面活性剂 :( )
A、易于生产 B、表面活性高 C、无毒 D、生物降解快 四、问答题(34 分)
1、精细化学品(中国)应具备的特点。(8 分) 2、请阐述表面活性原理。(5分)
3、阴离子型表面活性剂主要有哪几类?并分别写出每种类别的结构通式和主要用途。(10分)
4、胶粘剂粘接工艺与其他连接方法相比,有哪些优点?(6 分) 5、防腐剂的定义是什么?防腐剂的常用品种有哪些?pH 适用范围各是多少?(5 分) 南京答案一 一、填空
1.深度加工的,具有功能性,最终使用性的,附加价值高; 2.0.1~10μm,0.1μm,10~100nm,2~10nm,2纳米以下; 3.界面,表面;4.繁殖试验、致癌试验、致畸试验; 5.不溶不熔,酚醛树脂、环氧树脂、聚胺酯; 6.聚合法、高分子化学反应法、与功能材料复合;
7.电子元件、电子器件、电路技术、电子计算机技术、电子通讯技术; 8.保护作用,装饰作用,色彩标志作用,功能作用;9.表面张力; 二、单项选择题
1.D;2.C;3.A;4.A;5.C;6.A;7.C;8.B;9.B;10.A; 三、多项选择题
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1.AB;2.ABCD;3.ABCD;4.AB;5.CD; 四、简答题
1、精细化学品(中国)应具备的特点。(8 分)
答:○ 1 品种多、产量小,主要以其功能性进行交易;○ 2 多数采用间歇生产方式;○ 3 技术要求比较高,质量 指标高;○ 4 生产占地面积小,一般中小型企业即可生产;○ 5 整个产品产值中原材料费用所占比例低;○ 6 直 接用于工农业、军工、宇航、人民生活和健康等方面,重视技术服务;○ 7 投资小,见效快,利润大;○ 8 技 术密集性高,竞争激烈。 (每条 1 分)
2、请阐述表面活性原理。(5分)
答:表面活性剂的表面活性源于表面活性剂分子的两亲性结构。(1 分) 表面吸附: 依据“相似者相亲“的规则,亲水基团使分子有进入水中的趋势,而憎水的碳氢长链则竭力阻止其在 水中溶解而从溶剂内部迁移,有逃逸出水相的倾向。上述两种倾向平衡的结果是表面活性剂在表面富集, 亲水基伸向水中,疏水基伸向空气。表面活性剂这种从水内部迁至表面,在表面富集的过程叫表面吸附。 表面活性剂在表面吸附的结构是水表面似被一层非极性的碳氢链覆盖, 从而导致水的表面张力下降。(2 分) 溶液内部自聚(形成胶束): 当表面吸附达到饱和时,表面活性剂分子在溶液内部自聚,即疏水链向里靠在一起形成内核,远离水环境, 而将亲水基朝外与水接触。 表面活性剂的这种自聚体称为分子有序组合体, 其最简单的形式是胶团。(2 分)
3、阴离子型表面活性剂主要有哪几类?并分别写出每种类别的结构通式和
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主要用途。(10分)
答: (1)阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂的亲水基为阴离子,这类表面活性剂中最重要的是直链烷基苯磺酸盐,去污能力教 强。当今和今后的一段时间内,它还将是洗涤剂和清洗剂中最重要的表面活性剂。从产量上来看,它的产 量仅次于肥皂,而在合成表面活性剂中则占首位。由于生产技术的进步,除烷基苯磺酸盐外,脂肪醇醚和 脂肪醇硫酸盐的产量也在逐步上升。 (2)非离子表面活性剂
