1、使悬浮通过多孔的过滤介质，将固体粒子截留 其推动力为重力或压力差 影响因素：悬浮液粘度 过滤介质 压强差 滤饼阻力（反比）2、 沉降：利用重力或离心力使固体粒子下沉而与液体分离物料的结晶：结晶是溶液中的溶质在一定条件下原子、离子或分子进行排列形成晶体的过程 结晶过程的关键是溶液的过饱和度吸湿性：指不同物质从空气中吸收水分的性质 温度、微量杂质可使吸湿性增加 结块性（原因）：粒子之间在压力作用下附着在一起 晶体表面易潮解的物质易结块颗粒小的物质比大颗粒晶体易结块制备过饱和溶液的方法：1、冷却法，降温冷却溶液的方法制备过饱和溶液，适用于溶解度随温度变化敏感的体系2、蒸发法，采用加热蒸发除去部分溶剂
2、而制备过饱和溶液的方法，适用于. 不.3、真空蒸发冷却法，在除去部分溶剂的同时降低溶液温度而制备过饱和溶液4、化学反应结晶法，通过调节溶液PH值或加入反应试剂，使溶质生成新的物质而析出结晶的方法5、盐析法，向物系中加入一些物质，使溶质在溶剂中的溶解度降低而形成过饱和溶液的方法 （优）回收率高，结晶温度较低，适用于热敏物质 （缺）常需处理母液和分离盐析溶剂物料的蒸发：将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行浓缩的过程 原理：不断地向溶液供给热能，并使之保持沸腾状态，其中的溶剂就不断被汽化并除去而达到浓缩的目的 沸腾蒸发（效率高，具有生产价值，是精细化工生产常用的溶液浓缩方式） 自然蒸发 常压
3、蒸发 减压蒸发（效率高，热量损失小，可以利用低压蒸汽、对于热敏性的溶液也很适用） 蒸发过程是一个传热过程，物料溶液的性能及热能的有效利用是蒸发过程的关键 单效蒸发流程 多效蒸发流程物料的干燥：干燥是在加热条件下，利用热能除去固体物料中溶剂的操作过程保证干燥过程进行的物理条件：湿物料表面所产生的水蒸气压力必须大于空气中的水蒸气分压去除湿物料中溶剂的方法：机械法（压滤、抽吸、过滤、离心分离等）：只适用于不需要将水分完全除去的场合化学去湿法：（缺）费用高、操作麻烦、只适用于小批量固体物料去湿或除去气体中的水分干燥法：除湿较为完全、规模灵活、干燥器投资和维修费用小、便于操作，生产中常常和机械去湿法结合
4、使用，可达到经济有效的目的干燥分类：（热能供给方式）传导干燥、辐射干燥、介电加热干燥、对流干燥干燥过程：预热阶段、恒速阶段、降速阶段固体的粉碎：将固体物料在外力作用下分裂为更小尺寸的小块或粉粒的操作，是破碎和磨碎的总称 原理：抗拒固体的内聚力，使其分裂成细粒，从而增大固体物质单位质量的表面积 目的：减小固体的粒度（100300目居多） 作用：增加固体物料的表面积，提高反应速率或溶解、浸取速率以及有利于干燥加工，可提高多组分物料混合的均匀度，可满足某些产品的使用需要粉碎度（粉碎比）：固体物料在一次粉碎前后最大物块直径之比，检查粉碎操作效果的一个重要指标分类：1、干法粉碎：指物料在粉碎过程中完全处
5、于干燥的状态而没有任何液体参加 （缺）在粉碎过程中产生大量污染环境、有损健康的粉尘 粉碎度低于湿法 2、湿法粉碎：指物料在有水、油或其他具有润滑性的液体存在时进行的粉碎萃取与浸取物料的混合：混合的过程实际是物料被不断地分割成大量局部的小区域，使不同的物料之间不断地扩散和融合的过程，可通过混合的均匀性来判断物料混合的程度 目的：降低混合的分离尺度和分离强度物料混合均匀性的检验标准：1、分离尺度：物料在混合过程中被分割成的众多小区域体积的平均值 越小越好 分离尺度从物料分散程度的方面反映了混合物的均匀性 2、分离强度：物料在混合过程中被分割成的众多小区域，其体积分数可能高于或低于物料的平均体积分数
