精细化学品配方公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第二章第二章思考题思考题1、什么叫溶解度参数？、什么叫溶解度参数？2、为何溶解度参数相近物质能够互相溶解？、为何溶解度参数相近物质能够互相溶解？3、什么叫溶剂化原则？什么叫溶剂化原则？4、研究配方目的是什么？研究配方目的是什么？5、配方设计前提是什么？配方设计前提是什么？6、简述配方设计基本原则？、简述配方设计基本原则？7、简述配方实行环节？、简述配方实行环节？8、精细化学品剂型如何分类、精细化学品剂型如何分类？9、精细化学品惯用剂型有那些？精细化学品惯用剂型有那些？10、采用复配技术推出产品含有什么样功效？、采用复配技术推出产品含有什么样功效？第第1页页第第1页页11、配方研究人员任务是什么？、配方研究人员任务是什么？12、如何利用溶解度参数判断两种物质能否互相溶解？、如何利用溶解度参数判断两种物质能否互相溶解？13、剂型加工目的和作用是什么？、剂型加工目的和作用是什么？14、粉剂精细化学品中填充剂起什么作用？、粉剂精细化学品中填充剂起什么作用？15、微胶囊特点是什么？、微胶囊特点是什么？16、什么叫气雾剂？、什么叫气雾剂？17、气雾剂有哪些特点？、气雾剂有哪些特点？18、气雾剂分成哪几类？、气雾剂分成哪几类？19、气雾剂配方设计中应考虑哪些原因？、气雾剂配方设计中应考虑哪些原因？20、气雾剂灌装办法有哪些？、气雾剂灌装办法有哪些？21、什么叫分散体状剂型？、什么叫分散体状剂型？22、膏剂基质分为哪几类？、膏剂基质分为哪几类？23、解析样品时应采用哪些环节？、解析样品时应采用哪些环节？第第2页页第第2页页第二章第二章精细化学品配方技术精细化学品配方技术第一节第一节配方研究主要性配方研究主要性第二节第二节配方技术基础理论配方技术基础理论第三节第三节精细化学品剂型加工精细化学品剂型加工第四节第四节精细化学品配方解析精细化学品配方解析第第3页页第第3页页第一节第一节配方研究主要性配方研究主要性精细化学品生产主要有两种技术，其一精细化学品生产主要有两种技术，其一是先进合成、分离技术，其二是复配技是先进合成、分离技术，其二是复配技术。术。比如比如化纤助剂普通都是多组分复配产品，其化纤助剂普通都是多组分复配产品，其成份以润滑油及表面活性剂为主，配以成份以润滑油及表面活性剂为主，配以抗静电剂等助剂，有时配方中会涉及到抗静电剂等助剂，有时配方中会涉及到十各种组分。十各种组分。第第4页页第第4页页金属清洗剂，组分中要求有溶剂、除锈剂、缓蚀剂等。化装品中惯用脂肪酸只有极少几个、而由其复配衍生出来商品，则是五花八门，难以作确切统计。阿司匹林药片配制成复方阿司匹林药片；洗涤剂是由若干种不同结构表面活性剂及化工产品复配而成；染料使用必需加入各种助剂。第第5页页第第5页页有时为了使用户以便及安全，也可将单一有时为了使用户以便及安全，也可将单一产品加工成复合组分商品。产品加工成复合组分商品。如液体染料就是为了使印染工业避免粉尘如液体染料就是为了使印染工业避免粉尘污染环境及便于自动化计量而提出，它们污染环境及便于自动化计量而提出，它们组分要用到分散剂、防沉淀剂、防冻剂、组分要用到分散剂、防沉淀剂、防冻剂、防腐剂等。防腐剂等。即使是一些非精细化工产品，比如塑料在即使是一些非精细化工产品，比如塑料在制成塑料制品时，也决不是单一。制成塑料制品时，也决不是单一。聚氯乙烯对热及光都不稳定，会分解放出聚氯乙烯对热及光都不稳定，会分解放出氯化氢，当加入环氧大豆油后就可吸取游氯化氢，当加入环氧大豆油后就可吸取游离基引起剂及分解出氯化氢，这样就可使离基引起剂及分解出氯化氢，这样就可使复配后聚氯乙烯提升应用性能。