非离子表面活性剂在分子中并没有带电荷的基团,而其水溶性则来自于分子中所具有的聚氧乙烯醚基 和端点羟基。非离子表面活性剂有优异的润湿和洗涤功能,可与阴离子和阳离子表面活性剂兼容,又不受 水中钙、镁离子的影响。它的缺点是通常都是低熔点的蜡状物或液体,故很难复配成粉状。另一个缺点是温度上升或增加电解质浓度时,聚氧乙烯醚链的溶剂化效力会下降,有时会产生沉淀。 (3)阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂其憎水基另一端的亲水基是阳离子。阳离子表面活性剂很少作清洗用,原因是很多 基质的表面都带有负性表面电荷,在应用过程中,带正电荷的阳离子表面活性剂分子就不去溶解碰到的油 垢反而吸附在基质的表面上。然而这一特性却引出了一系列特殊用途。首先是抗静电性,这种特性在于电 性的中和作用。其次是作织物的柔软剂,因为在一定的时间内靠离子的电性吸附在基质的表面,而把它的 憎水端伸向外部。此外,用于防霉和杀菌。因为它可以定向在细菌半透膜与水或空气的界面上,紧密排列
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的界面分子阻碍了有机体的呼吸或切断了营养质的来源而导致死亡。 (4)两性表面活性剂
两性表面活性剂的特点在于分子中同时含有酸式和碱式亲水基团。两性表面活性剂以其独特的多功能 性著称。如除了良好的表面活性、去污、乳化、分散、润湿作用外,还同时具有杀菌、抗静电、柔软性、 耐盐、耐酸碱、生物降解性,并能使带正电荷或负电荷的物体表面成为亲水性面层;此外还具有良好的配 伍性和低毒性,使用十分安全。 3、简述表面活性剂的活性原理。
水表面层分子受到内层分子的吸引力,力图进入液体内部,缩小表面积以降低表面能。液体内部分子 迁移到表面时,就要克服分子间的吸引力而做功。当表面活性剂分子溶于水中时,正、负离子部分都被水 溶剂化。而水中的部分氢键被表面活性剂分子憎水端所破坏。界面吸附可使表面活性剂分子留在溶液中, 但并不破坏许多氢键。界面吸附是指表面活性剂分子的亲水端插在水中,是真正的溶解,而憎水端整齐地 排列在表面上,形成界面定向,极少对氢键产生干扰。表面活性剂分子进入界面将使界面膨胀,这一趋向 必须以表面张力压缩界面使之平衡,所以将显著地降低水的表面张力。 当表面活性剂达到一定的浓度时(即临界胶束浓度),界面上吸附的表面活性剂分子或离子已将界面 布满,多余分子或离子的一部分为了降低其在环境中的表面能,靠分子间引力而相互聚集;开始只有几个 分子聚集,然后逐渐增大,成为类似球状的聚集体,其亲水基朝向水相,疏水基朝向内部。这种分子或离 子的缔合体称为胶束。胶束的形成并不要求溶质达到饱和,而是在一定的浓度以下,表面活性剂分子就会 以胶束的状态进入溶液。
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4、胶粘剂粘接工艺与其他连接方法相比,有哪些优点?(6 分)
答:○ 1 可实现不同种类或不同形状材料之间的连接,尤其是薄片材料。 ○ 2 应力分布均匀,不易产生应力破坏,延长结构寿命。 ○ 3 密封性能良好,有很好的耐腐蚀性能。 ○ 4 提高生产效率,降低成本。 ○ 5 减轻结构质量。
○ 6 可赋予被粘物以特殊的性能。(如导电性,导磁性等) (每条 1 分)
5、防腐剂的定义是什么?防腐剂的常用品种有哪些?pH 适用范围各是多少?(5 分)
答:防腐剂是一类具有抗菌作用,能有效杀灭或抑制微生物生长繁殖,防止食品腐败变质的物质。 (2分)
常用品种有:苯甲酸及其盐类,其 pH 值适用范围是pH<4.5。 (2 分) 山梨酸及其盐类,其 pH 值适用范围是 pH<5.5。 (2分) 对羟基苯甲酸酯类,其 pH 值适用范围是 pH 为 4~8。 (2 分) 五、分析题: 答:○ 1共沉淀法
沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使原料中的阳离子形成各种形式的沉淀物。如果原料溶液中有 多种成分的阳离子,经沉淀反应后,就可以得到各种成分均匀的混合沉淀物,这就是所谓的共沉淀法 2分。
例如:向 BaCl2 与 TiCl4混合溶液中滴加草酸钙溶液,能沉淀 BaTiO(C2O4)2?4H2O,再过滤、洗涤、加热分解 得到 BaTiO3,钡离子和钛离
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