6、，在高体积分数区和低体积分数区之间物质在不断地传递和分配，局部区域的体积分数与平均体积分数之间偏差的平均值，称为分离强度混合的设备：搅拌混合设备、捏合设备（高粘度流体介质）、粉粒体混合设备物料的乳化：乳化是使一种液体分散在另一种互不相溶的液体中，构成乳状分散体系的过程乳液：由乳化产生的分散体系 分散开来的液珠滴即是分散相（内相） 包围液珠的液体系连续相（外相）乳状液类型：水包油：油分散在水中，以OW表示 油包水：水分散在油中，以WO表示影响乳液稳定性的因素：界面张力、界面电荷、界面膜、体系粘度、相的密度差 要制备特定体系的乳液，首先要选择合适的乳化剂，可以说没有乳化剂就没有乳液三、工艺流程 掌
7、握工艺流程框图的画法，能根据已知条件熟练画出产品的工艺流程框图四、表面活性剂 表面活性剂的定义：把极少量存在于溶剂中就能显著降低溶剂的表面张力，改变体系的界面状态，从而产生润湿或防水、乳化或破乳、分散或聚集、起泡或消泡、增溶等作用，即能显著降低溶剂的表面张力和界面张力的物质称为表面活性剂表面活性剂分子中既有亲水基又有亲油基，为两亲分子，其分子在结构上处于极性不对称状态。当表面活性剂物质的浓度达到饱和时，因不能继续减小相界之间的接触面积，溶液的表面张力就不再变小三大合成材料：合成橡胶、合成塑料、合成纤维表面活性剂的分类：阴离子（65%）、非离子（25%）、阳离子和两性离子（10%） 其中线性烷基
8、苯仍将是使用最广的合成表面活性剂，不过其增长将略低于醇类衍生物表面活性剂表面活性剂性能：润湿、分散、增溶、乳化、起泡和消泡、渗透、洗涤、抗静电、润滑、防水、杀菌消毒等表面张力：液体与空气接触是，液体内部分子对液体表面层分子的吸引力大于空气对液体表面层的吸引力，液体表面产生内向聚集呈球形的现象，液体保持这种现象的力称为表面张力物质的表面活性：溶剂的表面张力会由于溶质的加入而降低的性质界面张力：物质之间所具有的张力的总称CMC临界胶束浓度：表面活性剂的饱和吸附浓度，是衡量表面活性剂效率的参数 CMC值越小，在溶液中形成胶束的能力越强，其活性越强cmc-临界胶束浓度时溶液的表面张力：指表面活性剂在溶
9、液中达到临界胶束浓度CMC时，溶液的表面张力，衡量表面活性剂降低表面张力的能力 越小，越强Krafft点表面活性剂溶解度突变的温度点（与表面活性剂的离子型态有关）：离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度升高而缓慢上升，当达到某一温度点时，溶解度会显著增大浊点：非离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度上升而降低，当达到某一温度点时溶液就会由清亮变浑浊，这个温度点称该表面活性剂的浊点HLB值：表面活性剂的亲水亲油平衡值，是表面活性剂亲水基与亲油基的比值，是衡量表面活性剂使用性质及效率的重要指标 HLB值为40是亲水性最强的表面活性剂，1左右为亲水性最弱而亲油性最强的表面活性剂（1） 非离子型表面活性剂
10、的HLB值一般在020之间 HLB=亲水基的质量分数15对于完全没有亲水基的石蜡烃，其HLB值=0；而完全由亲水基构成的聚乙二醇的HLB值=20对于只用环氧乙烷基团 -为亲水基的表面活性剂 HLB=E5 E为环氧乙烷质量分数 对多数含多元醇的脂肪酸酯 HLB=20（1-SA） S为酯的皂化数 A为酸的酸值（2）离子型 HLB=（亲水的基团数）-（亲油的基团数）+7 对离子型表面活性剂，HLB值是结构因子的总和而活性剂分子此时被分解为一些基团，每一个基团对总的HLB有一定的贡献，这种贡献称为HLB基数（3）混合使用的表面活性剂的HLB值 表面活性剂的HLB值还可以用符号来表示，亲水基最强的为HH