复配后聚氯乙烯提升应用性能。第第6页页第第6页页配方研究人员任务是依据某项详细应用要配方研究人员任务是依据某项详细应用要求，以公司生产某一个化工产品为科研对求，以公司生产某一个化工产品为科研对象，通过大量筛选式复配试验，拟定需要象，通过大量筛选式复配试验，拟定需要加入助剂或添加剂种类及数量、最佳应用加入助剂或添加剂种类及数量、最佳应用工艺等。工艺等。我国精细化学品不但品种、数量少，并且我国精细化学品不但品种、数量少，并且质量差。质量差。发达国家产品数量与商品数量之比为发达国家产品数量与商品数量之比为1：20。我国当前仅为。我国当前仅为1：1.5。关键原因之一是复配增效技术落后。关键原因之一是复配增效技术落后。第第7页页第第7页页复配技术研究将成为我复配技术研究将成为我国精细化工工业发展决国精细化工工业发展决定性原因，也将成为公定性原因，也将成为公司产品走向市场成功决司产品走向市场成功决定性原因，因而需要大定性原因，因而需要大力加强研究。力加强研究。第第8页页第第8页页第二节第二节配方技术基础理论配方技术基础理论2.2.1物质间溶解与共混规律物质间溶解与共混规律2.2.2表面活性剂性能与应用原理表面活性剂性能与应用原理2.2.3配方研究普通办法配方研究普通办法第第9页页第第9页页2.2.1物质间溶解与共混规律物质间溶解与共混规律聚合物相对分子质量大，大分子形状有线型、支化相交联不同，高分子聚集态又有晶态、非晶态、取向态和混晶态之分。因此聚合物溶解要比低分子溶解复杂得多。低分子如乙醇溶于水，其溶解非常快速，而聚合物溶解则是一个十分迟缓过程。第第10页页第第10页页对于线型和支链型非晶态聚合物，对于线型和支链型非晶态聚合物，普通能够分为溶胀和溶解两种类型。普通能够分为溶胀和溶解两种类型。溶胀溶胀溶剂分子扩散渗入到聚合物内溶剂分子扩散渗入到聚合物内部，使其体积膨胀。部，使其体积膨胀。溶解溶解大分子向溶剂中均匀分散。大分子向溶剂中均匀分散。对于交联或体型聚合物，由于交联对于交联或体型聚合物，由于交联结点束缚，只能溶胀，不能溶解，结点束缚，只能溶胀，不能溶解，深度交联聚合物则呈不溶不熔性质。深度交联聚合物则呈不溶不熔性质。第第11页页第第11页页晶态聚合物由于排列规整，堆砌紧密，分子晶态聚合物由于排列规整，堆砌紧密，分子间作用力很强，因此比非晶态聚合物溶解更间作用力很强，因此比非晶态聚合物溶解更为困难。为困难。极性晶态聚合物由于和溶剂分子间极化作用，极性晶态聚合物由于和溶剂分子间极化作用，造成溶解活化能减少，有时在室温就可溶于造成溶解活化能减少，有时在室温就可溶于极性试剂。极性试剂。非极性晶态聚合物，需要升高温度，甚至在非极性晶态聚合物，需要升高温度，甚至在熔点附近，才干逐步溶解。因此，结晶聚合熔点附近，才干逐步溶解。因此，结晶聚合物溶解除与相对分子质量相关，还与极性相物溶解除与相对分子质量相关，还与极性相关。关。第第12页页第第12页页2.2.1.1极性相同原则极性相同原则聚合物与溶剂化学结构和极性相同时，两者聚合物与溶剂化学结构和极性相同时，两者能够互相溶解能够互相溶解相同相溶原则。相同相溶原则。比如：比如：弱极性聚苯乙烯溶于苯或甲苯中。弱极性聚苯乙烯溶于苯或甲苯中。强极性丙烯酸，可溶解于二甲基甲酰胺中。强极性丙烯酸，可溶解于二甲基甲酰胺中。聚乙烯醇易溶于水或乙醇。聚乙烯醇易溶于水或乙醇。中档极性聚甲基丙烯酸甲酯可溶解于氯仿、中档极性聚甲基丙烯酸甲酯可溶解于氯仿、丙酮。丙酮。第第13页页第第13页页2.2.1.2溶解度参数原则溶解度参数原则溶解度参数相近者相溶。溶解度参数相近者相溶。