丙烯酸樹(shù)脂合成原理

1、丙烯酸樹(shù)脂合成原理 丙烯酸樹(shù)脂合成原理 正在發(fā)表回答，請(qǐng)稍候 您輸入的內(nèi)容將會(huì)在您成功登錄之后自動(dòng)發(fā)表。 回答純鋼結(jié)構(gòu) 2009-04-28 16:26:09 共聚物樹(shù)脂 碳酸酯甲基丙烯酸丙酯  200 甲基丙烯酸甲酯 300 苯乙烯 200 丙烯酸正丁酯 270 甲基丙烯酸 30 甲苯 500 乙酸異丁酯 200 叔丁墓過(guò)氧化物 10 偶氮二異丁腈 5 乙酸異丁酯 300 叔丁基過(guò)氧化物 10 偶氮二異丁腈 5     zqiaoping 2009-07-05 14:56:07 以環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的熱固性粉末涂料。是當(dāng)前粉末涂料中應(yīng)用量最大的品種

2、。常由環(huán)氧樹(shù)脂、含羧基聚酯樹(shù)脂、流平劑、少量安息香消泡劑、顏料以及咪唑或氧化鋅催化劑等配合而成。裝飾性(耐過(guò)度烘烤、流平性、外觀豐滿(mǎn)度)好,附著力等物性?xún)?yōu)良,成本較低,明顯優(yōu)于純環(huán)氧粉末涂料,但防腐蝕性、硬度稍差。大量用于冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、工業(yè)縫紉機(jī)等室內(nèi)輕工業(yè)家電制品的涂裝。     克林斯曼1802 2010-01-27 09:02:32 丙烯酸樹(shù)脂是由丙烯酸酯類(lèi)和甲基丙烯酸酯類(lèi)及其它烯屬單體共聚制成的樹(shù)脂，通過(guò)選用不同的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)、不同的配方、生產(chǎn)工藝及溶劑組成，可合成不同類(lèi)型、不同性能和不同應(yīng)用場(chǎng)合的丙烯酸樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂根據(jù)結(jié)構(gòu)和成膜機(jī)理的差異又可分為熱塑性丙烯

3、酸樹(shù)脂和熱固性丙烯酸樹(shù)脂。用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體共聚合成的丙烯酸樹(shù)脂對(duì)光的主吸收峰處于太陽(yáng)光譜范圍之外，所以制得的丙烯酸樹(shù)脂漆具有優(yōu)異的耐光性及戶(hù)外老化性能。熱塑性丙烯酸樹(shù)脂在成膜過(guò)程中不發(fā)生進(jìn)一步交聯(lián)，因此它的相對(duì)分子量較大，具有良好的保光保色性、耐水耐化學(xué)性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制備鋁粉漆時(shí)鋁粉的白度、定位性好。熱塑性丙烯酸樹(shù)脂在汽車(chē)、電器、機(jī)械、建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。熱固性丙烯酸樹(shù)脂是指在結(jié)構(gòu)中帶有一定的官能團(tuán)，在制漆時(shí)通過(guò)和加入的氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等中的官能團(tuán)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熱固性樹(shù)脂一般相對(duì)分子量較低。熱固性丙烯酸涂料有優(yōu)異的豐滿(mǎn)度、光澤、硬度、耐溶劑

4、性、耐侯性、在高溫烘烤時(shí)不變色、不返黃。最重要的應(yīng)用是和氨基樹(shù)脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē)、卷鋼等產(chǎn)品上應(yīng)用十分廣泛。 粉末涂料用丙烯酸樹(shù)脂的制備工藝丙烯酸樹(shù)脂作為涂料用樹(shù)脂，其應(yīng)用范圍非常廣，技術(shù)也很成熟。如大家所熟悉的溶劑型涂料所采用的丙烯酸樹(shù)脂，通常是采用溶液聚合法制備，個(gè)別品種采用懸浮法制備。在乳膠漆中則采用由乳液聚合法制備的聚合物乳液。然而粉末涂料由于是100的固體材料，所以要求使用固體的丙烯酸樹(shù)脂，而且要求揮發(fā)物含量< 1%，因此引出了采用什么方法制備粉末涂料用丙烯酸樹(shù)脂的話(huà)題。1聚合方法的選擇    從樹(shù)脂純度看、采用本體聚合產(chǎn)