11、，较强的为H，中等的为N；亲油基最强的为LL，较强的为L表面活性剂产生的原因：由于表面活性剂具有界面吸附，定向排列和形成胶束的基本性质，而且还因为各种不同表面活性剂在结构上的差异，产生程度不同的界面状态和界面性质的改变，使得表面活性剂有许多作用增溶量顺序：溶质分子在聚氧乙烯链中的增溶方式机理溶质分子在胶束中表面活性剂分子之间的增溶机理溶质分子在胶束内部的增溶机理溶质分子在胶束表面以吸附增溶方式的机理表面活性剂的作用：（1）润湿与反润湿作用润湿：指固体表面的一种流体被另一种与之不相混溶的流体所取代的过程。通常所指的润湿现象是液体与固体接触时其表面的气-固界面消失而形成新的液-固界面的过程。 润湿
12、现象是固体表面结构与性质、液体的表面与界面性质以及固液两相分子间相互作用之微观特性的宏观表现反润湿：目的就是使固体表面上液体取代气体的过程不容易进行（2）乳化与破乳作用乳化：将两种互不相溶的液体，经过激烈搅拌，将其中一相液体以微细的粒子分散在另一液体中的现象破乳：破坏乳液的稳定性 （法）机械、物理、化学（3）增溶：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的物质溶解度显著增大，此时溶液透明似真溶液，这种作用称为增溶作用 被增溶物质溶解度增大的量称为增溶量 此时表面活性剂就叫做增溶剂 原理：因为表面活性剂的胶束能把不溶性的物质吸附包裹在它的内部疏水基之间，使不溶物表面形成亲水层而增大了溶
13、解度的缘故 （影）表面活性剂的不饱和性和构形（CH链胶束行为出现的浓度增溶能力）、表面活性剂的离子性质、复合表面活性剂的影响 溶质的影响（脂肪烃和烷基芳烃溶质的链越长，增溶量越小、溶质极性越大，增溶量越大、溶质摩尔体积越大，增溶量越小） 外添加物的影响 温度的影响（原：温度的变化会使得胶束性质发生变化温度的变化可以引起溶质在胶束中溶解情况发生变化）增溶作用顺序：非离子表面活性剂阳离子表面活性剂阴离子表面活性剂（4）发泡与消泡作用泡沫：指由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体 液体泡沫、固体泡沫发泡：液体将空气包裹在中间而形成气泡的过程 溶液才能明显起泡，纯液体则不能泡沫的破坏主要是由于气体通过
14、膜进行扩散，和液膜中的液体在重力作用下及膜中各点的压力不同而导致流动引起的使气泡稳定存在的方式：添加表面活性剂（即稳泡剂）、在液体中加入胶性物质以增加溶液的粘度，也能较好的阻止排液过程的进行而稳泡液体粘度对泡沫稳定性起到的作用：增加泡沫液膜的强度、由于表面粘度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜的破裂，而增强了泡沫的稳定性消泡：原理：消除泡沫的稳定因素，使泡沫破裂 （应用）消泡作用可用于液体产品灌装时增大容量、配制标准溶液时提高准确性、涂料涂膜时使膜层均匀平实等具有破泡能力的液体，其表面张力都较低，易吸附并铺展于泡沫的液膜上，能使液膜的局部表面张力降低，同时带走液膜下邻近的液体，加快膜的排液过程
15、，导致液膜变薄而破裂一般地说，开始加入消泡剂时，在液膜上的铺展速度大于胶束增溶的速度，所以表现出良好的消泡效果，经一段时间后，随着消泡剂被增溶，消泡作用就减弱.（5）分散作用表面活性剂的分散作用主要是指它能使固体微粒呈悬浮状态而转移至液相中的能力 （应用）常用于颜料、涂料、印刷、油墨等的生产，还有纺织等各种物质的染色分散方式：被分散固体粒子为非极性表面，采用离子型表面活性剂作分散剂被分散固体粒子为带有电荷的表面，采用离子型表面活性剂作分散剂多数被分散固体粒子，采用非离子型表面活性剂作分散剂物化参数结构特点：表面活性剂是一种有机化合物，其分子结构具有两种不同性质的基团：一是不溶于水的含C长链烷基