溶解度参数定义：内聚能密度平方根。溶解度参数定义：内聚能密度平方根。内聚能密度物理意义：将内聚能密度物理意义：将1cm3液体或固体液体或固体中分子固定在一起所需能量。中分子固定在一起所需能量。依据热力学原理，溶质和溶剂互相混溶时，依据热力学原理，溶质和溶剂互相混溶时，自由能要减少：自由能要减少：G=HT S0 H=V 1 2(1 2）2第第14页页第第14页页对于非极性高分子材料或极性不很强高对于非极性高分子材料或极性不很强高分子材料：分子材料：将溶解性能分为三级，将溶解性能分为三级，1.7可溶可溶2.5不溶不溶=1.72.5有条件溶解有条件溶解以以作为划分原则作为划分原则第第15页页第第15页页溶剂化作用是指溶剂溶质间作用力不小溶剂化作用是指溶剂溶质间作用力不小于溶质溶质间作用力时，溶质将发生溶解原于溶质溶质间作用力时，溶质将发生溶解原则。则。普通来说，含有亲电子基高分子易和含有普通来说，含有亲电子基高分子易和含有亲核基溶剂互相作用而发生溶解，反之亦然。亲核基溶剂互相作用而发生溶解，反之亦然。1亲电子基强弱顺序：亲电子基强弱顺序：SO3HCOOHC6H4OHCHCN=CHNO2CH2ClCHCl2.2.1.3溶剂化原则溶剂化原则第第16页页第第16页页2亲核基强弱顺序：亲核基强弱顺序：CH2NH2C6H4NH2CON(CH3)2CONHCH2COCH2CH2OCOCH2CH2OCH2比如比如硝酸纤维素含有亲电子基团硝酸纤维素含有亲电子基团，可溶于有可溶于有亲核基团丙酮中；亲核基团丙酮中；尼龙尼龙66含有强给电子基团，可溶于含含有强给电子基团，可溶于含有强亲电子基团甲酸中。有强亲电子基团甲酸中。第第17页页第第17页页比如：比如：聚碳酸酯聚碳酸酯=9.5聚氯乙烯聚氯乙烯=9.7氯氯仿仿=9.3二氯甲烷二氯甲烷=9.7环环己己酮酮=9.9四氢呋喃四氢呋喃=9.1氯仿、二氯甲烷只是聚碳酸酯良溶剂氯仿、二氯甲烷只是聚碳酸酯良溶剂环己酮、四氢呋喃只是聚氯乙烯良溶剂环己酮、四氢呋喃只是聚氯乙烯良溶剂第第18页页第第18页页聚氯乙烯为弱亲电剂，聚碳酸酯为弱亲核剂。它聚氯乙烯为弱亲电剂，聚碳酸酯为弱亲核剂。它们与其相应良溶剂之间存在着类似氢键分子间作用力：们与其相应良溶剂之间存在着类似氢键分子间作用力：若将它们互换，聚氯乙烯对二氯甲烷，两者若将它们互换，聚氯乙烯对二氯甲烷，两者均为亲电剂，聚碳酸酯和环己酮，两者均为亲核均为亲电剂，聚碳酸酯和环己酮，两者均为亲核剂，不能形成类似氢键那样分子间力，因而不能剂，不能形成类似氢键那样分子间力，因而不能互相溶解。互相溶解。第第19页页第第19页页选挥溶剂，除了使用单一溶剂，还可使用选挥溶剂，除了使用单一溶剂，还可使用混合溶剂。混合溶剂。有时两种溶剂单独都不能溶解聚合物，如有时两种溶剂单独都不能溶解聚合物，如将两种溶剂按一定百分比混合起来，就能使同将两种溶剂按一定百分比混合起来，就能使同一聚合物溶解。混合溶剂含有协同效应和综合一聚合物溶解。混合溶剂含有协同效应和综合效果，有时比用单一溶剂更加好，可作为选择效果，有时比用单一溶剂更加好，可作为选择溶剂一个办法。溶剂一个办法。2.2.1.4混合溶剂原则混合溶剂原则第第20页页第第20页页表面活性剂含有亲水、亲油性质，能起乳表面活性剂含有亲水、亲油性质，能起乳化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、保湿、化、分散、增溶、润湿、发泡、消泡、保湿、润滑、洗涤、杀菌、柔软、抗静电、防腐蚀等润滑、洗涤、杀菌、柔软、抗静电、防腐蚀等一系列作用。一系列作用。