸附能力也有利于对低浓度吸附质的 吸附。,活性碳纤维的制备,ACF 的前体是碳纤维,可用作ACF 前体的碳纤维主要包括:沥青基碳纤维(P IT 2)、酚醛树脂纤维(PHN 2)、聚丙烯腈基纤维(PAN 2)和人造丝纤维(CEL 2)。ACF 由以上原料经碳化和活性处理而得。ACF 主要由碳原子组成,还有少量的氢原子和氧原子。ACF 表面的碳主要为类石墨碳,CH 是一种不

31、可忽略的基团,氧元素主要与碳形成含氧基团,如COH、C=O、COOH 及内酯等。此外,ACF 表面还可含有少量的N、P、Ca 等杂原子或基团,如果通过工艺控制及后处理方法,增加ACF 表面的非碳元素基团或添加不同化学成分,改善其孔结构和表面化学特性,能够进一步提高其吸附选择性和吸附效率,活性碳纤维的应用,活性碳纤维具有吸附速度快,易脱附的特征,纤维状的活性炭可以加工成纸、毛毯、布和其他特殊形状制品,很容易满足用户的要求。另外,活性碳纤维还可用来与其他材料复合成为多功能的吸附材料,可广泛应用于化工、制药、喷漆、化纤、橡胶、轻工等行业。,有机溶剂的吸收活性碳纤维对有机卤素化合物、芳香族烃类、酒精等

32、有机溶剂吸附能力强,脱附速度快,可用它制成溶剂回收装置,用于化工、制药、喷漆、化纤、橡胶、轻工等行业的气体、液体溶剂的分离净化回收。环境治理可用于化工、医药、喷漆、轻工、纺织等行业的生产车间的环境空气治理,净化由有机溶剂及各种挥发性物质引起的空气污染,改善工作环境,并且可制成防毒面具、防毒口罩。,水净化去除饮用水中的微量成分如有臭味物质(残留卤素、具有恶臭气味的物质)和有害物质等。活性碳纤维对除去水中残留卤素效果良好。可制成净水装置,用于饮料、啤酒、直饮水的净化,还可用于化工、电镀、印染、造纸、医药等各种污水的处理。脱臭用品可制成以下几种脱臭用品,如面罩、鞋面、鞋垫、冷藏库脱臭剂、家用冰箱除臭

33、器、空气清净器的过滤器、空调通风道的过滤器、脱排油烟机的过滤网。,用于重金属的回收对含金、银、铂重金属的废水、废气进行分离回收。医药行业制成医用外伤包扎绷带,消除由伤口引起的细菌感染,促进伤口愈合,还可减少色素沉着。,活性碳纤维的前景,目前,对ACF 的研究日趋兴起,ACF 氧化还原特性机理动力学及其与吸附性能的关系已形成理论体系、ACF 孔径与溶质分子特点的关系的研究、ACF 吸附动力学的研究、穿透曲线的研究等将使ACF 理论日趋完善,拓宽了ACF 的应用领域。ACF 是非常有发展前途的高效吸附材料,无论污染物质是微量级还是高浓度,都可采用ACF 进行吸附处理,达到满意效果,在很多领域中可能

34、取代活性碳。当然,在ACF开发和应用中,如何克服ACF 成本较高,如何发挥ACF 的优异性能,饮用水经ACF 处理后毒理学方面有什么变化,解吸脱附还有待进一步确定等方面有待深入研究。,主要内容：,胶原蛋白的概述胶原蛋白的组成胶原蛋白的结构胶原蛋白的性质胶原蛋白的应用,胶原蛋白的概述：,蛋白质是一切生命体必不可少的重要组成部分，与天然多糖-甲壳素一起，都是最大量的含N天然高分子化合物。其特点，一是分子量小到数千，大到几百万；二是结构复杂，一般具有四级结构，三是种类很多，但都有特定的功能。,胶原蛋白属于硬蛋白，分子量很大，呈细长的棒状形，不溶于冷水、稀酸、稀碱，一般具有耐蛋白酶的作用，属于非营养型

35、蛋白质。一般是白色透明无分支的原纤维。不同组织中的胶原蛋白，其结构和组成都有差异，可分为：纤维状胶原（存在于生皮及肌键中）、玻璃状胶原（骨组织的骨素）、软骨质胶原（软骨）、弹性胶原（如鲨鱼鳍）、鱼卵磷朊胶原（如鱼鳔）。,胶原不同于胶原蛋白，前者在提取时结构不发生改变；而后者在从组织中提取时，结构和分子量都发生变化，可以溶解于水、可被蛋白酶利用。国外对胶原蛋白的理论研究、实际应用都做了大量工作，西方人的食品中很难离开胶原蛋白。而国内对明胶比较重视，在胶原蛋白研究、应用方面尚有很大差距。,胶原蛋白的组成：,一般含有C、H、O、N、S五种元素，胶原中N元素的含量比其它蛋白质中N含量要高。蛋白质一般含