16、，即亲油基；二是可溶于水的基团，即亲水基 （6）抗静电作用：目的：消除、融离电荷 （影）亲水极性越强，抗静电作用越强、亲油基链越长，有支链，抗静电越差（1）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂溶解于水形成的亲水基为带负电荷的原子团，如烷基磺酸盐：烷基苯磺酸盐，支链硬性型（ABS）、直链软性型（LAS） 制取过程：烷基化、磺化、中和（2）阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂溶解于水形成的亲水基为带正电荷的原子团，如季胺盐（3）两性表面活性剂两性表面活性剂是指分子中，同时具有两种或以上离子性质的表面活性剂，但通常主要指分子结构中既具有阳离子亲水基团，同时又具有阴离子亲水基团的表面活性剂。它在水溶液中能电离
17、，在某种介质条件下可以表现出阴离子表面活性剂的特性，而在另一种介质条件下，又可以表现出阳离子表面活性剂的特性（4）非离子表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不能离解成离子状态，它的中性分子具有表面活性 （分类）聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型（5）其它类型表面活性剂：高分子表面活性剂生物表面活性剂：由微生物在好氧或厌氧条件下产生的、具有较高表面活性的生物分子。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂对生态系统产生的毒性较低，表面和界面活性更强，热稳定性好，可以生物降解含氟表面活性剂：指表面活性剂分子中碳氢链上的氢原子全部被氟原子所取代了的化合物，即疏水基部分含有碳氟链的表面活性剂，氟原子取代的基
18、团也称全氟烷基含硅表面活性剂：以硅氧烷链为疏水基，聚氧乙烯链、羧基、酮基或其他极性基团为亲水基构成的表面活性剂 含硅表面活性剂能极好地降低水油的界面张力，润湿能力极佳，可很好地润湿聚乙烯五、功能化工艺1.重结晶工艺重结晶原理：使晶体物质中的杂质在产品与溶剂中进行再分配；结晶过程中，物质分子又按其特有的晶体结构进入晶格；并根据产品与杂质在不同温度条件下的溶解度不同进行分离，从而达到提纯的目的适用对象：可溶性的固体物质 重结晶工艺的局限性：有同晶现象时、有混晶现象存在时、存在表面吸附现象是、固体溶解度太大时，不宜用重结晶 重结晶工艺过程：晶核的形成、晶体的生长、结晶的方式及晶体的品质 结晶的方式：
19、自然结晶：指没有搅拌和外加晶种，过饱和溶液自然生成晶体的方式，得到的晶体颗粒较大、表面积相对较小、不容易潮解 适用于熔点低、有潮解性的产品搅拌结晶：适用于熔点较高、潮解性低的产品，搅拌结晶可使晶体均匀、松散、不易潮解加晶种结晶：适用于许多有机化合物溶液所形成的过饱和状态相当稳定，如果不加晶种，很长时间都不会产生结晶，但其晶体的形状、含量常常不能达到要求重结晶工艺条件的选定和控制：（1）溶剂的选择溶剂不与被提纯物质发生化学反应溶剂在较高温度下对被提纯固体物质的溶解度较大，而在室温或较低温度时则较小溶剂对杂质的溶解度很大或很小溶剂挥发性较强，容易与产品分离被提纯晶体物质在该溶剂中能生成较好形态的结
20、晶选择溶剂时应遵从一定的原则：首先根据溶质与溶剂的极性相似相溶原则从理论上选择溶剂，并通过实验确定其选择其后再考虑产品的回收率、晶体形状要求、工艺操作难易、溶剂毒性、易燃性及价格等因素选择适宜的溶剂当单一的溶剂不能满足要求时可以选择两种或两种以上的混合溶剂，其比例根据需要确定（2）原料的溶解：热溶指原料水溶液加热的温度在80以上时的溶解方式，也是常用的传统溶料方式 冷溶指不加热或稍加热使物料在较低温度下溶解的方法，使用较少 （优）节约能源、简化操作（3）原料液的净化（4）过饱和溶液的制备：冷却法、盐析法、蒸发法（5）结晶（6）结晶的分离（7）晶体的洗涤：一般用水作洗涤溶剂，在除去吸附杂质的同时
