《超临界流体技术》PPT课件

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1、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超临界流体性质气体超临界流体液体1bar，15～30℃Tc，PcTc，4Pc15～30℃密度/(g/mL)(0.6~2)×10-30.2~0.50.4~0.90.6~1.6黏度/[g/(cm﹒s)](1~3)×10-4(1~3)×10-4(3~9)×10-4(0.2~3)×10-2扩散系数/(cm2/s)0.1~0.40.7×10-30.

2、2×10-3(0.2~3)×10-5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物质沸点/℃临界点数据临界温Tc/℃临界压Pc/Mpa临界密度ρ/(g/cm3)二氧化碳－78.531.067.390.448水100374.222.000.344乙烷－88.032.44.890.203乙烯－103.79.55.070.20丙烷－44.5974.260.220丙烯－47.7924.670.23n–丁烷－0.5152.03.800.228n–戊烷36.5196.63.370.23

3、2n–己烷69.0234.22.970.234甲醇64.7240.57.990.272乙醇78.2243.46.380.276异丙醇82.5235.34.760.27苯80.1288.94.890.302甲苯110.63184.110.29氨－33.4132.311.280.24甲烷－164.0－83.04.60.16常用超临界流体的临界性质表超临界二氧化碳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，

4、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流体具有选择性溶解物质的能力，并随着临界条件（T，P）而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。超临界流体萃取的应用医药工业化学工业食品工业化妆

5、品香料中草药提取酶，纤维素精制金属离子萃取烃类分离共沸物分离高分子化合物分离植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料萃取化妆品原料提取精制（1）极性小，分子量小的物质超临界CO2直接萃取，20-70℃，8-40MPa（2）极性大，分子量适中的物质超临界CO2+共溶剂（用量在5%以下）（3）极性大，分子量大的亲水化合物超临界CO2+表面活性剂+水（超临界流体包水核的微乳液体系）超临界流体萃取的方法二氧化碳气瓶贮罐夹带剂罐萃取釜解析釜解析釜分离柱箱冷计量流泵压高泵压高超临界流体萃取的流程溶剂萃取超临界萃取溶剂残留

6、不可避免完全无溶剂残留，纯净存在重金属无重金属溶剂的溶解能力为定值溶解能力随温度和压力变化可能使用高温，热敏物质分解通常在较低温度下，不分解存在无机盐被萃取的问题无无机盐残留溶剂选择性差选择性好需额外的操作单元来脱除溶解在线分离，有效物质收率高溶剂萃取和超临界萃取的对比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

7、临界CO2喷涂体系：成膜物超临界CO210%--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—喷涂喷涂温度：40-70℃喷涂压力:8.5—11MPa设备：改进型无气喷涂系统（喷枪、气料混合装置、气瓶）喷枪：流量阀和压力阀控制流量、压力、喷射角度和速度控温性能好，使用过程中不会降温；关闭射流不引起阀和喷嘴的颤动；喷嘴中压力下降不要过大超临界

8、二氧化碳的应用—喷涂丙烯三聚氰酰胺清漆喷涂方式超临界喷涂压缩空气喷涂黏度2Pa·s0.1Pa·s平均粒径/μm3535大液滴体积分数1%22%小液体体积分数11%19%超临界二氧化碳的应用—喷涂工业应用实例：100%的全固分汽车面漆（VOC含量为零，减少对金属的腐蚀）汽车外用塑料件的单组分导电底漆（一次喷涂就可以达到要求，操作简便，上漆率高，用量少）粘稠的聚氨酯涂料（外观好，提高防缩孔性，防桔皮性和