在精细化学品配方和剂型加工中可利用表在精细化学品配方和剂型加工中可利用表面活性剂这些特性，进行对一些组分乳化、分面活性剂这些特性，进行对一些组分乳化、分散、润湿、发泡、洗涤等。因此，掌握表面活散、润湿、发泡、洗涤等。因此，掌握表面活性剂特性和作用以及表面活性剂与其它组分间性剂特性和作用以及表面活性剂与其它组分间作用和复配规律，对配方研究人员是必需。作用和复配规律，对配方研究人员是必需。2.2.2表面活性剂性能与应用原理表面活性剂性能与应用原理第第21页页第第21页页2.2.3.1精细化学品一般生产办法按照精细化学品习惯划分范围，精细化学品生产办法应有两方面内容，一方面是精细化学品合成分离技术，另一方面则是以满足性能要求合成化学品为原料，运用复配增效技术，加入适当助剂，制成满足用户要求各种功能性化学品，即精细化学品配方技术。2.2.3配方研究普通办法配方研究普通办法第第22页页第第22页页原材料原材料或单体或单体精细化学精细化学品合成品合成产品产品分离分离合成精细合成精细化学品化学品主要成份主要成份合成合成配方设计配方设计+添加剂添加剂生产工艺知识生产工艺知识产品性能要求产品性能要求配方设计配方设计配方配方优化优化产品性能测试产品性能测试优化试验技术优化试验技术复配精细复配精细化学品化学品第第23页页第第23页页目的目的 就是寻找各种组分间最佳组合就是寻找各种组分间最佳组合和配比，从而使产品性能、产品成本、和配比，从而使产品性能、产品成本、生产工艺可行性三方面取得最优综合平生产工艺可行性三方面取得最优综合平衡。衡。基本办法基本办法 依据科学理论，借鉴前人依据科学理论，借鉴前人或国外技术经验，用当代测试手段，进或国外技术经验，用当代测试手段，进行配方设计与研究。行配方设计与研究。2.2.3.2配方研究普通办法配方研究普通办法第第24页页第第24页页1配方设计前提配方设计前提一个新精细化学品开发，在配一个新精细化学品开发，在配方设计之前，必须对构成产品原材方设计之前，必须对构成产品原材料、产品要求达到功效和生产工艺料、产品要求达到功效和生产工艺现实性等充足地理解和掌握，才干现实性等充足地理解和掌握，才干使产品性能，成本、工艺达到最优使产品性能，成本、工艺达到最优综合平衡。综合平衡。第第25页页第第25页页充足理解产品规格要求各项性能指标。充足理解产品规格要求各项性能指标。(1)对产品性能要求理解对产品性能要求理解理解产品使用环境及其使用中也许会理解产品使用环境及其使用中也许会出现问题。出现问题。理解市场信息，理解消费者兴趣、兴理解市场信息，理解消费者兴趣、兴趣、趋势，从而引导消费。趣、趋势，从而引导消费。第第26页页第第26页页(2)对原材料特性理解对原材料特性理解原材料作用与性质。原材料之间近似性、相容性、协同作用等使其达到最正确增效效果。原材料质量及其检验。原材料用量与产品性能、工艺间联络。原材料价格。在不影响产品质量前提下尽也许降低成本。第第27页页第第27页页(3)对生产工艺与条件掌握对生产工艺与条件掌握既有生产工艺条件。既有生产工艺条件。生产设备性能，操作现实性。生产设备性能，操作现实性。第第28页页第第28页页2配方设计基本原则配方设计基本原则(1)配方合用性配方合用性应有明确应有明确产品功效要求产品功效要求和和质量目的质量目的，配，配方中各组分间配伍性和协同性要好，不能使方中各组分间配伍性和协同性要好，不能使其主要组分或高成本原料性能削弱。其主要组分或高成本原料性能削弱。配方应符合系统工程思想，应适应产品配方应符合系统工程思想，应适应产品统一功效、质量目的。从而使各组分间达到统一功效、质量目的。从而使各组分间达到最佳组合，使产品总体功效最佳。最佳组合，使产品总体功效最佳。