5、品無(wú)雜質(zhì)、純度高，是其優(yōu)點(diǎn)；但聚合反應(yīng)熱不容易控制，所以不在考慮之列。乳液聚合和懸浮聚合，都是以水為聚合介質(zhì)，聚合反應(yīng)熱容易控制。在后處理脫出的反應(yīng)介質(zhì)水，無(wú)毒、無(wú)味、價(jià)廉具有優(yōu)勢(shì)；但聚合時(shí)采用的乳化劑或懸浮劑會(huì)附在樹(shù)脂表面，影響樹(shù)脂的質(zhì)量。此外、采用乳液聚合和懸浮聚合所制得的樹(shù)脂分子量通常在50000以上，甚至上百萬(wàn)，這樣高的分子量，熔融粘度過(guò)高，不利于加工和涂膜的流平，因此不適合粉末涂料使用。盡管加入鏈調(diào)節(jié)劑可以在一定范圍內(nèi)控制分子量，但要制得符合使用要求的分子量，所使用的鏈調(diào)節(jié)劑的用量過(guò)大，會(huì)存在很大的異味。剩下的聚合方法就是溶液聚合法了。2配方設(shè)計(jì)原則2.1 玻璃化溫度  &

6、#160; 作為粉末涂料用樹(shù)脂，在設(shè)計(jì)配方時(shí)，首先要考慮樹(shù)脂必須容易粉碎，在粉碎時(shí)不能因受熱而溶結(jié)，以及用這種丙烯酸樹(shù)脂所配制的粉末涂料，在室溫下要具有符合要求的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。作為粉末涂料用樹(shù)脂，Tg通常應(yīng)高于50。有關(guān)共聚物玻璃化溫度的計(jì)算公式及常用單體均聚物Tg的數(shù)據(jù)，以及測(cè)定Tg的方法，本論壇曾做過(guò)詳細(xì)介紹，在此不再重復(fù)。    2.2選擇溶劑的要點(diǎn)    為便于控制反應(yīng)熱，往往采用溶劑的沸點(diǎn)作為聚合溫度，通過(guò)溶劑的蒸發(fā)回流，很容易將聚合熱帶走。選擇溶劑有3個(gè)要點(diǎn)：2.2.1由于丙烯酸樹(shù)脂的分子量與聚合溫度有關(guān)，所以希望降低分子量時(shí)，宜選用沸點(diǎn)比較高

7、的溶劑，反之就選用沸點(diǎn)比較低的溶劑。 t (G z,? J3 F H ;C4Y$O    2.2.2要考慮溶劑對(duì)丙烯酸樹(shù)脂的溶解性，溶解力強(qiáng)的溶劑，可以降低樹(shù)脂溶液的粘度。粘度低，有利于溶劑回收。不同類(lèi)型的丙烯酸樹(shù)脂，由于極性不同，應(yīng)根據(jù)具體單體組成選擇溶劑。    2.2.3在沸點(diǎn)，溶解能力相近的情況下，首先考慮價(jià)格和來(lái)源。    2.3如何選用引發(fā)劑？ V,EB jO F |g*y Q,R5H    溶劑品種確定之后，還應(yīng)該根據(jù)聚合溫度正確選用引發(fā)劑，使所選用的引發(fā)劑的分解溫度與半衰期與所選溶劑匹配，保證達(dá)到所

8、希望的聚合速度與轉(zhuǎn)化率。在熱固性丙烯酸樹(shù)脂合成過(guò)程中，引發(fā)劑的用量是非常關(guān)鍵的。引發(fā)劑用量少，樹(shù)脂的分子量過(guò)大，樹(shù)脂的熔融粘度過(guò)高，加工性能和熔融涂膜的流平性均不好，涂膜易形成桔皮；引發(fā)劑用量大，樹(shù)脂分子量小，雖然有利于加工性能，但是會(huì)造成涂膜機(jī)械性能下降。%采用溶液聚合法制備丙烯酸樹(shù)脂時(shí)，常用的引發(fā)劑有偶氮二異丁氰(AIBN)和過(guò)氧化苯甲酰(BPO)。以過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑時(shí)，由于苯甲酸自由基分解為高活潑性的苯自由基，容易奪取單體或聚合物分子鏈上的氫原子而導(dǎo)致支化，尤其是當(dāng)聚合溫度超過(guò)130時(shí)，更易導(dǎo)致大量的支鏈，而使分子量分布增大。由此可見(jiàn)如果選用BPO為引發(fā)劑，最好不要選用二甲苯做溶劑。

9、二甲苯的沸點(diǎn)雖然比較高，有助于通過(guò)提高反應(yīng)溫度降低分子量，但由于支鏈的形成，又會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。如果以偶氮二異丁氰(AIBN)為引發(fā)劑，自由基的活潑性不及苯自由基，因此可以減少支化度。但AIBN的分解溫度為64比BPO（73）低，在相同的聚合溫度時(shí)，半衰期比較短，優(yōu)點(diǎn)是能降低引發(fā)劑的殘留量，避免發(fā)生非控制性反應(yīng)；但為了降低分子量，當(dāng)選擇比較高的聚合溫度時(shí)，例如以甲苯為溶劑時(shí)，聚合溫度約110，采用AIBN做引發(fā)劑，就會(huì)因?yàn)榘胨テ谶^(guò)短，而造成轉(zhuǎn)化率不足的弊病。和BPO相比、AIBN的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在不同的溶劑中，分解速度常數(shù)相差不大。但AIBN有毒?？傊疀](méi)有十全十美的，關(guān)鍵是要根據(jù)自己的需要來(lái)選擇。

