当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第四章 胶粘剂 > 4.3 松香胶粘剂 > 考核-视频(附件含PPT) 4.3
同学们好
我们都知道树木上分泌的树脂
通常非常的粘稠
这种粘稠感
还会带来有一定的粘结力
比如说会粘住小昆虫
而树脂凝结成块之后
被埋在地下几千万年
矿化便形成了琥珀
那么树木上分泌的这种粘稠的树脂
可否用来作为胶粘剂使用呢
我们今天便以松树上分泌的树脂为例
也就是松脂
以它作为原料来看一下
如何进行改性
来制备胶粘剂
松脂经过蒸馏处理
可以得到固态的松香
和液态的松节油
而胶粘剂
是要在两个物质之间形成一层膜
那么这个膜
通常分子量是比较大的
所以我们以松脂当中
分子量比较大的松香为原料
来制备胶粘剂
可能更合适
那我们这一节课
也就是讲松香类的胶粘剂
我们知道
松香是由很多树脂酸组成的
这些树脂酸中的不饱和双键
可以使它容易被氧化
而发生颜色变黄的现象
在胶粘剂使用当中
我们是不希望它发生颜色的变化的
所以要对不饱和的双键进行处理
那么如何处理呢
我们在第三章
表面活性剂章节当中讲到过
为了避免松香的这种氧化的发生
我们可以将双键改性来制备歧化松香
而歧化松香最主要的成分是去氢枞酸
去氢枞酸的结构比较稳定
但它容易结晶
脆性比较大
这两个特点
使歧化松香
不适合作为胶粘剂的原料来使用
所以我们这节课还要以新的改性方法
来去除双键的反应活性
在制备歧化松香当中
除了得到的主要的物质去氢枞酸之外
松香还被还原得到了氢化松香
氢化松香也是相对比较稳定的结构
它的结晶趋势和脆性都比较小
所以我们以松香来作为胶粘剂使用
就要对松香进行还原
来得到氢化松香
那么氢化松香也就具有
我们刚才所说的两个优势
一个是它具有较强的抗氧化性能
比较稳定
在空气和光照下不容易氧化和变色
那么第二个特点
就是它没有结晶趋势
脆性也比较小
同时氢化松香的粘接性能也比较强
能保持长期的弹性和色泽等
这是氢化松香
来作为胶粘剂的四个优势
以松香制备氢化松香的反应原理
比较简单
我们在讲歧化松香制备过程当中讲过
它是属于还原反应
当把松香当中
不饱和的双键部分氢化时
可以得到二氢枞酸
而全部氢化
便生成四氢枞酸
氢化松香的制备工艺也包括两种
一个是间歇法
一个是连续法
我们先来看一下间歇法的工艺流程
首先我们将松香熔融
再置于高压釜内
加入一定数量的催化剂
密封高压釜
用氮气和氢气先后冲洗高压釜
来排除釜内的空气
再充入所需压力的氢气
保持15分钟
压力不变
来检查高压釜是否漏气
升温进行氢化反应
当压力不再下降时
表明反应已经完成
停止搅拌
冷却至180摄氏度
排气开釜 放出反应物
进行过滤除去催化剂
便得到了氢化松香产品
过程当中的工艺参数包括
催化剂是载钯率为5%的钯炭催化剂
用量为松香量的0.01%
氢气的压力为10兆帕
反应温度为270摄氏度
反应时间为1到2个小时
连续法生产的工艺流程
跟间歇法主线是相同的
具体的工艺路线稍有不同
我们结合工艺流程图来分析一下
首先将松香加入熔融釜1中
在130到150摄氏度融化
再经过过滤器2进入松香的储槽3
由高压泵4加压至反应压力
经缓冲器5和松香加热器6
进入到混合器7当中
松香会被高速的氢气分散成小液滴
进入氢化反应器8中
在一定的压力 温度
和催化剂作用下
反应生成氢化松香
由8出来的混合物
经分离器9分离
固体进入氢化松香受器10
经调节阀由高压
放到常压的氢化松香储槽11当中
进行定期装桶
便得到产品
而分离出的氢气经换热器12
冷却器13
进入到氢化重油分离器14
分离的氢化重油进入受器16
调节到常压的储槽17
装桶包装
在流程图的右侧我们可以看到
它是气体的系统
一是为补充反应中消耗的氢气
由气柜来的新鲜氢气系统
为设备15到22
二是设备29到32
为氮气供应系统
直接连接松香熔融釜
消除反应起初的空气
防止体系被氧化
在连续氢化的工艺过程当中
有两个特点
一个是所用的主设备是
管式固定床氢化反应器
二是整个反应为三相反应
包括气相的氢气
固相的钯炭催化剂
和液相的松香
根据反应原理和工艺流程的描述
我们可以分析出来
影响反应的因素也就包括
催化剂的种类和用量
反应温度和压力
松香的流量
和氢气的气液比
以及氢气的耗量
具体的参数指标
有兴趣的同学可以根据教材自学一下
我们所得到的氢化松香产品是固态的
它的质量指标
有一些跟我们前面所讲到的
固态松香产品歧化松香类似
包括颜色 酸值和软化点
另外还包括原料枞酸的含量
以及副产品去氢枞酸的含量指标
而且不同级别的产品
规格不同
其中特级规格的产品指标最高
我们所得到的氢化松香可以加热软化
赋予本身粘接性能
在热熔型 溶剂型
乳液型胶粘剂当中
可以作为增粘剂来使用
它的用量可以达到30%到50%
另外氢化松香还可以用于热熔的涂料
橡胶 包装 油墨等工业部门当中
对于胶粘剂来说
分子量越大
粘接效果会更好
所以我们可以对氢化松香进一步改性
来增加它的分子量
得到性能更优异的胶粘剂
其中最简单的改性方法
也就是对松香树脂酸的羧酸
进行酯化改性
来制备松香酯
我们在单元反应中详细分析过
松香酸作为原料来进行酰化反应
也就是酯化改性的一些方法
那么在工业当中
通常是采用升高温度直接反应的方法
这种方法
比较适合松香酸与多元醇的反应
生产松香酯的工艺流程过程比较简单
也就是将松香加入溶解釜溶熔
转到酯化反应釜
同时在酯化反应釜中加入催化剂和醇
升高反应温度
最后将反应产物过滤除去催化剂
冷却包装便得到产品
根据流程图
我们再来详细看一下工艺过程
主要包括三部分
第一个是熔解
将氢化松香在熔解釜6中熔解之后
泵入酯化釜10中
第二是脱除空气和加热
系统抽真空除去空气
加热至160到180摄氏度搅拌
继续升温至200到230摄氏度
第三是进行酯化反应
加入多元醇
再升温度到260到290摄氏度
酯化数小时
来观察出水量的变化
当出水量达到理论值时
我们便可以取样进行分析酸值
而酸值降到规定值以下时
便可以抽真空
脱除其中的可挥发性的物质
放料得到了松香酯产品
影响酯化反应的因素主要包括四个
一个是催化剂的类型和用量
催化剂一般会选择氧化锌
二是反应的温度
提高反应温度可加快反应进行
但不可温度过高
容易造成脱羧
所以通常采用260到290摄氏度
三是多元醇的用量
醇的用量大会加速反应
但同时也会增加成本
所以要综合考虑
最后是控制体系的真空泵
防止反应过程氧化