21、还可以有调整产品含量和酸、碱度的作用 对于易水解的物质应用酸化的水洗涤对于易氧化的物质应用有机溶剂洗涤，以增大其挥发性，使产品能够在较低温度迅速干燥而避免氧化对于溶解度大的晶体可用饱和溶液洗涤以避免晶体损失（8）干燥：40以下低温干燥，如 在70-80的中温下干燥，如 在大于100的高温下干燥，如成核速率：指单位体积的溶液在单位时间内生成新粒子的数目 如果成核速率过大，将使晶体细小、粒度分布范围广、产品质量下降晶体的生长速率：根据扩散学说，晶体生长过程由三个步骤组成：溶质扩散穿过晶体表面的静液层，从溶液中转移并吸附到晶体的表面，其推动力为溶液的浓度差；到达晶体表面的溶质也借助于浓度差发生表面反
22、应而嵌入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热；结晶热通过传导回到溶液中，结晶热一般很小，对整个结晶过程的影响不大影响因素：影响接触成核速率的因素：溶液的过饱和度、接触碰撞的能量、搅拌器、晶体的粒度和硬度2影响晶体生长速率的因素：过饱和度是结晶过程的总推动力，是决定晶体生长速率的决定性因素 温度、杂质、搅拌强度晶体的品质：晶体形状 （影）冷却速率、过饱和度、结晶温度、溶剂、PH值、杂质、染料、表面活性剂晶体的吸湿性：指不同物质从空气中吸收水分的性质 是引起晶体物质结块的重要原因 晶体的吸湿点：越低，越易吸湿 h=PaP100% Pa为相应温度下物质饱和溶液上水的蒸汽压（Pa） P为该温度下水蒸气的饱
23、和蒸汽压（Pa） 吸湿点不能充分说明物质的吸湿程度，因物质的吸湿速度还与其他因素有关 （影）温度、杂质晶体的结块性：指物质从松散状态转为团块或整体的性质 （影）晶形、水分、温度、空气湿度、粒度、堆集压力、贮存时间、杂质（3）掌握本节有关的例子及习题内容3. 离子交换工艺离子交换树脂分子结构特点：一般是通过交联剂将线性的有机分子联接在一起，形成的多孔性网状有机高分子，由此构成了树脂的三维空间立体结构骨架；骨架上固定联结着不能自由移动的功能基，即活性基团；活性基团上又带有具相反电荷的活性离子，活性离子可以在网络骨架和溶液间自由移动 离子交换树脂的结构骨架性能稳定吗，既不溶于酸、碱溶液，也不溶于各种
24、有机溶剂（常）以二乙烯苯作交联剂 其功能基一般为多元酸或多元碱树脂的交联度：即交联剂的质量分数。交联度高的树脂聚合得比较紧密，强度高且耐用，密度较高，内部孔隙较少，对离子的选择性较强；交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，对离子的选择性较低，工作时的膨胀性较大，机械强度低，较易碎裂离子交换树脂的类型：（1）按活性基团分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂阳离子交换树脂：能与阳离子进行交换反应的离子交换树脂。其活性基团能解离出阳离子，而其作为交换的离子可与溶液中的其他阳离子发生交换 多元酸强酸性阳离子交换树脂磺酸基团（-SO3H）和次甲基磺酸基团（-CH2SO3H）水处理、制药工业弱酸性