10、還可以按照未分解引發(fā)劑的量與停留時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式來(lái)大致選定所用的引發(fā)劑。    2.4鏈調(diào)節(jié)劑    粉末涂料用丙烯酸樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量通常在3000-10000之間。如果通過(guò)聚合濃度、反應(yīng)溫度和引發(fā)劑的用量，還不能達(dá)到所要求控制的分子量，還可以采用鏈調(diào)節(jié)劑。常用的鏈調(diào)節(jié)劑多為硫醇類(lèi)、巰基乙酸等含硫化合物，該類(lèi)化合物具有難聞的氣味，所以能不用，最好不使用，如果需要使用，用量一般在2以下。3溶液聚合工藝(1)將配方量的單體及引發(fā)劑投入不銹鋼容器中,混合均勻,成為澄清透明的溶液，抽入單體罐；     (2)將配方量的全部載體溶劑投入反應(yīng)釜

11、后，開(kāi)豎式回流冷凝器的冷卻水，開(kāi)動(dòng)攪拌，加熱升溫到溶劑回流；(3)打開(kāi)加料閥，向反應(yīng)釜內(nèi)均勻滴加混合單體，以保持反應(yīng)釜內(nèi)溶劑處于回流狀態(tài)；(4)混合單體滴加完，在回流狀態(tài)下，攪拌保溫一段時(shí)間使達(dá)到指定的轉(zhuǎn)化率；    (5)關(guān)閉豎式回流冷凝器的冷卻水，并放空其中的冷卻水，開(kāi)臥式冷凝器冷卻水，先在常壓升溫脫除回收溶劑，后期可抽真空脫除殘留溶劑，使樹(shù)脂的殘留溶劑量小于1；(6)溶劑脫除完全后，放料、冷卻、粉碎,即得到丙烯酸樹(shù)脂。不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂國(guó)外近年研究進(jìn)展快速、新品層出不窮，比如：低收縮性樹(shù)脂、耐腐化樹(shù)脂、強(qiáng)韌性樹(shù)脂、低吸水型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂、透明性不達(dá)到最高限

12、度聚酯樹(shù)脂、低游離苯乙烯殘量的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂、PET型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂、低揮發(fā)性樹(shù)脂、膠衣樹(shù)脂、發(fā)泡不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂、玻璃鋼船艇專(zhuān)用樹(shù)脂、耐熱性UPR樹(shù)脂和光固化UPR樹(shù)脂。底下臨五種不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂的機(jī)能及應(yīng)用進(jìn)行的解析。其中包孕低收縮性樹(shù)脂、耐腐化性樹(shù)脂、低吸水型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂、低揮發(fā)性樹(shù)脂、含水不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂WCUP。所說(shuō)的低收縮性樹(shù)脂，采用熱塑性樹(shù)脂來(lái)降低和緩和UPR的固化收縮，已在SMC制造中獲患上廣泛應(yīng)用。常用的低收縮劑有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸籃球場(chǎng)丙烯酸甲酯和苯二甲酸二烯丙酯聚合物等。目前國(guó)外除采用聚苯乙烯及其共聚物外，還開(kāi)發(fā)了聚己酸內(nèi)酯

13、(LPS-60)、改性聚氨酯和CH3COOH纖維素丁酯等。日本油脂(株)化成品研究所研究了UP樹(shù)脂的新型低收縮新增劑(LPAS)，這種新型含有彈性鏈段和可以與UP樹(shù)脂相容的鏈段，用于UP樹(shù)脂SMC/BMC的成型工藝中，使患上制品外貌光澤、收縮率低，且著色機(jī)能好。西方強(qiáng)國(guó)俄亥俄州立大學(xué)從膨脹學(xué)、形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)，研究了含有改性的熱塑性L(fǎng)PAS新增劑可低溫固化UP/ST/LPAS體系，并在低溫固化體系中引入Co-促進(jìn)劑DVB，和第二單體三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT-MA)，使患上樹(shù)脂在固化歷程中的收縮獲患上更好的節(jié)制。加拿大以熱塑性PVAC為低收縮劑LPAS插手到UP樹(shù)脂中，一樣非常好地解決

14、了收縮問(wèn)題。日本昭和高聚物公司通過(guò)新增低收縮劑固體，可以丙烯酸乳液使不達(dá)到最高限度聚酯組成物的粘接強(qiáng)度達(dá)2.45MPa，線(xiàn)性收縮系數(shù)降至0.32%。日本孟山都工業(yè)化學(xué)公司使用聚CH3COOH乙烯(DenkaASRM4)作為低收縮新增劑，研制出收縮率僅為0.096%的模分子化合物塑料。耐腐化性樹(shù)脂有雙酚A型不達(dá)到最高限度聚酯、問(wèn)苯二甲酸型樹(shù)脂和松脂改性不達(dá)到最高限度聚酯等。據(jù)悉，日本宇部公司開(kāi)發(fā)的8250乙烯酯樹(shù)脂，不單耐腐化性好，而且貯存期可達(dá)到14個(gè)月。日本利用問(wèn)苯型、雙酚A型或者乙烯基酯型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂分別制成耐25%NaCl水溶液的玻璃纖維復(fù)合材料。強(qiáng)韌性樹(shù)脂一天比一天遭到重視，