以保证产品具有比较好的色泽
我们所得到的松香酯产品
它的质量指标也主要是软化点
酸值和色泽
这是固体的松香产品
共有的几个指标
随着反应醇的分子量增加
松香脂产品的软化点也会增高
其中松香季戊四醇酯的软化点
可以达到100摄氏度以上
松香酯产品可增加胶粘剂的初粘力
常被用在其它胶粘剂当中参杂来使用
也被用作口香糖的胶母糖基础剂
和制鞋当中的胶粘剂等等
我们来看一个压敏胶的配方
它的主成分包括橡胶和树脂
在这个配方当中
松香酯是用来参杂的
提高某些特性
比如说初粘力等等
好 同学们
我们这节课主要讲了
松香的两类胶粘剂产品
氢化松香和松香酯
需要同学们掌握氢化松香
用作胶粘剂的优势
两种胶粘剂产品的工艺
影响因素和质量指标
也希望同学们能够根据原料的结构
来分析如何进行改性
制备胶粘剂产品
好 我们这节课就讲到这儿
希望同学们继续关注我们的课程
-0 课程简介和参考资料
--参考书籍-1
--参考书籍-2
--参考书籍-3
--最新资讯分享
-1.1 精细化学品的定义和分类
--讲义 1.1
--考核-习题 1.1
-1.2 精细化工的特点
--讲义 1.2
--考核-习题 1.2
-1.3 精细化工现状和发展趋势
--讲义 1.3
--习题 1.3
-1.4 精细化工原料及林产精细化工
--讲义 1.4
--习题 1.4
--讨论:【思政教育】透过精细化工行业,如何看美国、中国和非洲发展?在专业领域,我们能做什么?
--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树
-1.5 拓展-访谈:精细化工中的法律知识
--讲义 1.5
--习题 1.5
-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用
--讲义1.6
-作业:【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记
-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识
--讲义 2.1-1
--习题 2.1-1
-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构
--讲义 2.1-2
--习题 2.1-2
-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介
--讲义 2.1-3
--习题 2.1-3
--讨论:琥珀与松香
-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应
--讲义 2.2
--考核-习题 2.2
-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应
--讲义 2.3
--考核-习题 2.3
-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应
--讲义 2.4
--考核-习题 2.4
-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)
-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
--习题 3.1
-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念
--讲义 3.2-1
--考核-习题 3.2-1
-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类
--讲义 3.2-2
--考核-习题 3.2-2
--讨论:使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢?
-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力
--讲义 3.2-3
--考核-习题 3.2-3
-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
--考核-习题 3.2-4
-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--讲义 3.2-5
--考核-习题 3.2-5
--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法
-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质
--讲义 3.2-6
--考核-习题 3.2-6
-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--讲义 3.3-1
--考核-习题 3.3-1
-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺
--讲义 3.3-2
--习题 3.3-2
-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2
-前三章知识点翻转课堂(含实验)
-作业:前三章讨论课总结(需上传)
-作业:梁希混合式第三章笔记
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--讲义 5.3-1
--习题 5.3-1
-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--讲义 5.3-3
--考核-习题 5.3-3
-5.3-4 食用香料-合成食用香料
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--讲义 5.4
--习题 5.4
--讨论:甜味剂
-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--讲义 10.4
--考核-习题 10.4
-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记
-第十章 精细化学品的分析笔记
-北林林化讨论课视频