助剂化学及工艺学.pdf

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书籍描述

内容简介
本书对塑料、橡胶、涂料、石油化工产品和纺织染整助剂等按其作用功能综合编排分类。全书共分十章,包括绪论、增塑剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、交联剂与偶联剂、乳化剂与分散剂、流动性能与流变性改进剂改性剂、其他助剂内容。着重介绍了各类助剂的基本概念、国内外生产概况、作用原理、结构特征、主要产品合成工艺、应用性能及发展趋势。本书内容丰富,取材新颖、实用性强,
本书可作为高等院校化学、化工及相关专业本科教材,也可供相关专业教师、研究生、各类助剂生产企业及科研单位等人员参考。

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目录
1绪论 / 1
1.1助剂的概念1
1.2助剂的特点2
1.3助剂的分类2
1.3.1按应用对象分类2
1.3.2按使用范围分类3
1.3.3按作用功能分类4
1.4如何选用助剂7
1.4.1助剂与制品的配伍性7
1.4.2助剂的耐久性7
1.5助剂工业的国内外状况及发展
动态8
1.5.1国内外助剂工业状况8
1.5.2助剂的发展趋势9
1.6本书讨论范围11
参考文献11
2增塑剂 / 13
2.1增塑剂13
2.1.1增塑剂的定义13
2.1.2增塑剂的分类13
2.1.3增塑剂的性能要求14
2.1.4增塑剂的工业概况及国内外生产现状18
2.2增塑机理21
2.2.1范德华力21
2.2.2氢键22
2.2.3结晶22
2.3增塑剂的化学及工艺25
2.3.1邻苯二甲酸酯26
2.3.2脂肪族二元酸酯32
2.3.3磷酸酯34
2.3.4环氧化物36
2.3.5多元醇酯38
2.3.6含氯化合物41
2.3.7聚酯43
2.3.8石油酯44
2.3.9苯多酸酯45
2.3.10柠檬酸酯46
2.4增塑剂的选用47
2.4.1在PVC中选用增塑剂的原则47
2.4.2在其他热塑性塑料中增塑剂的选用49
2.5增塑剂的发展趋势50
2.5.1提高增塑剂的耐久性50
2.5.2提高增塑剂的安全性50
2.5.3开发功能性增塑剂51
参考文献51
3抗氧剂 / 54
3.1概述54
3.2高分子材料的氧化降解与抗氧剂的作用机理55
3.2.1高分子材料的热氧老化55
3.2.2抗氧剂的作用机理56
3.2.3抗氧剂的结构与性能61
3.3抗氧剂的用途、特性及选用原则62
3.3.1抗氧剂的分类及特性62
3.3.2抗氧剂的选用原则63
3.4高分子材料的臭氧化与抗臭氧化64
3.5抗氧剂各论65
3.5.1胺类抗氧剂(包括抗臭氧剂)65
3.5.2酚类抗氧剂71
3.5.3硫代酯与亚磷酸酯抗氧剂77
3.5.4其他类型抗氧剂78
3.5.5抗氧剂生产工艺实例79
3.6金属离子钝化剂80
3.6.1金属对高分子材料的氧化降解的作用80
3.6.2金属离子钝化剂的作用原理与影响因素81
3.6.3金属离子钝化剂各论82
3.7抗氧剂的研究进展83
3.7.1协同效应83
3.7.2胺类抗氧剂的发展趋势85
3.7.3酚类抗氧化剂的发展趋势87
3.7.4含磷抗氧剂的发展趋势89
3.7.5含硫抗氧剂的发展趋势91
3.7.6其他类型抗氧剂的发展趋势91
参考文献92
4热稳定剂 / 94
4.1概述94
4.1.1热稳定剂的历史沿革94
4.1.2合成树脂的生产概况95
4.2高分子材料的热降解及热稳定剂的作用机理95
4.2.1高分子材料的热降解95
4.2.2非链断裂热降解的反应机理97
4.2.3非链断裂热降解的影响因素99
4.2.4热稳定剂的作用机理101
4.3热稳定剂各论102
4.3.1铅盐类热稳定剂102
4.3.2金属皂类热稳定剂105
4.3.3有机锡类热稳定剂109
4.3.4液体复合热稳定剂115
4.3.5有机辅助热稳定剂117
4.4热稳定剂的发展趋势120
4.4.1低毒、无毒的趋向120
4.4.2有机锡类热稳定剂的进展121
4.4.3金属盐类热稳定剂122
4.4.4有机辅助热稳定剂122
参考文献124
5光稳定剂 / 127
5.1概述127
5.1.1光稳定剂的定义、特性及性能要求127
5.1.2光稳定剂的国内外生产状况128
5.2光稳定剂的作用机理129
5.2.1光老化机理129
5.2.2引发光降解的重要因素132
5.2.3光稳定剂的作用机理135
5.3光稳定剂的化学及工艺139
5.3.1二苯甲酮类139
5.3.2水杨酸酯类141
5.3.3苯并三唑类142
5.3.4三嗪类143
5.3.5取代丙烯酸酯和取代丙烯腈类144
5.3.6镍络合物类145
5.3.7受阻胺类147