15、目前國(guó)外主要采用插手達(dá)到最高限度樹(shù)脂的方法來(lái)提高韌性。如新增達(dá)到最高限度聚酯、丁苯橡膠和端羧基丁腈橡膠等。西方強(qiáng)國(guó)阿莫科化學(xué)公司采用末端含羥基的不達(dá)到最高限度聚酯丙烯酸丁酯與二異氰酸酯反應(yīng)制成的樹(shù)脂，其韌性可提高23倍，商品牌號(hào)為Xycon。日本昭和高分子公司開(kāi)發(fā)的SD樹(shù)脂韌性好，可廣泛用于制造人造大理石。巴西將柔性聚硅氧烷鏈段(APTS)通過(guò)接枝共聚，對(duì)于含甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂進(jìn)行改性，獲患上打擊強(qiáng)度高的樹(shù)脂和玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂。波蘭大學(xué)發(fā)明隨TDI含量增加，TDI改性的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂的黏度提高，當(dāng)TDI質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3%時(shí)，樹(shù)脂具有良好的觸改變性別。樹(shù)

16、脂中插手4，4-二馬來(lái)酰亞胺基二苯甲烷(BM)進(jìn)行改性時(shí)，改性后的樹(shù)脂的壓縮強(qiáng)度提高到159MPa，玻璃化溫度為184、分解溫度提高到280，同時(shí)固化速度也響應(yīng)加速。(三)低吸水型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂關(guān)于低吸水型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，德國(guó)制成IR輻射固化的不達(dá)到最高限度聚酯甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂，其在IR輻射固化時(shí)復(fù)合材料的固化逗留時(shí)間短，產(chǎn)品吸水率降低。透明性不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，則由日本花王公司研制出拉伸強(qiáng)度為44.1MPa，透射率為48%，且具有良好耐熱性的雙酚A型透明性不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂人造大理石。而低游離苯乙烯殘量的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，已由日本NOF聯(lián)合公司研制出具有良好防

17、黃變型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，其可用作FRP、SMC、BMC樹(shù)脂，130固化后殘留苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.03%。PET型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂結(jié)果較多，西方強(qiáng)國(guó)和埃及用PET(聚對(duì)于苯二甲酸甘醇酯)的廢物醇解物合成為了不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，通過(guò)調(diào)治反應(yīng)可以獲患上固化溫度為7490，固化時(shí)間僅為幾分鐘至20多分鐘之間可以肆意選擇的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂。韓國(guó)合成為了一系列由各類(lèi)丙烯酸價(jià)格醇解物獲患上的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂，而且通過(guò)各類(lèi)醇組成物來(lái)節(jié)制PET的醇解程度，節(jié)制PET型不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂的凝膠時(shí)間和脆性，樂(lè)成地用于SMC和BMC。發(fā)泡不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂也躍入眼簾，不達(dá)到最高限

18、度聚酯樹(shù)脂作為基體的沫子分子化合物塑料，韌性、強(qiáng)度比發(fā)泡PS好，加工比沫子PVC容易，新增阻燃劑等也可以使其阻燃和耐老化，成本比沫子聚氨酯分子化合物塑料低。發(fā)泡不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂的發(fā)泡主要采用化學(xué)發(fā)泡劑。使用物理發(fā)泡劑的文獻(xiàn)不多。物理發(fā)泡劑主要是氟利昂但污染情況?；瘜W(xué)發(fā)泡劑主要有：異氰酸酯類(lèi)、偶氮類(lèi)、磺酰肼類(lèi)、碳酸酯酐類(lèi)。低揮發(fā)性樹(shù)脂與膠衣樹(shù)脂品種較多。低揮發(fā)性樹(shù)脂是目前國(guó)外正在開(kāi)發(fā)的課題，一般要求是車(chē)間周?chē)諝庵斜揭冶┧峄@球場(chǎng)施工烯含量必須低于50ug/g。其方法是：插腕表膜形成劑來(lái)降低苯乙烯揮發(fā);采用插手高沸點(diǎn)交聯(lián)劑來(lái)代替苯乙烯;采用以環(huán)戊二烯及其衍生物與uPR相結(jié)合，使低分子質(zhì)量化

