化工工艺学试卷A_及_答案.docx

化工工艺学试卷A参考答案与评分标准一、说明名词（每题1.5分，共15分）1、精细化工产值率：可以用下面的比率表示化工产品的精细化率：精细化工产伯率（精细化率）=粘得化？D既.X1.Oo%化工产丛的总产值2、附加价值附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折山费后，剩余部分的价值。它包括利润、人工劳动、动力消耗以与技术开发等费用，所以称为附加价值。3、食品抗氧化剂能够阻挡或延缓食品氧化，以提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂称为食品抗氧化剂。3、FoX公式4、高固体分涂料高固体分涂料就是要求固体分含量在60%80%或更高，有机溶剂的运用量大大低于传统溶剂型涂料，符合环保法规要求的涂料5、光致变色高分子材料是含有光色基团的聚合物受肯定波长的光照耀时发生颜色改变，而在另一波长的光或热的作用下乂宜原到原来的颜色的材料。6、光导纤维是一种能够传导光波和各种光信号的纤维。7、增塑剂是一种加入到材料中能改进其加工性能（挤出、模那、热成型性）与物理和机械性能（弹性、伸长率等）的物质。8、分散染料是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料。9、造纸化学品一般是指在制浆、抄纸这一整个纸与纸板的加工制造过程中所运用的全部化学品。10、油田化学品亦称油田化学剂，系指解决油田钻弁、完井、采油、注水、提高采收率与集输等过程中所运用的助剂。（每题1.5分，答对基本概念或内容即可）二、举例说明精细化工与新能源技术的关系。（8分）精细化工与能源技术的关系非常亲密。精细化工与新能源技术相互促进、相互发展。例如太阳能电池材料是新能源材料探讨的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池其光电转换效率可达40%。氢能是人类将来的志向能源，资源丰富、干净、无污染，应用范围广。而光解水所用的高效催化剂和各种储氢材料，固体氧化物燃料电池（SOFC）所用的固体电解质薄膜和阴极材料，质子交换膜燃料电池（PEMFC）用的有机质子交换膜等，都是目前探讨的热点题I=I。（答出基本概念或要点即可）三、简述食用自然抗辄化剂的生产工艺方法.（10分）食用自然抗氧化剂的提取主要采纳以下方法：<1）水溶液萃取法用调到肯定pH值的水做溶剂，对香料进行举取。为了保证萃取体系的稳定，还需加入缓冲剂（如碳酸盐、磷酸盐（2）有机溶剂萃取法常用的有机溶剂是己烷、苯、乙酰和醇类。（3）植物油提取法将植物油如花生油、棉籽油作溶剂提取抗氧化剂。以上三种方法的工艺过程主要是：原料一干燥一粉碎一提取一过滤一浓缩一粗制品一精制。（4）超临界萃取法利用该法从香料中制取的抗氧化剂用于猪油、鱼油、牛油、豆油、棉料油、米油、玉米油、花生油等油脂与含油食品中，抗氧化效果良好。（答出要点即可）四、具体说明间歇法生产JR酷树脂的工艺过程.（10分）工艺过程包括：原料打和、加料混合、缩聚反应、真空脱水、稳定处理、出料。全部过程在同一个反应釜中进行。即首先分析原料含量，中和甲醛溶液，然后将甲醛与尿素加入反应釜，混合以后开启回流冷凝器,并通蒸汽加热,混合液加热到5560C时停止加热，温度靠反应放热升到8085C,在规定的PH值下反应肯定的时间，反应液达到须要的黏度，然后冷却反应液到65-709。将反应液调到中性，关闭冷凝器的回流阀，开启直流阀进行真空脱水。在此期间，必需留意不要让树脂液通过冷凝器抽入冷凝水收集器。真空脱水依据脱水量或折射率来限制。当达到树脂浓度60%70%时停止脱水。树脂冷却到40C时用稳定剂（氨水等）进行稳定处理，经过过滤的树脂放入成品树脂的容器。（答出基本步噱即可，也可按例回答）五、常用的压敏胶黏剂有哪些种类？说明工业生产乳液型丙烯酸胎压敏胶黏剂的生产工艺（8分）常用的压敏胶黏剂有自然橡胶压敏胶黏剂、合成橡胶和再生橡胶压敏胶黏剂、热塑弹性体压敏胶黏剂、丙烯酸酯压敏胶黏剂、有机硅与其他树脂压敏胶黏剂五类。工业生产时，运用带有锚式搅拌器的5001.搪瓷反应釜，蒸汽夹套加热，投料系数0.70,搅拌速度90rmin,反应温度8085C,滴料时间24h,保温时间1.52.Oho（答出基本步骤即可，也可按例回答）六、光敏剂主要包括哪些种类？简述目前光降解材料的主要应用领域.（8分）光敏剂主要包括过渡金屈化合物：过渡金属的乙酰丙酮化合物、二硫代第基甲酸盐、眄、硬脂酸盐等是有效的光敏添加剂。当聚烯姓含有少量过渡金屈的乙酰丙弱化合物时会发生显著的敏化作用，敏化活性依次为Cu>Fe>Zn,二硫代城基甲酸铁、二硫代氨基甲酸铜、铁后、硬脂酸铁、三氯化铁也都是有效的光敏剂。探讨表明，添加少量上述化合物后，聚烯燃的光氧化时间就大大缩短。臻基化合物：这类化合物中最重要的光敏剂是二苯甲酮。它汲取口光后激发，并从聚合物中夺取氢原子，使聚合物产生大分子自由基，进而发生氧化降解。配类化合物对聚丙烯、聚苯乙烯的光降解也有促进作用。其他化合物：多环芳香化合物诸如蕙、菲、花可敏化聚烯燃的光降解。光降解材料主要可应用于两个方面，一是包装材料，二是农用薄膜。现有的包装材料中大约80%是聚烯烧，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，此外还有聚酯等。