25、阳离子交换树脂带有羧酸基（-COOH）、氧乙酸基团（-OCH2COOH）的交换树脂 在低PH下难以离解和进行离子交换，只在碱性、中性或微酸性溶液中（PH=514）发生交换反应 制药工业阴离子交换树脂：阴离子交换树脂的活性基团能解离出阴离子，而其作为交换离子可与溶液中的其他阴离子发生交换 多元碱强碱性阴离子交换树脂季胺基团（NOH） 制备无盐水，除硅酸根、碳酸根等弱酸根弱碱性阴离子交换树脂伯胺基（-NH2）、仲胺基（-NHR）、叔胺基（-NR2） 只能在中性或酸性条件（PH=17）下工作，较容易再生成羟型（2）按树脂骨架的物理结构分凝胶型树脂和大孔型树脂凝胶型树脂即微孔型树脂 干燥时其高分子骨架
26、内部没有毛细孔 适用于无机离子的吸附，不能吸附大分子有机物质大孔型树脂在合成树脂的聚合反应时，添加了起孔剂，易吸附和交换有机大分子 具有较高的交联度，结构稳定，可反复再生，使用寿命较长离子交换树脂的性能：（1）物理性能：外观离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，有白黄黑赤褐等色 通常，交联度低、交联结构均匀性差的树脂较易碎裂 球状树脂具有制造简单、表面积大、使用时充填状态好、流动容易均匀、利于交换等优点；其机械强度较高，化学性质稳定，使用寿命长粒度离子交换树脂的颗粒越小，交换速度越快，但流失也大，反洗困难；且液体通过细颗粒树脂填充柱时阻力较大，需要较高的工作压力 湿筛法 有效粒径：以90%粒子
27、可以通过其相对应的筛孔直径密度干树脂的密度称为真密度 树脂在水中充分膨胀时的堆集密度为视密度 视密度=湿树脂质量树脂层所占体积 0.600.85 树脂在水中充分膨胀后，自身的湿相对密度称为湿真密度 湿真密度=湿树脂质树脂颗粒本身所占体积 1.041.3交联度高的树脂的密度较高；而大孔型树脂的密度则较低膨胀度交联度低的树脂膨胀度大（2）化学性能：酸碱度离子交换容量：每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克数摩尔数总交换容量：指离子交换体中所具有的交换基总数，表示每单位数量树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量工作交换能量：在某一指定的应用条件下，树脂表现出来的离子交换能力，此时交换基团未完全
28、利用，是指树脂在工作时的实际交换容量 衡量离子交换树脂价值的重要数据 （再）30%90%再生交换容量：在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量，表明树脂中原有化学基团再生复原的程度 （总）50%90%工作交换容量与再生交换容量的比率称为树脂的利用率离子交换的基本原理 （1）离子交换平衡： RABRBA交换过程是可逆的，最后达到平衡。其平衡常数： KRBA+RAB+K值越大，平衡向右进行的程度越大，有利于交换；反之则不利于交换，但利于再生。要使交换反应不断进行，必须将生成物不断移走，这就是通常采用动态交换及再生的主要原因（2）离子交换过程极其影响因素离子交换过程： 膜扩散（外扩散）Na穿
29、过树脂表面的静电层 孔内扩散（颗粒扩散）- Na穿过树脂的半透膜表面，从树脂表面扩散到树脂网孔内部的活性中心 交换- Na与树脂网孔内部的H进行极快的交换反应 表面扩散（内扩散）- H自树脂内部的活性中心扩散到树脂表面，穿出半透膜，进入静电层 外部扩散- H穿出静夜层并离开树脂表面而扩散到溶液中影响交换速度的因素 交联度交联度低的树脂膨胀率高，树脂内部的网孔相对大，扩散较容易 降低交联度提高交换速度 颗粒度无论内、外扩散，减小颗粒度有利于提高交换速度，尤内扩散 温度溶液温度交换速度 1-4%8% 离子的价态价态越高，吸引力越大，扩散速度越小 离子半径半径小，扩散速度块，交换速度块 溶液的浓度溶液的浓度直接影响扩散控制的类型 浓度较低（0.001），外扩散：交换速度随浓度增加而增大 浓度增加（0.01）