19、，從而達(dá)到降低使用苯乙烯的目的。國(guó)外BYKChemie公司開(kāi)發(fā)一種新型助劑LPX-5500，可以使苯乙烯揮發(fā)量削減7090%。膠衣樹(shù)脂是制作玻璃鋼制品膠衣層的專(zhuān)用樹(shù)脂。苯乙烯仍是時(shí)下UP樹(shù)脂選用的最適合的單體。但是苯乙烯在室溫下的蒸汽壓較高，容易揮發(fā)，尤其是在采用手糊或者噴灑成型工藝制作玻璃鋼制品的膠衣層，和違襯增強(qiáng)層的歷程中更容易揮發(fā)。當(dāng)其蒸氣濃度跨越絕對(duì)于是數(shù)量(>50ug/g)特殊情況刺激人的眼鼻黏膜導(dǎo)致頭昏、惡心等癥狀。因此研制開(kāi)發(fā)低苯乙烯散發(fā)性膠衣樹(shù)脂，顯患上非常必要并且具有十分重要的實(shí)際意義。西方強(qiáng)國(guó)Sartomer技能公丙烯酸乳液司研制了低VOC的含馬來(lái)碳酸酐單體的UPR組

20、成物，并應(yīng)用于凝膠漆片、粘合劑、層壓樹(shù)脂或者模塑樹(shù)脂。西方強(qiáng)國(guó)及德國(guó)研制了無(wú)(苯乙烯)單體的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂及其組成物，其可分別用于開(kāi)口澆鑄，凝膠漆片和電子工業(yè)之中。(五)含水不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂WCUP含水不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂WCUP正在興起。含水不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂WCUP是上百年50年月問(wèn)世的以水做填料的新型樹(shù)脂。該種樹(shù)脂除了具有顯著的低成本獨(dú)特之處外，還有好些個(gè)優(yōu)異的機(jī)能，如固化時(shí)放熱量孝體積收縮孝阻燃和易加工成型等。其可用于人造木材、扮飾材料、沫子制品、多孔材料、修建筑材料料、聚酯混凝土、浸潤(rùn)劑和漆片等。1967年Horie等人第1次報(bào)導(dǎo)用氫氧化鈉等堿性事物，制備穩(wěn)定的含

21、水不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂甲基丙烯酸甲酯乳液，該方法被稱(chēng)之為聚酯成鹽法。近年來(lái)用動(dòng)態(tài)學(xué)法研究多相/多組分聚合物體系在國(guó)際上導(dǎo)致極大的存眷，Nguven-Thue等研究了動(dòng)態(tài)流變舉動(dòng)與形態(tài)結(jié)構(gòu)的彼此關(guān)系，其后這類(lèi)研究已成為多項(xiàng)聚合體體系流變學(xué)研究的熱門(mén)。Kicko-walczak，Ewa綜述了滿(mǎn)足歐盟要求的不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂的最新進(jìn)展。與國(guó)際業(yè)界相比，我國(guó)不達(dá)到最高限度聚酯樹(shù)脂業(yè)在近10多年來(lái)雖然發(fā)展較快，但與國(guó)皮毛比差距仍然較大，出產(chǎn)規(guī)模孝產(chǎn)品質(zhì)量低，品種型號(hào)只有500個(gè)擺布，原材料欠缺，一些新原料質(zhì)量達(dá)不到要求，新品種技能開(kāi)發(fā)投入不敷，科學(xué)研究院所與出產(chǎn)應(yīng)用單位協(xié)作要等待進(jìn)一步加強(qiáng)。特別是

22、浩繁小廠(chǎng)、檢驗(yàn)測(cè)定手眼差，產(chǎn)品質(zhì)量很難獲患上保證，目前這種低品位競(jìng)爭(zhēng)給我國(guó)玻璃鋼產(chǎn)品市場(chǎng)帶來(lái)許多隱患，應(yīng)甲基丙烯酸該導(dǎo)致關(guān)于方面足夠重視。車(chē)輛制冷與空調(diào)第二次作業(yè)參考答案車(chē)輛隔熱壁、制冷方法與制冷劑、蒸汽壓縮式制冷一簡(jiǎn)答題1. 什么是隔熱壁的傳熱系數(shù)？它的意義是什么？答：隔熱壁的傳熱系數(shù)指車(chē)內(nèi)外空氣溫度相差1時(shí)，在一小時(shí)內(nèi)，通過(guò)一平方米熱壁表面積所傳遞的熱量。可以概括為單位時(shí)間、單位面積、單位溫差傳遞的熱量。 它可以表示出車(chē)體隔熱壁允許熱量通過(guò)的能力，愈大，在同樣的傳熱面積與車(chē)內(nèi)外溫差的情況下，通過(guò)的熱量就愈大，隔熱性能就愈差。2. 熱量是如何從隔熱壁一側(cè)的空氣中傳至另一側(cè)空氣的？答：熱量從隔