第第29页页第第29页页(2)配方经济性配方经济性应有合理价格定位。应有合理价格定位。配配方方研研究究和和剂剂型型加加工工应应在在确确保保性性能能质质量量前前提提下下，采采用用低低值值高高效效原原则则也也是是配配方研究与设计一项主要任务。方研究与设计一项主要任务。(3)配方生产工艺可行性配方生产工艺可行性应考虑其工艺可行性，在工艺上力争应考虑其工艺可行性，在工艺上力争简朴、可行、高效、节能、稳定，又能满简朴、可行、高效、节能、稳定，又能满足工艺最优化。足工艺最优化。第第30页页第第30页页3.配方实行环节配方实行环节搜集相应配方资料，包括原材料和各种助搜集相应配方资料，包括原材料和各种助剂性能、作用、使用情况，国内外配方专利剂性能、作用、使用情况，国内外配方专利和实例，既有产品存在问题，配方结构，生和实例，既有产品存在问题，配方结构，生产工艺等信息。产工艺等信息。拟定与工艺相适应产品基本配方和相应各拟定与工艺相适应产品基本配方和相应各组分变量范围。组分变量范围。对基本配方主要组分进行配方优化，进行对基本配方主要组分进行配方优化，进行变量试验，采用优选法和正交试验法等科学变量试验，采用优选法和正交试验法等科学试验手段，结合产品最后性能检测结果，进试验手段，结合产品最后性能检测结果，进行配方组分和用量调整。行配方组分和用量调整。第第31页页第第31页页拟定小试配方。通过对基本配方调拟定小试配方。通过对基本配方调整和系列变量原因，找出最佳配方整和系列变量原因，找出最佳配方构成，然后拟定一个或几种符合产构成，然后拟定一个或几种符合产品性能要求、工艺简朴、经济上合品性能要求、工艺简朴、经济上合理小试配方，进行重复试验验证，理小试配方，进行重复试验验证，做进一步评价。做进一步评价。中试考核、小批生产、固定配方，中试考核、小批生产、固定配方，向大批量生产推广。向大批量生产推广。第第32页页第第32页页4.配方设计主要内容配方设计主要内容产品配方是一个复杂体系，除产品配方是一个复杂体系，除了基本组分外，尚有其它组分，一了基本组分外，尚有其它组分，一些组分间作用也许是互相削弱，且些组分间作用也许是互相削弱，且共处于体系之中。在配方设计中，共处于体系之中。在配方设计中，必须进行科学综合权衡，以求配方必须进行科学综合权衡，以求配方热力学上稳定、主功效最优、其它热力学上稳定、主功效最优、其它功效全面满足设计要求。功效全面满足设计要求。第第33页页第第33页页配方功效优化设计系指主功效优化、配方功效优化设计系指主功效优化、其它功效满足要求配方设计。其它功效满足要求配方设计。其设计过程是，首先将主功效作为设其设计过程是，首先将主功效作为设计目的函数，然后进行配方设计、按照化计目的函数，然后进行配方设计、按照化学反应、功效互补或酸碱作用原则来选择学反应、功效互补或酸碱作用原则来选择原料，最后进行配方优化设计，以主功效原料，最后进行配方优化设计，以主功效作为评价原则；进行配方试验、性能测试，作为评价原则；进行配方试验、性能测试，拟定最优配方。拟定最优配方。(1)配方功效优化设计配方功效优化设计第第34页页第第34页页配方体系普通由基料、辅助成份及填料等各种材料组成。在一定条件下，各组分之间相互扩散、相互溶解，从而取得良好稳定性、优良性能和较长使用寿命。体系稳定性设计，就是体系必须符合热力学条件。设计时，聚合物与辅助组分间溶解度参数应尽也许相近，才干取得分子水平分散热力学稳定体系。这是配方设计基本标准之一。(2)配方稳定性设计配方稳定性设计第第35页页第第35页页5.