聚烯烧薄膜还被广泛作为农业用覆盖薄膜以保墙、提高土壤温度与抑制杂草生长，但运用后很难从地里清除掉，所以可用光降解聚烯烧作包装材料和农用地膜，废弃后即可被口光降解成碎片。当聚烯燃的相对分子质量降到500以下时，就简单受微生物破坏，从而进入自然界的生物循环。（答出要点即可）七、写出诺氟沙星（氟喉酸）的合成工艺路途与反应方程.（8分）诺氟沙星（乂名氟派酸）是目前应用较多的一种高效广谱抗菌药物，其合成工艺路途如下：先将3-氯-4-氨苯胺（I）与乙氧甲烯基丙二酸二乙酯（11在120130C缩合得缩合物（山）。（III）在温度为150和液体石蜡存在下环合得环合物（IV）,再将（IV）在DMF中用硫酸二乙脂进行N-乙基化反应,得化合物（V）KV）在2mo1.1.NaOH作用下水解生成（VI）（I（V1.）与哌嗪缩合即得诺叙沙星。合成路途如下：（文字步骤3分，反应方程5分）八、葡述隐身材料的隐身原理.（8分）由于纳米微粒尺寸远小于红外与雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大削减波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用：另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大34个数量级，对红外光和电磁波的汲取率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器与宙达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发觉被探测目标，起到了隐身作用。（答出要点即可）九、装甲基淀粉钠的生产主要有哪些方法？说明其基本生产步骤J1.O分）粉甲基淀粉钠的合成方法许多，按所用溶剂多少，可分为干法、半干法和溶剂法。干法和半干法运用的溶剂很少或几乎不用溶剂，因此生产成本较低，但在同相体系中进行反应，试剂小分子很难渗透到淀粉的颗粒内部，因此产物的取代度一般不高，而且取代基仅分布于颗粒的表面，产物溶解性较差或在溶液中含有较多的不溶物。而溶剂法却正好相反，在溶剂中大多采纳水或水与甲静、乙醉、异丙酚:和丙醇等的混合溶剂。不论采纳何种方法，CMS的生产基本分三步进行。（1）丝化反应在丝化过程中，淀粉浸泡在碱性溶液中，促使淀粉溶胀，使NaOH小分子渗透到颗粒内部与结构单元的羟基反应，生成淀粉钠盐，它是进行酸化反应的反应活性中心。在丝化过程中同时进行着淀粉的碱性降解。Starch-O1.I+NaOIIS1.arch-ONa+H2O（2）班甲基化反应淀粉钠和氯乙酸钠在碱性条件下进行反应生成段甲基淀粉，同时氯酸钠在碱性条件卜水解生成羟基乙酸钠。一般在碱性较强的介质中，淀粉的城甲基化反应按SN2历程进行，而在碱性较弱的介质中按S瓦历程进行。主反应Starch-ONa+CTC1.COONaSarch-OCH2COONa*Ni1.CIg1.j反应CICH<Na"H2O"""HOCH2COONa+NaCI-H1O（3）CMS的精制一般精制方法为：先用醋酸中和，然后用甲醉或乙醇水混合溶剂洗涤沉淀产物至用AgNO检验无C1.,然后将产物干燥粉碎后得白色固体粉末。（答出要点即可，可不写反应方程）十、依据所学学问，论述新领域精细化工产品的现状与发展前景。（15分）新领域精细化工产品是国内外重点发展的领域，如胶黏剂、工业表面活性剂、信息化学品、功能材料、纳米材料与技术、功能助剂等。主要从以下方面可以看出，其发展前兔广袤。（I）高尖端、高技术、功能化、专用化，与快速发展的高科技时代接轨全球经济一体化快速发展，跨国公司重组、款并，使生产更集中、专业化。以信息化技术、生物技术、纳米技术、催化技术、新能源利用技术、新材料技术等为代表的新技术、新品种，将成为化工产业升级换代的巨大动力，多门学科交叉的高新技术会进一步涌现。催化剂、生物医学、纳米材料、功能高分子、精细陶瓷、薄膜材料、夏合材料、非晶体材料、智能材料、富勒烯材料、电子信息化学品、光纤材料等方面将形成产业化、商品系列化。膜分别技术、超临界萃取技术、超细粉体技术、分子蒸锵技术，以与利用计算机技术和组合化学技术进行分子设订等都将进一步得到应用。（2）绿色化发展方向，与“全球改变科学”和现行政策接轨绿色化工的特点是对环境无毒无害，反应选择性极高。已形成了化学工业的一个重要方向，即“清洁化生产”和“原子经济反应”。追求“绿色”、爱护环境、爱护人们的身心健康将是化学工业将来永恒不变的目标，也是刻不待时的责任。（3）开发新方法、新路途，完善传统精细化工产品生产中存在的问题21世纪要用一些高新技术改造传统精细化工，使原有的化工产品纯度提高、分别更彻底、三废排放更少、环境污染更小，使原有的生产技术和产品结构更加完善。目前已发展或正在开发的新技术包括新的合成技术、分别技术、催化技术等。（4）开发新能源，与日趋惊慌的能源形势接轨依据科学家预料，21世纪的能源主要为核能、太阳能、风能、地热能、氢能、潮汐能和海洋能。此外，人们还在大力发展乙醇汽油、生物柴油、合成柴油等其他能源来弥补当前的能源问题。所以，在能源替代方面精细化工将会发挥重要的干脆或间接作用。（15分，依据论述的内容，酌情扣分）