23、熱壁一側(cè)的空氣中傳至另一側(cè)的空氣中，其傳熱過(guò)程可以分為：1）表面吸熱熱量從一側(cè)的空氣中傳至隔熱壁的一側(cè)表面；2）結(jié)構(gòu)透熱熱量從隔熱壁的一側(cè)表面?zhèn)髦亮硪粋?cè)表面；3）表面放熱熱量從隔熱壁另一側(cè)表面?zhèn)髦亮硪粋?cè)的空氣中。3. 如何改善隔熱壁的性能？答：（1）盡可能減少熱橋；（2）不同材料必須完全密貼；（3）減少漏泄；（4）選用隔熱性能較好的材料。4. 蒸汽壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由哪些部件組成，各有何作用？答：在蒸汽壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件。蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的

24、作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設(shè)備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，可靠性和安全性而設(shè)置的。5. 蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的汽化過(guò)程是蒸發(fā)嗎？蒸發(fā)與沸騰有什么區(qū)別？答：是。蒸發(fā)是汽化的一種形式，只在液體表面發(fā)生，而沸騰是汽化的又一種形式是在液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的。 液體蒸發(fā)在任何溫度下都能進(jìn)行,且只在液體表面進(jìn)行。 液體

25、沸騰是在一定溫度下發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。液體沸騰時(shí)要吸熱，但液體溫度保持不變。6. 制冷劑在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，熱力狀態(tài)是如何變化的？答：制冷劑蒸汽由蒸發(fā)器的末端進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口時(shí)，壓力越高溫度越高，壓力越低溫度越低。制冷劑蒸汽在壓縮機(jī)中被壓縮成過(guò)熱蒸汽，壓力由蒸發(fā)壓力P0升高到冷凝壓力Pk。為絕熱壓縮過(guò)程。外界的能量對(duì)制冷劑做功，使得制冷劑蒸汽的溫度再進(jìn)一步升高，壓縮機(jī)排出的蒸汽溫度高于冷凝溫度。過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝器后，在壓力不變的條件下，先是散發(fā)出一部分熱量，使制冷劑過(guò)熱蒸汽冷卻成飽和蒸汽。飽和蒸汽在等溫條件下，繼續(xù)放出熱量而冷凝產(chǎn)生了飽和液體。飽和液體制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流元件，由冷凝壓力Pk降至

26、蒸發(fā)壓力P0，溫度由tk降至t0。為絕熱膨脹過(guò)程。 以液體為主的制冷劑，流入蒸發(fā)器不斷汽化，全部汽化變時(shí)，又重新流回到壓縮機(jī)的吸氣口，再次被壓縮機(jī)吸入、壓縮、排出，進(jìn)入下一次循環(huán)。7. 制冷劑在通過(guò)節(jié)流元件時(shí)壓力降低，溫度也大幅下降，可以認(rèn)為節(jié)流過(guò)程近似為絕熱過(guò)程（即與外界沒(méi)有熱量交換），那么制冷劑降溫時(shí)的熱量傳給了誰(shuí)？用于干什么？答：這個(gè)過(guò)程中熱量傳給了自身，使部分制冷劑液體汽化成蒸汽。8. 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)有哪些假設(shè)條件？答：理論循環(huán)假定： 假設(shè)進(jìn)入壓縮機(jī)的為飽和蒸汽，進(jìn)入節(jié)流閥的為飽和液體； 假設(shè)壓縮過(guò)程是等熵過(guò)程，節(jié)流過(guò)程是等焓過(guò)程； 假設(shè)蒸發(fā)與冷凝過(guò)程無(wú)傳熱溫差； 假設(shè)除兩

27、大換熱器外，系統(tǒng)與外界無(wú)熱交換； 假設(shè)制冷劑無(wú)流阻損失。9. 什么叫液體過(guò)冷？液體過(guò)冷對(duì)循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？、答：過(guò)冷液體：當(dāng)冷凝劑在冷凝器中被冷凝成液體后，如果液體繼續(xù)向外放熱，制冷劑的溫度就會(huì)低于飽和溫度（對(duì)應(yīng)于冷凝壓力的冷凝溫度），低于飽和溫度的制冷劑液體稱(chēng)為過(guò)冷液體。液體過(guò)冷對(duì)循環(huán)各性能參數(shù)的影響： 使單位制冷量增大； 使單位容積制冷量增大； 單位功保持不變； 使制冷系數(shù)增大?？傊?，制冷劑液體的過(guò)冷有利于制冷循環(huán)，可提高制冷循環(huán)經(jīng)濟(jì)性。10. 試寫(xiě)出制冷劑R11、R115、R32和R12、Rl2B1的化學(xué)式。答：R11: CFCL3 R115: C2F5CL (注意區(qū)分：R1150

