超临界敏流体技术.ppt

超临界流体技术 高分子化学教科组 超临界流体技术 超临界流体的概念、特性 超临界流体的应用 超临界流体 超临界二氧化碳 CO2临界温度和压力都较低，易于工业化。 CO2不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不 会产生副反应并且廉价易得。 CO2来源于化工副产物，应用过程中易于回收， 能够减少温室气体的排放。 超临界CO2的溶解能力可通过流体的压力来调节。 超临界CO2处理后的产物易纯化、无溶剂残留。 超临界CO2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力。 超临界CO2对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性。 超临界二氧化碳 应用： 萃取 材料加工 喷涂 发泡 增塑 清洗 制备超细微粒 聚合反应介质 超临界二氧化碳的应用—萃取 萃取原理 超临界二氧化碳的应用—喷涂 涂料溶液： 成膜物 （聚合物、助剂等粘结成膜的物质） 液体溶剂（活性溶剂和稀释剂） 活性溶剂：醇、酮、酯等 溶解成膜物质，降低溶液黏度，喷涂过程 、 中提供成膜流平 （快速、中速和慢速） 稀释剂： 苯、二甲苯等 超临界二氧化碳的应用—喷涂 超临界CO2喷涂体系： 成膜物 超临界CO2 10%--50% （稀释剂） 慢速挥发性溶剂 （聚凝性、流平性、再流平性） 超临界CO2喷涂的适用范围： 各类热固性、热塑性聚合物配的清漆、色漆、闪光漆 填料：钛白、炭黑、铝粉、碳酸钙、硅石和瓷土 聚合物与填料同CO2相容 超临界二氧化碳的应用—喷涂 丙烯三聚氰酰胺 清漆 超临界二氧化碳的应用—喷涂 优点： （1）经济效益 节约涂料； 步骤简化，节约劳动力； 烘烤温度低，节约能量； 减少有机溶剂的使用，降低成本； 上漆率高，固体废物的排放费用减少 （2）涂层性能 涂膜均匀；干燥较好；防腐蚀性优良 （3）环境与安全 减少VOC排放，减少易燃溶剂的储存和使用 缺点： 相关知识和工艺的积累；现有设备需改造；涂料配方设计 电子电器：印刷线路板、硅晶片、微电子器件等 精密机械：精密轴承、微细传动组件、燃油喷嘴等 国防工业：仪表轴承、航空电子、航空组建等 光学工业：激光镜片、隐形眼镜、光纤组件等 医疗器械：心律调整器、血液透析管、外科用具等 （杀菌和清洗） 食品行业：食用米 （去除农药，杀死细菌和虫卵） 超临界二氧化碳的应用—发泡 热诱导相分离法：孔在淬火过程中易粗化 超临界发泡：环境友好，泡孔密度高、直径小 超临界二氧化碳的应用—发泡 优点： 无需有害溶剂，环境友好； 无溶剂残留，不影响产品； 对界面的浸润性好，利于微孔表面的修饰 黏度低，不会阻塞孔道； 传质速率快，节能 主要发泡产品： 高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺等为基体的发泡材料 超临界二氧化碳的应用—发泡 超临界二氧化碳的应用—发泡 超临界二氧化碳的应用—发泡 超临界CO 2的应用—超细微粒制备 超临界溶液快速膨胀法（RESS） （1）溶质溶于超临界流体 （2）在极短时间内通过特制喷嘴减压膨胀 （3）溶液高度过饱和，形成大量晶核，并迅速完成生长 超临界CO 2的应用—超细微粒制备 * * 超临界流体萃取 超临界流体喷涂 超临界流体发泡 超临界流体清洗 超临界流体制备超细微粒 超临界流体聚合 (0.2~3)×10-5 0.2×10-3 0.7×10-3 0.1~0.4 扩散系数/(cm2/s) (0.2~3)×10-2 (3~9)×10-4 (1~3)×10-4 (1~3)×10-4 黏度/ [g/(cm﹒s)] 0.6~1.6 0.4~0.9 0.2~0.5 (0.6~2)×10-3 密度/(g/mL) 15～30℃ Tc，4Pc Tc，Pc 1bar，15～30℃ 液体 超临界流体 气体 性质 气体、液体和超临界流体的性质 很强的溶剂化能力，良好的传质性能，溶解性能随压力变化 0.16 4.6 －83.0 －164.0 甲烷 0.24 11.28 132.3 －33.4 氨 0.29 4.11 318 110.6 甲苯 0.302 4.89 288.9 80.1 苯 0.27 4.76 235.3 82.5 异丙