配方研究中惯用试验设计办法配方研究中惯用试验设计办法配方研究中惯用试验办法有单原因优选法、多配方研究中惯用试验办法有单原因优选法、多原因变换优选法、平均试验法以及正交试验法。原因变换优选法、平均试验法以及正交试验法。正交试验设计是当指标、因子、水平都拟定后，正交试验设计是当指标、因子、水平都拟定后，进行安排试验一个数学办法。它主要处理下列三方进行安排试验一个数学办法。它主要处理下列三方面问题：面问题：分析因子分析因子(配方组分，工艺条件等配方组分，工艺条件等)与指标关系，与指标关系，即当因子改变时，指标如何改变，找出规律，指导即当因子改变时，指标如何改变，找出规律，指导配方生产。配方生产。分析因子影响指标主次。找出哪个因子是主分析因子影响指标主次。找出哪个因子是主要原因、哪个是次要原因。即分析哪个因子是影响要原因、哪个是次要原因。即分析哪个因子是影响指标主要原因，是生产中关键。指标主要原因，是生产中关键。第第36页页第第36页页寻找好配方组合或工艺条件。这是寻找好配方组合或工艺条件。这是配方研究与设计中最需要结果。配方研究与设计中最需要结果。惯用正交试验表有：惯用正交试验表有：两水平两水平L4(23)、L8(27)、L12(211)、三水平有三水平有L9(34)，四水平有四水平有L9(44)以及混合水平正交表。以及混合水平正交表。第第37页页第第37页页正交试验设计法结果分析步骤以下：确定试验基本配方，以及原因与原因之间是否有交互作用。选择适当正交表，主要是依据原因与水平来确定，假如原因间有交互作用，可按另一个原因考虑，查正交交互作用表安排在对应列中。按表上提供原因、水平试验组合方案进行试验、正交试验每一组数据都很关键，试验要尽也许降低误差，要准确、全方面。结果分析，正交试验结果分析有直观分析和方差分析两种。第第38页页第第38页页正交试验分析实例正交试验分析实例环氧胶粘剂配方基本构成有：环氧环氧胶粘剂配方基本构成有：环氧树脂、固化剂、填料、增韧剂。树脂、固化剂、填料、增韧剂。普通可固定环氧树脂量为普通可固定环氧树脂量为l00份，因份，因此，配方实际需拟定另外三个组分加入此，配方实际需拟定另外三个组分加入份数。依据正交试验方案特点，可选取份数。依据正交试验方案特点，可选取四原因三水平正交试验表。以胶粘剂剪四原因三水平正交试验表。以胶粘剂剪切强度为试验目的，其测定在拉伸试验切强度为试验目的，其测定在拉伸试验机上进行。目的值越大越好。机上进行。目的值越大越好。第第39页页第第39页页水平水平原因原因固化剂（固化剂（Ai）填料（填料（Bi）增韧剂增韧剂（Ci）130（A1）30（B1）5（C1）240（A2）60（B2）10（C2）350（A3）90（B3）15（C3）正交试验设计原因与水平表正交试验设计原因与水平表第第40页页第第40页页试验号试验号原因原因试验结果试验结果/MPaAiBiCi1A1B1C19.82A1B2C29.93A1B3C39.44A2B1C211.35A2B2C311.06A2B3C19.87A3B1C310.68A3B2C210.79A3B3C18.2试验结果试验结果第第41页页第第41页页水平水平原因原因固化剂（固化剂（Ai）填料（填料（Bi）增韧剂增韧剂（Ci）K129.122.120.1K232.532.129.4K329.527.431.0k19.77.46.7k210.810.79.8k39.89.110.3极差极差1.13.33.6结果分析结果分析第第42页页第第42页页为了直观，还能够作出因子水平与为了直观，还能够作出因子水平与k值关系图，值关系图，该图称为直方图。该图称为直方图。第第43页页第第43页页依据以上试验配方再进行验证依据以上试验配方再进行验证试验测得剪切强度为试验测得剪切强度为11.0MPa。