28、：C2H4)R32: CH2F2 R12: CF2Cl2Rl2B1：CF2CLBr11. 試寫(xiě)出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的編號(hào)。答： CF3CL：R13 CH4: R50 CHF3：R23 C2H3F2Cl: R142BH2O：R718 CO2：R744 12. 寫(xiě)出與下列制冷劑的符號(hào)規(guī)定式相對(duì)應(yīng)的化學(xué)分子式(要求寫(xiě)出過(guò)程)（1）R22 （2）R134 答：（1）R22符號(hào)規(guī)定式通式為R（m-1）（n+1）x m-1=2 n+1=2 x=2所以m=1 n=1 x=2符號(hào)規(guī)定式通式為：CmHnFxCIy y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1 所以R22的

29、符號(hào)規(guī)定式為CHCIF2 （2）R134符號(hào)規(guī)定式通式為R（m-1）（n+1）x m-1=1 n+1=3 x=4所以m=2 n=2 x=4 符號(hào)規(guī)定式通式為：CmHnFxCIy y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0 所以R134的符號(hào)規(guī)定式為C2H2F413. 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)有何區(qū)別？答：?jiǎn)渭?jí)蒸汽壓縮式制冷實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別：在實(shí)際循環(huán)中存在：（1）制冷劑在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生阻力壓降；（2）蒸發(fā)器出口蒸汽過(guò)熱（3）冷凝器出口液體過(guò)冷；（4）壓縮機(jī)壓縮空氣的過(guò)程不等熵。與理論循環(huán)相比，實(shí)際循環(huán)單位實(shí)際壓縮功增大，而壓縮機(jī)實(shí)際輸氣量減小。14. 什么叫有效過(guò)熱？什么叫

30、有害過(guò)熱？有效過(guò)熱對(duì)哪些制冷劑有利，對(duì)哪些制冷劑不利？答：有效過(guò)熱：即吸入蒸汽的過(guò)熱量全部來(lái)自冷藏貨物間內(nèi)的吸熱。如果吸入蒸汽的過(guò)熱發(fā)生在蒸發(fā)器本身的后部，或者發(fā)生在安裝于被冷卻室內(nèi)的吸氣管道上，或者發(fā)生在二者皆有的情況下，那么因過(guò)熱而吸收的熱量來(lái)自被冷卻空間，如吸入蒸汽的過(guò)熱熱全部來(lái)自冷藏貨物間或客車(chē)室內(nèi)的西熱，因而產(chǎn)生了有用的制冷效果。這種過(guò)熱稱(chēng)之為“有效”過(guò)熱。有效過(guò)熱對(duì)R502 R600a R290 R134a等制冷劑有利，而對(duì)R22 和Nh3等制冷劑不利。有害過(guò)熱：吸入蒸汽的過(guò)熱全部來(lái)自冷藏貨物間外。由蒸發(fā)器出來(lái)的低溫制冷劑蒸汽，在通過(guò)吸入管道進(jìn)入壓縮機(jī)前，從周?chē)h(huán)境中（如冷藏貨物間

31、之外）吸取熱量而過(guò)熱，制冷劑所增加的吸熱量q0r并沒(méi)有對(duì)冷卻對(duì)象產(chǎn)生任何制冷效應(yīng)，即沒(méi)有提高制冷裝置的有效制冷量，習(xí)慣上稱(chēng)這種過(guò)熱為“無(wú)效”過(guò)熱。在這種吸氣過(guò)熱時(shí)，過(guò)熱度越大，制冷系數(shù)和單位容積制冷量降低越多，冷凝器的熱負(fù)荷也增加越多，故稱(chēng)之為有害過(guò)熱。蒸發(fā)溫度越低，有害過(guò)熱越大。15. 什么是回?zé)嵫h(huán)？它對(duì)制冷循環(huán)有何影響？答：回?zé)嵫h(huán)就是讓蒸發(fā)器出來(lái)的制冷劑蒸汽和高溫制冷劑液體在熱交換器中進(jìn)行熱交換，使液體過(guò)冷，氣體過(guò)熱的循環(huán)。 回?zé)嵫h(huán)對(duì)制冷循環(huán)的影響： （1）可以保證制冷裝置的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)安全； （2）可以減小節(jié)流熱損失。16. 蒸汽有害過(guò)熱對(duì)循環(huán)各性能參數(shù)有何影響？減小蒸汽有害過(guò)熱的措

32、施是什么？答：蒸汽過(guò)熱對(duì)循環(huán)各性能參數(shù)的影響：?jiǎn)挝毁|(zhì)量制冷量q0不變；單位理論功增大；制冷系數(shù)減??；單位容積制冷量減??；冷凝器的熱負(fù)荷增加。減小蒸汽有害過(guò)熱的措施：吸氣管路用隔熱材料包扎起來(lái)。17. 什么叫過(guò)冷度？什么叫過(guò)熱度？答：過(guò)冷度：飽和溫度與過(guò)冷液體的溫度之差稱(chēng)為過(guò)冷度。 過(guò)熱度：過(guò)熱蒸汽的溫度與飽和蒸汽的溫度之差稱(chēng)為過(guò)熱度。18. 蒸汽壓縮制冷用制冷劑是如何分類(lèi)的？ 答：按化學(xué)結(jié)構(gòu)分有：無(wú)機(jī)化合物（如R717等）；碳?xì)浠衔铮≧600a、R290等）。氟里昂（R22、R134a等）；多元混合溶液（非共沸溶液有R407C等，共沸溶液有R502等）；按蒸發(fā)溫度和冷凝壓力分有：高溫低壓制冷