36、有二十种氨基酸，由a-氨基酸组成，胶原也是如此。,胶原蛋白的结构：,胶原是一个蛋白质家族，现已发现有18或19个成员。胶原分子在细胞外基质（ECM）中聚集为超分子结构。一级结构：也称为化学结构，揭示的是某种蛋白质中氨基酸的种类、个数和这些氨基酸是如何连接成肽链的。胶原分子中每条多肽链有1052个氨基酸。,二级结构：指的是多肽链主链骨架中的若干肽段所形成的有规则的空间排布（如a螺旋、b螺旋、b拐角）和无规则的空间排布（如无规则卷曲）。三级结构：该结构描述整个肽链，包括主、侧链在内的空间排布。胶原的三级结构是由三条螺旋拧成的一股绳状的右手复合螺旋，其中两条螺旋在前，一条在后。四级结构：具有三级结构

37、的多肽链单元称为蛋白质的亚基，四级结构就是指各个亚基的空间排布。,胶原蛋白的性质：,1、胶原与其它蛋白质一样，也是聚两性电解质。因为胶原每个肽链具有许多酸性或碱性的侧基，两端还有a-羧基和a-氨基。2、胶原在水溶液中具有胶体性质。因为胶原分子表面有很多极性侧基，如氨基、羧基、羟基等，能与水分子以氢键结合，表面形成水分子膜，发生了胶原膨胀，同时放出热量，形成亲水胶体。,3、胶原在加热、辐照、机械力、试剂处理下，能发生凝固沉淀现象，导致溶解度大大降低，黏度明显升高、生物活性消失、化学反应能力增大、易被蛋白酶分解等现象。4、由于含有两性基团，可与酸碱作用。在盐溶液中与盐作用，肽链间离子键被盐打开，胶

38、原吸水、膨胀。,胶原蛋白的应用：,1、经过毒理学和营养学的深入研究，证明胶原蛋白既是安全的，又是可吸收和具有营养价值的，因此可以用做配合饲料的新型动物蛋白源。2、由蛋白质水解得到的混合氨基酸，可用来制备口服复合氨基酸或复合氨基酸营养输液，也可制备复合氨基酸微量元素补剂、饲料添加剂；也可从蛋白质水解、分离出一些不易制备的氨基酸。,3、生产絮凝剂。与少量甲醛交联后，分子量明显增加，具有了絮凝性能，属于阴离子型絮凝剂；还可进一步接上季胺型阳离子基团，成为两性絮凝剂，扩大了絮凝范围。同时又具有生物可降解性，用于废水处理。4、其它方面，如表面活性剂、黏合剂、生物农药的生产等。,绿色表面活性剂,概述,绿色

39、表面活性剂的概念绿色表面活性剂的特点,绿色表面活性剂是由天然可再生资源加工而成的对人体刺激小，易生物降解的表面性剂。,对环境友好对人体刺激小易于生物降解性能可靠，应用广泛,绿色表面活性剂的产生,由于人们环保意识的不断提高，相当一批化工产品不仅将面临生产技术升级，而且要求产品具有较好的环保特征及高技术功能。与人们生活息息相关,渗透到国民经济各个部门的表面活性剂工业,无论是生产和使用过程都注意到了对环境友好的问题。正是为了适应这种需要,所谓的绿色表面活性剂应运而生。,绿色表面活性剂的类型及性能,烷基多苷（APG）,APG是一种由葡萄糖的半缩醛羟基与脂肪醇羟基在酸催化作用下脱去一分子水而得的一种苷化

40、合物,由于糖分子有多个羟基,所得产品是由单苷、二苷和三苷等组成的混合物,通式为:RO(G)n,式中R为长链烷基,G为糖单元,n为每个烷基结合的平均糖单元数。,APG的性能,APG有优良的去污性能。APG的泡沫细腻而稳定，泡沫力属中上水平，优于醇醚型非离子表面活性剂,但发泡力在硬水中明显降低。APG本身无电解质增稠作用，但大多数的阴离子表面活性剂在加入APG后,尤其是月桂基多苷，粘度增大，可用来替代烷醇酰胺。APG的LD50（半数致死量）超过5g/kg，无毒、无刺激,完全生物降解，对环境无害。,烷基醚羧酸盐,烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似,所不同的是在疏水基和亲水基之间嵌入一定加合数的环氧乙烷