5.3.8炭黑及颜料157
5.4光稳定剂的选用158
5.4.1聚合物对紫外线的敏感波长及紫外线吸收剂的吸收波长158
5.4.2与其他助剂的配合使用158
5.4.3光稳定剂的并用159
5.4.4厚度和用量159
5.5光稳定剂在聚合物中的应用159
5.5.1受阻胺类光稳定剂的应用性能评价159
5.5.2在聚氯乙烯中的应用161
5.5.3在聚乙烯中的应用161
5.5.4在聚丙烯中的应用161
5.5.5在其他通用塑料中的应用162
5.5.6在工程塑料中的应用163
5.5.7在橡胶中的应用164
5.5.8在涂料中的应用165
5.6光稳定剂的发展趋势165
5.6.1高效紫外线吸收剂166
5.6.2复合型光稳定剂166
5.6.3受阻胺类光稳定剂166
5.6.4反应型光稳定剂166
参考文献166
6阻燃剂 / 169
6.1概述169
6.1.1阻燃剂的概念169
6.1.2阻燃剂国内外生产状况170
6.2聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理171
6.2.1燃烧机理171
6.2.2聚合物燃烧性标准172
6.2.3阻燃机理172
6.3阻燃的化学及工艺176
6.3.1阻燃剂的分类176
6.3.2添加型阻燃剂177
6.3.3反应型阻燃剂188
6.4阻燃剂的应用190
6.4.1阻燃剂的用量及使用要求190
6.4.2阻燃剂在塑料中的应用191
6.4.3阻燃剂在纤维中的应用194
6.4.4阻燃剂在钢材中的应用194
6.4.5阻燃剂在电线电缆中的应用195
6.4.6阻燃剂在木材中的应用195
6.4.7阻燃剂在纸张中的应用195
6.5消烟剂196
6.5.1有机聚合物的分子结构以及添加剂对发烟性的影响196
6.5.2消烟剂的种类和应用197
6.6阻燃剂的发展趋势198
6.6.1无卤化趋势198
6.6.2发展多功能阻燃剂199
6.6.3阻燃剂的颗粒超细化和表面改性199
6.6.4纳米阻燃剂趋势199
6.6.5抑烟化、减少有害气体趋势199
6.6.6现有阻燃剂品种的改进200
参考文献201
7交联剂与偶联剂 / 204
7.1概述204
7.2交联剂205
7.2.1交联剂的发展背景及分类205
7.2.2有机过氧化物交联剂206
7.2.3胺类交联剂211
7.2.4树脂类交联剂215
7.3偶联剂218
7.3.1偶联剂的发展背景及分类218
7.3.2硅烷偶联剂218
7.3.3钛酸酯偶联剂235
7.3.4其他偶联剂241
7.4交联剂和偶联剂的发展趋势244
参考文献244
8乳化剂、分散剂 / 246
8.1概述246
8.2乳化剂246
8.2.1乳化剂的作用机理247
8.2.2乳化液的类型247
8.2.3乳化剂的类别、合成及特性248
8.2.4乳化液的性质及影响因素260
8.2.5乳化剂的选择方法264
8.2.6乳化方法266
8.2.7乳化剂的应用267
8.3分散剂270
8.3.1分散剂的类别和作用270
8.3.2染料加工用分散剂271
8.3.3涂料工业用分散剂275
8.3.4制浆造纸工业用分散剂276
8.3.5化妆品用分散剂277
8.3.6石油工业用分散剂277
8.3.7超分散剂的应用278
8.4乳化剂、分散剂发展趋势278
参考文献279
9流动性能与流变性能改进剂 / 281
9.1流动性能改进剂281
9.1.1降凝剂282
9.1.2低温流动改进剂288
9.1.3黏度指数改进剂293
9.1.4流动性能改进剂的发展趋势299
9.2流变性能改进剂301
9.2.1流变剂301
9.2.2增稠剂312
9.2.3流平剂320
9.2.4流变性改进剂的发展趋势325
参考文献327
10其他助剂 / 328
10.1润滑添加剂328
10.1.1概述328
10.1.2高分子材料加工用润滑剂种类329
10.1.3载荷添加剂333
10.1.4纺织纤维用油剂340
10.1.5润滑添加剂的发展趋势348
10.2发泡剂与消泡剂349
10.2.1概述349
10.2.2发泡与消泡原理350
10.2.3发泡剂351
10.2.4消泡剂356
10.2.5消泡剂的种类357
10.2.6发泡剂和消泡剂的发展趋势360
10.3抗静电剂和柔软剂361
10.3.1概述361
10.3.2抗静电剂363
10.3.3柔软剂371
10.3.4抗静电剂和柔软剂的发展趋势376
10.4防腐防霉剂及防锈剂377
10.4.1概述378
10.4.2防腐防霉剂的种类及应用379
10.4.3防锈剂及缓蚀剂381
10.4.4防腐防霉剂及防锈剂的发展趋势382
10.5聚丙烯成核剂383
10.5.1概述383
10.5.2成核剂的品种与应用384
10.5.3成核剂的发展趋势387
参考文献387