33、劑；中溫中壓制冷劑；低溫高壓制冷劑。按可然性和毒性分，分不可然、可然、易燃、低毒、高毒等組合類(lèi)別。19. 何為CFC類(lèi)物質(zhì)？為何要限制和禁用CFC類(lèi)物質(zhì)？答：CFC類(lèi)物質(zhì)就是不含氫的氟里昂。CFC物質(zhì)對(duì)大氣忠的臭氧和地球高空的臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，會(huì)導(dǎo)致地球表面的紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度增加，破壞人體免疫系統(tǒng)。還會(huì)導(dǎo)致大氣溫度升高，加劇溫室效應(yīng)。因此，減少和禁用CFC類(lèi)物質(zhì)的使用和生產(chǎn)，已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)環(huán)保的緊迫任務(wù)。20. 冷凝溫度變化和蒸發(fā)溫度變化分別對(duì)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)有何影響？答：當(dāng)蒸溫度一定時(shí)，隨著冷凝溫度的升高，則節(jié)流損失增大，制冷量減少，而軸功率增大，制冷系數(shù)降低；冷凝溫度下降，則節(jié)流損

34、失減小，制冷量增加，功耗減少，制冷系數(shù)提高。當(dāng)冷凝溫度一定時(shí)，隨著蒸發(fā)溫度的下降，壓縮機(jī)制冷量減少，而軸功率與制冷系數(shù)視情況而變。也減少。冷凝溫度不變時(shí)，制冷機(jī)在不同蒸發(fā)溫度下軸功率是變化的，而且與未變化前的蒸發(fā)溫度有關(guān)。當(dāng)te由室溫逐漸下降時(shí)，制冷機(jī)的軸功率逐漸增大，te下降到一定值時(shí)，軸功率會(huì)達(dá)到最大值。如果蒸發(fā)溫度te繼續(xù)下降，軸功率逐漸減小。二. 畫(huà)圖及說(shuō)明畫(huà)出制冷系統(tǒng)的基本原理圖及單級(jí)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的理論循環(huán)壓焓圖和T-S，并說(shuō)明其循環(huán)過(guò)程。答：制冷系統(tǒng)的基本原理圖間圖1。壓縮機(jī)的可逆絕熱過(guò)程是等熵過(guò)程，節(jié)流過(guò)程常可看作為等焓過(guò)程，則循環(huán)可用如下P-H和-S圖表示。圖2 為單級(jí)蒸

35、汽壓縮式制冷循環(huán)的理論循環(huán)壓焓圖和T-S。圖1 圖2 畫(huà)出蒸汽壓縮制冷回?zé)嵫h(huán)的P-H圖和圖。解：?jiǎn)渭?jí)蒸汽壓縮制冷回?zé)嵫h(huán)的P-H圖和-S圖如下圖所示：三. 計(jì)算題 假定循環(huán)為單級(jí)壓縮蒸汽制冷的理論循環(huán)，蒸發(fā)溫度t0=15,冷凝溫度為30，工質(zhì)為R12，試對(duì)該循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算。（根據(jù)R12的熱力性質(zhì)圖表，查出有關(guān)狀態(tài)參數(shù)值：h1=345.8 kJ/kg v1=0.09145 m3/kg h3=h4=228.6 kJ/kg h2=375.1 kJ/kg t2=57）解：該循環(huán)的壓焓圖如下所示： 1 單位質(zhì)量制冷量q0=h1h5=345.8-228.6=117.2 kJ/kg 2 單位容積制冷量q

36、V= q0/ v1=117.2/0.09145=1281.6 kJ/M34 單位理論功      w0=h2h1=375.1-345.8=29.3 kJ/kg 5 制冷系數(shù)= q0/ w0=117.2/29.3=4.0 6冷凝器單位熱負(fù)荷 qk=h2h3=375.1-228.6=146.5 kJ/kg 有一氨壓縮制冷機(jī)組，制冷能力Q0為4.0×104KJ·h-1，在下列條件工作：蒸發(fā)溫度為-25，進(jìn)入壓縮機(jī)的是干飽和蒸汽，冷凝溫度為20，冷凝過(guò)冷5。試計(jì)算： （1）單位重量制冷劑的制冷能力； （2）每小時(shí)制冷劑循環(huán)量； （3）冷凝器中制冷劑放出熱量； （4）壓縮機(jī)的理論功率； （5）理論制冷系數(shù)。解：查表得到制冷劑