超臨界流體技術(shù)課件

超臨界流體技術(shù)高分子化學(xué)教科組超臨界流體技術(shù)

超臨界流體的概念、特性超臨界流體的應(yīng)用

超臨界流體萃取

超臨界流體噴涂

超臨界流體發(fā)泡超臨界流體清洗

超臨界流體制備超細微粒超臨界流體聚合超臨界流體常用超臨界流體的臨界性質(zhì)表超臨界二氧化碳CO2臨界溫度和壓力都較低，易于工業(yè)化。CO2不可燃、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、易分離，不會產(chǎn)生副反應(yīng)并且廉價易得。CO2來源于化工副產(chǎn)物，應(yīng)用過程中易于回收，能夠減少溫室氣體的排放。超臨界CO2的溶解能力可通過流體的壓力來調(diào)節(jié)。超臨界CO2處理后的產(chǎn)物易純化、無溶劑殘留。超臨界CO2對高聚物有很強的溶脹和擴散能力。超臨界CO2對含氟和硅聚合物具有優(yōu)良的溶解性。超臨界二氧化碳應(yīng)用：萃取材料加工噴涂發(fā)泡增塑清洗制備超細微粒聚合反應(yīng)介質(zhì)超臨界流體萃取的應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè)化學(xué)工業(yè)食品工業(yè)化妝品香料中草藥提取酶，纖維素精制金屬離子萃取烴類分離共沸物分離高分子化合物分離植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料萃取化妝品原料提取精制（1）極性小，分子量小的物質(zhì)超臨界CO2直接萃取，20-70℃，8-40MPa（2）極性大，分子量適中的物質(zhì)超臨界CO2+共溶劑（用量在5%以下）（3）極性大，分子量大的親水化合物超臨界CO2+表面活性劑+水（超臨界流體包水核的微乳液體系）

超臨界流體萃取的方法二氧化碳氣瓶貯罐夾帶劑罐萃取釜解析釜解析釜分離柱箱冷計量流泵壓高泵壓高

超臨界流體萃取的流程超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂涂料溶液：成膜物（聚合物、助劑等粘結(jié)成膜的物質(zhì)）液體溶劑（活性溶劑和稀釋劑）活性溶劑：醇、酮、酯等溶解成膜物質(zhì)，降低溶液黏度，噴涂過程、中提供成膜流平（快速、中速和慢速）稀釋劑：苯、二甲苯等超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂超臨界CO2噴涂體系：

成膜物超臨界CO210%--50%（稀釋劑）

慢速揮發(fā)性溶劑（聚凝性、流平性、再流平性）超臨界CO2噴涂的適用范圍：各類熱固性、熱塑性聚合物配的清漆、色漆、閃光漆填料：鈦白、炭黑、鋁粉、碳酸鈣、硅石和瓷土聚合物與填料同CO2相容超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂噴涂溫度：40-70℃噴涂壓力:8.5—11MPa設(shè)備：改進型無氣噴涂系統(tǒng)（噴槍、氣料混合裝置、氣瓶）噴槍：流量閥和壓力閥控制流量、壓力、噴射角度和速度控溫性能好，使用過程中不會降溫；關(guān)閉射流不引起閥和噴嘴的顫動；噴嘴中壓力下降不要過大超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂工業(yè)應(yīng)用實例：100%的全固分汽車面漆（VOC含量為零，減少對金屬的腐蝕）汽車外用塑料件的單組分導(dǎo)電底漆（一次噴涂就可以達到要求，操作簡便，上漆率高，用量少）粘稠的聚氨酯涂料（外觀好，提高防縮孔性，防桔皮性和抗酸蝕性，上漆率高）醇酸樹脂涂料（上漆率由45%提高到70%，廢水處理成本降低65%，VOC下降60%）超臨界二氧化碳的應(yīng)用—噴涂優(yōu)點：（1）經(jīng)濟效益

節(jié)約涂料；步驟簡化，節(jié)約勞動力；烘烤溫度低，節(jié)約能量；減少有機溶劑的使用，降低成本；上漆率高，固體廢物的排放費用減少（2）涂層性能

涂膜均勻；干燥較好；防腐蝕性優(yōu)良

（3）環(huán)境與安全

減少VOC排放，減少易燃溶劑的儲存和使用缺點：相關(guān)知識和工藝的積累；現(xiàn)有設(shè)備需改造；涂料配方設(shè)計超臨界二氧化碳的應(yīng)用—清洗特點：極低的表面張力，較低的黏度和高擴散性，易滲入深孔、細縫等處強的溶解能力，可有效清除弱極性的有機污染物無毒害、無腐蝕不用水，不需干燥是一種環(huán)保、高效的清洗技術(shù)超臨界二氧化碳的應(yīng)用—發(fā)泡熱誘導(dǎo)相分離法：孔在淬火過程中易粗化超臨界發(fā)泡：環(huán)境友好，泡孔密度高、直徑?。?）形成均勻的聚合物/CO2飽和體系（2）氣核形成壓力驟降或溫度升高時形成過飽和體系，產(chǎn)生氣核（3）氣泡增長過飽和氣體擴散入氣核使其增長（4）微孔結(jié)構(gòu)定型通過淬火等方法使泡孔生長的熱動力消失超臨界二氧化碳的應(yīng)用—發(fā)泡優(yōu)點：無需有害溶劑，環(huán)境友好；無溶劑殘留，不影響產(chǎn)品；對界面的浸潤性好，利于微孔表面的修飾黏度低，不會阻塞孔道；傳質(zhì)速率快，節(jié)能主要發(fā)泡產(chǎn)品：高抗沖聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺等為基體的發(fā)泡材料超臨界二氧化碳的應(yīng)用—發(fā)泡飽和溫度40℃，發(fā)泡溫度120℃飽和溫度60℃，飽和壓力20MPa

超臨界二氧化碳的應(yīng)用—發(fā)泡PU發(fā)泡超臨界CO2的應(yīng)用—超細微粒制備超臨界溶