阐明上述配方是较优、可进一阐明上述配方是较优、可进一步通过有交互作用正交试验或其它步通过有交互作用正交试验或其它最优化设计办法提升配方优化程度。最优化设计办法提升配方优化程度。第第44页页第第44页页作业作业:精细化学品配方设计精细化学品配方设计1、拟定产品，明确产品功效和质量目、拟定产品，明确产品功效和质量目的的2、查阅相关资料查阅相关资料（包括原材料和各种（包括原材料和各种助剂性能、作用、使用情况，国内外配助剂性能、作用、使用情况，国内外配方专利和实例，既有产品存在问题，配方专利和实例，既有产品存在问题，配方结构，生产工艺等信息。）方结构，生产工艺等信息。）3、拟定基本配方和初步用量范围拟定基本配方和初步用量范围（各（各组分作用、互相间相溶性）组分作用、互相间相溶性）4、试验方案设计试验方案设计（包括产品性能检测（包括产品性能检测办法）办法）第第45页页第第45页页第三节第三节精细化学品剂型加工精细化学品剂型加工要提升精细化学品市场竞争力，必须做好产品商品化加工过程，该过程普通称为产品剂型加工。精细化学品依据其本身性质和应用对象特点、使用方便等，加工成不同物理形态和商品。剂型加工对精细化学品开发成败是至关主要一个步骤。一个优良精细化学品必须具备优良性能和消费者认可外观和状态以及使用方便。第第46页页第第46页页使用以便；使用以便；充足发挥主要成份和产品性能；充足发挥主要成份和产品性能；提升有效组分稳定性并延长有效期；提升有效组分稳定性并延长有效期；避免有毒组分集中，确保使用安全；避免有毒组分集中，确保使用安全；便于包装、贮存和销售；便于包装、贮存和销售；为了美观和市场竞争。为了美观和市场竞争。2.3.1产品剂型加工目的和作用产品剂型加工目的和作用第第47页页第第47页页2.3.2精细化学品剂型加工发展精细化学品剂型加工发展早期各类精细化学品剂型都较为单一。早期各类精细化学品剂型都较为单一。从从20世纪开始，伴随表面活性剂合成和应用技术世纪开始，伴随表面活性剂合成和应用技术以及仪器设备发展与改进，产品剂型日益增多，并不以及仪器设备发展与改进，产品剂型日益增多，并不断发展。断发展。以农药发展为例，上世纪以农药发展为例，上世纪40至至60年代，较早发展年代，较早发展是粉剂，以后重点转向了乳油和可湿性粉剂，到了是粉剂，以后重点转向了乳油和可湿性粉剂，到了60年代后期又出现了颗粒剂并快速得到发展；年代后期又出现了颗粒剂并快速得到发展；70年代以后，在高效新农药大量出现和施药技术年代以后，在高效新农药大量出现和施药技术发展以及环境生态保护要求越来越严情况下，农药剂发展以及环境生态保护要求越来越严情况下，农药剂型发展亦趋于精细化，从而出现了许多新剂型，如悬型发展亦趋于精细化，从而出现了许多新剂型，如悬浮剂、微胶囊、超低容量剂、复方制剂等。浮剂、微胶囊、超低容量剂、复方制剂等。第第48页页第第48页页洗涤用具剂型发展也日益丰富，早期也是洗涤用具剂型发展也日益丰富，早期也是以固体粉末和固体块剂为主，至今洗涤用具剂以固体粉末和固体块剂为主，至今洗涤用具剂型也已多达几十种。型也已多达几十种。如以表面活性剂为基本和必要组分洗涤剂如以表面活性剂为基本和必要组分洗涤剂制品就有粉末剂、颗粒剂、块剂、薄片剂、膜制品就有粉末剂、颗粒剂、块剂、薄片剂、膜片剂、棒剂、饼状剂、膏剂、微胶囊等。片剂、棒剂、饼状剂、膏剂、微胶囊等。化妆品剂型更是丰富多彩。化妆品剂型更是丰富多彩。涂料、粘合剂等精细化学品也产生了许多涂料、粘合剂等精细化学品也产生了许多新剂型如粉末涂料、微胶囊粘合剂等等。新剂型如粉末涂料、微胶囊粘合剂等等。