41、(EO),从而使它兼有阴离子和非离子表面活性剂的许多优良性能.烷基醚羧酸盐包括醇醚羧酸盐(AEC),烷基酚醚羧酸盐(APEC)和酰胺醚羧酸盐(AMEC),烷基醚羧酸盐性能,杂质含量低微，使用安全,与其它表面活性剂配伍性好。清洗性能和泡沫性能良好，几乎不受pH值和温度的影响。对酸、碱、氯稳定,抗硬水性好，分散能力强。具有优良的乳化、分散、润湿及增溶性能，低温溶解性好。具有优良的油溶性能。,单烷基磷酸酯(MAP),通常的单烷基磷酸酯表面活性剂包括单烷基磷酸酯和单烷基醚磷酸酯。,RO(CH2CH2O)n,P,O,OH,OM,R:烷基n:03M:Na、K、TEA(三乙醇胺),单烷基磷酸酯(MAP)的性

42、能,1 平滑性2 抗静电性3 乳化性4 与皮肤亲和性优异,烷基葡萄糖酰胺(APA),烷基葡萄糖酰胺即-烷酰基-甲基葡萄糖,是一种非离子表面活性剂.,OH,N,OH,OH,OH,OH,CH3,O,R,烷基葡萄糖酰胺(APA)的性能,APA的表面张力与的表面张力大致相等。泡沫力强洗涤能力较APG好环境的安全性大为提高,小白鼠的半数致死量为50/2000,性能温和,不伤皮肤,是一种性能优,各种表面活性剂的合成方法,烷基多苷（APG）,O,H,H,H,H,H,HO,OH,OH,OH,OHCH2,+,ROH,O,H,H,H,H,H,HO,OH,OR,OH,OHCH2,+,H2O,交换法直接法,葡萄糖+低

43、碳醇,低碳链多糖苷,低碳链多糖苷,+,高碳醇,高碳链多糖苷,葡萄糖+高碳脂肪碳醇,高碳链多糖苷,缺点:葡萄糖与高碳脂肪醇相容性不好,技术较高,缺点:能耗高,是直接法的两倍,醇醚羧酸盐(AEC),羧甲基化法,RO(CH2CH2O)n H+ClCH2COONa,RO(CH2CH2O)nCH2COOH,氧化法,RO(CH2CH2O)n H,RO(CH2CH2O)nCH2COOH,铂或钯,氧化,催化剂,单烷基磷酸酯(MAP),单烷基磷酸酯通常由脂肪醇与磷酰化试剂反应而得,磷酰化试剂分别为三氯氧磷、五氧化二磷,正磷酸或焦磷酸。用KOH,NaOH或三乙醇胺(TEA)中和即得相应的MAP的钾盐、钠盐或三乙醇

44、胺盐。,RO(CH2CH2O)n,P,O,OH,OM,R:烷基 n:03 M:Na、K、TEA(三乙醇胺),葡萄糖酰胺(APA),第一步：烷基胺(如甲胺等)与葡萄糖的醛基进行加合反应,反应式如下:,第二步为葡萄糖亚胺的加氢反应:,第三步是葡萄糖烷基胺与甲酯进行酰胺化反应,反应式如下:,各种表面活性剂的应用,烷基多苷（APG）,APG特别适用于与人体相关的餐洗、香波、护肤等日化用品外,还可用于衣用洗涤剂、工业清洗剂、纺织助剂、农用化学品,以及塑料、建材、造纸、石油等行业的助剂。,醇醚羧酸盐(AEC),1 在化妆品及个人保护用品上,用作浴液、香波、手洗剂和温和型化妆品的活性基料;2 在纤维工业上,

45、用作洗净剂、糊拔和漂染助剂、柔软剂;3 在塑料工业上,用作单体聚合用乳化剂、抗静电剂;4 在造纸工业上,用作胶质分散剂和废纸脱墨剂组分;5 在皮革工业上,用作浸湿剂和匀染剂;6 在石油工业上,用作原油运输、破乳和驱油等 助剂。,单烷基磷酸酯(MAP)烷基葡萄糖酰胺(),最突出的应用在个人护理品和合纤油剂。也广泛应用于化纤、纺织、皮革、塑料、造纸、化妆品等工业,1 在洗涤剂和化妆品工业种的应用 湿润性好、乳化性好2 在食品工业中的应用 对人体无毒、无刺激3 在农业中的应用 乳化且易降解4 在纺织工业重的应用 具优良的调湿、乳化、洗涤、分散能力,绿色建材,目 录,前言绿色建材我国绿色建材发展现状国