序言
化学工业是国民经济的基础和支柱性产业,主要包括无机化工、有机化工、精细化工、生物化工、能源化工、化工新材料等,遍及国民经济建设与发展的重要领域。化学工业在世界各国国民经济中占据重要位置,自2010年起,我国化学工业经济总量居全球第一。
高等教育是推动社会经济发展的重要力量。当前我国正处在加快转变经济发展方式、推动产业转型升级的关键时期。化学工业要以加快转变发展方式为主线,加快产业转型升级,增强科技创新能力,进一步加大节能减排、联合重组、技术改造、安全生产、两化融合力度,提高资源能源综合利用效率,大力发展循环经济,实现化学工业集约发展、清洁发展、低碳发展、安全发展和可持续发展。化学工业转型迫切需要大批高素质创新人才,培养适应经济社会发展需要的高层次人才正是大学最重要的历史使命和战略任务。
教育部高等学校化工类专业教学指导委员会(简称“化工教指委”)是教育部聘请并领导的专家组织,其主要职责是以人才培养为本,开展高等学校本科化工类专业教学的研究、咨询、指导、评估、服务等工作。高等学校本科化工类专业包括化学工程与工艺、资源循环科学与工程、能源化学工程、化学工程与工业生物工程等,培养化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等领域从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才,对国民经济的发展具有重要的支撑作用。
为了适应新形势下教育观念和教育模式的变革,2008年“化工教指委”与化学工业出版社组织编写和出版了10种适合应用型本科教育、突出工程特色的“教育部高等学校化学工程与工艺专业教学指导分委员会推荐教材”(简称“教指委推荐教材”),部分品种为国家级精品课程、省级精品课程的配套教材。本套“教指委推荐教材”出版后被100多所高校选用,并获得中国石油和化学工业优秀教材等奖项,其中《化工工艺学》还被评选为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
党的十八大报告明确提出要着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神和实践能力。高等教育的改革要以更加适应经济社会发展需要为着力点,以培养多规格、多样化的应用型、复合型人才为重点,积极稳步推进卓越工程师教育培养计划实施。为提高化工类专业本科生的创新能力和工程实践能力,满足化工学科知识与技术不断更新以及人才培养多样化的需求,2014年6月“化工教指委”和化学工业出版社共同在太原召开了“教育部高等学校化工类专业教学指导委员会推荐教材编审会”,在组织修订第一批10种推荐教材的同时,增补专业必修课、专业选修课与实验实践课配套教材品种,以期为我国化工类专业人才培养提供更丰富的教学支持。
本套“教指委推荐教材”反映了化工类学科的新理论、新技术、新应用,强化安全环保意识;以“实例—原理—模型—应用”的方式进行教材内容的组织,便于学生学以致用;加强教育界与产业界的联系,联合行业专家参与教材内容的设计,增加培养学生实践能力的内容;讲述方式更多地采用实景式、案例式、讨论式,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力;强调现代信息技术在化工中的应用,增加计算机辅助化工计算、模拟、设计与优化等内容;提供配套的数字化教学资源,如电子课件、课程知识要点、习题解答等,方便师生使用。
希望“教育部高等学校化工类专业教学指导委员会推荐教材”的出版能够为培养理论基础扎实、工程意识完备、综合素质高、创新能力强的化工类人才提供系统的、优质的、新颖的教学内容。

教育部高等学校化工类专业教学指导委员会2015年1月

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