46、外绿色建材的发展,前 言,什么是绿色建材 绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材。绿色建材指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源，大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、有利于人体健康的建筑材料。,前 言,绿色建材与传统建材比较：其生产所用原料少用天然资源，大量使用废渣、垃圾及废液等废弃物；采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术；生产品的配制或生产过程中，不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氧化合物；产品的设计以改善生态环境，提高生活质量为宗旨，即产品不损害人体健康；产品可循环或回收再利用，废弃物对环境无污染。,低毒、无毒、低污染的建筑涂料,溶剂性建筑涂料对环境的污染严重，对人体健康

47、影响很大。建筑涂料的水性化是21世纪建筑涂料发展的必然方向。日本成功开发一种对环境有益的新型水溶性室内涂料。它最新使用了成膜性能高的乳剂，不再加入醇类溶剂，其他表面活性剂、分散剂和消泡剂也不含任何挥发性的有机化合物，同时它的配方中有能与甲醛等挥发性有害物质起化学反应的化合物，一旦被吸人涂料膜内就不会再逸出，它能有效降低室内甲醛等物质的含量。,绿色建材,无毒、无污染、无异味的墙纸、壁布,塑料壁纸虽有一系列优点，但在使用过程中，或多或少挥发出一些有机化合物，用油墨印刷花色的壁纸还含有二甲苯等有毒物质，遇火燃烧时，会产生有害的气体，易老化，不透气，达到使用期后不能降解回收。总之，它离绿色壁纸的要求尚

48、有一定距离。一些采用纯天然植物、石英纤维为基本原料的壁纸便应运而生，现流行于欧、美的纸基壁纸、布基壁纸、石英纤维装饰物是她们的典型代表。,绿色建材,无毒、无污染、无异味的墙纸、壁布,全天然纸基壁纸 采用纯天然木制材料制造的双层复合纸张，涂刷丙烯酸涂层，再套色印刷而成。这种墙纸采用的原材料纸张本身无毒，丙烯酸涂层、水性胶粘剂、水性油墨等也都不含任何有毒物质。所以从原材料到成品都是百分之百环保绿色型。这种墙纸粘接力强，透气性好，贴到墙上后既不开裂，又耐擦洗，遇火燃烧时，产生的只有二氧化碳和水蒸气，对人体无害。,绿色建材,无毒、无污染、无异味的墙纸、壁布,全天然布基壁纸 以无纺布为基材，加上水性胶粘

49、剂、水性油墨等制成，性能与纸基壁纸一样。,绿色建材,无毒、无污染、无异味的墙纸、壁布,石英纤维内墙装饰物 由石英纤维壁布、专用的底胶和面上的涂料组成。石英纤维布具有良好的弹性和韧性。由于其纤维直径粗，不会产生飘尘，因此，对人体健康不会产生不良影响。配套所用的胶粘剂和涂料都是无毒、无味产品。此外，它还具有防火、耐酸碱、抗冲击、防开裂、抗静电、透气性等优越性能。,绿色建材,抗菌、除臭建筑装饰材料,抗菌卫生陶瓷和釉面砖 抗菌卫生陶瓷和釉面砖的研制和生产，目前日本处于领先地位。如日本TOTO（东陶机器）（株）开发的抗菌陶瓷，采用光催化技术生产的光催化银系抗菌面砖，荧光灯下1小时，杀菌率为97%。INA

50、X(伊奈)公司开发的抗菌陶瓷是在釉中外加含银抗菌陶瓷粉的方法烧制而成。有效作用期为15年，3小时抗菌率为99%。为了适应市场的需要，TOTO和INAX公司都已经停止普通陶瓷产品的生产，全部转向生产抗菌陶瓷制品。,绿色建材,抗菌、除臭建筑装饰材料,抗菌涂料和除臭涂料 建筑物室内地面发霉，是由于墙壁表面及内部的细菌、霉菌繁殖造成的环境污染。普通的防霉、杀菌涂料，通常使用汞盐、铅盐、酚盐或合成有机杀菌剂，普遍存在着毒性较大、不安全、杀菌剂又易溶出、耐久性差、加上不能承受反复的洗刷与消毒等缺点，限制了它们的发展和应用。国内外大量研究表明，无机抗菌剂具有抗菌、抗霉、无味、抗菌耐久性好等特点。在国外已开发