第第49页页第第49页页2.3.3精细化学品剂型分类精细化学品剂型分类精细化学品剂型普通可分为下列类型：精细化学品剂型普通可分为下列类型：固态剂型：有粉末剂、颗粒剂、块剂、片固态剂型：有粉末剂、颗粒剂、块剂、片剂、微胶囊、膜片剂、棒状剂等。剂、微胶囊、膜片剂、棒状剂等。半固态剂型：有膏剂和胶状剂型等。半固态剂型：有膏剂和胶状剂型等。液态剂型：包括乳胶、悬浮剂、胶体状、液态剂型：包括乳胶、悬浮剂、胶体状、溶液等。溶液等。气体剂型：气雾剂、熏蒸剂、烟熏剂等。气体剂型：气雾剂、熏蒸剂、烟熏剂等。第第50页页第第50页页2.3.4精细化学品常见剂型及惯用助剂精细化学品常见剂型及惯用助剂2.3.4.1精细化学品惯用剂型1粉剂将有效组分和大量填充剂如滑石粉、碳酸钙等，混合研细即可。填充剂在使用中起着分散和携带有效组分作用。生产粉剂产品时，需要将湿物料干燥，干燥方法可依据设备和工艺不同分为喷雾，干燥箱、烘箱干燥两大类。第第51页页第第51页页使用喷雾干燥物料，在干使用喷雾干燥物料，在干燥前先将湿物料与各种助剂调配燥前先将湿物料与各种助剂调配到百分比原则再进行干燥，最后到百分比原则再进行干燥，最后研细。研细。使用烘箱干燥工艺粉剂加使用烘箱干燥工艺粉剂加工，将液状有效成份喷洒在填充工，将液状有效成份喷洒在填充剂上，再依据商品化原则将各种剂上，再依据商品化原则将各种组分混合到一起粉碎，得到细而组分混合到一起粉碎，得到细而均匀粉剂产品。均匀粉剂产品。第第52页页第第52页页将有效成分加上填充剂、湿润剂、分散剂(表面活性剂)一同混合并粉碎到很细(一般要通过200目筛子)，要求悬浮物达到80，在硬水中湿润1min左右。该制剂一般为高浓制剂，加水后使用。以农药商品为多。2可湿性粉剂可湿性粉剂第第53页页第第53页页3乳油剂乳油剂将配方中有效成份与有机溶剂、乳化剂将配方中有效成份与有机溶剂、乳化剂(表表面活性剂面活性剂)按百分比调制成液体制剂，剂型加工按百分比调制成液体制剂，剂型加工主要问题是产品乳化性和稳定性。主要问题是产品乳化性和稳定性。要在水中能自动分散成乳液，配制关键是要在水中能自动分散成乳液，配制关键是选择适当溶剂和亲水亲油平衡值调至相符。选择适当溶剂和亲水亲油平衡值调至相符。这种剂型普通为高浓制剂，加水稀释后使这种剂型普通为高浓制剂，加水稀释后使用，效果好。用，效果好。其缺点是运送要求高、有机溶剂多且不安其缺点是运送要求高、有机溶剂多且不安全。全。第第54页页第第54页页膏剂是按照配方百分比将各种液体和膏剂是按照配方百分比将各种液体和固体组分混合配制成一个均匀、稳定、粘固体组分混合配制成一个均匀、稳定、粘稠分散体。稠分散体。要求不因贮藏和气温改变而发生分层、要求不因贮藏和气温改变而发生分层、沉淀、结块或变为流体等现象。沉淀、结块或变为流体等现象。制造膏剂时，不需要干燥、不需要高制造膏剂时，不需要干燥、不需要高含量固体物，制造设备简朴，投资少，生含量固体物，制造设备简朴，投资少，生产环境好，节约燃料和动力消耗。产环境好，节约燃料和动力消耗。关键之处是要选择好乳化剂和稳定剂。关键之处是要选择好乳化剂和稳定剂。4膏剂膏剂第第55页页第第55页页5颗粒剂颗粒剂该制剂是颗粒约为该制剂是颗粒约为3060目的粉剂颗粒。目的粉剂颗粒。浸渍法。用筛选粒状载体与液体组分均浸渍法。用筛选粒状载体与液体组分均匀混合，使有效成份吸附在颗粒上。匀混合，使有效成份吸附在颗粒上。包衣法。以非吸油性粒状载体为关键，包衣法。以非吸油性粒状载体为关键，将原药借包衣剂和粘合剂覆于载体表面。将原药借包衣剂和粘合剂覆于载体表面。捏合法。将原药、助剂和粉状载体均匀捏合法。将原药、助剂和粉状载体均匀混合，再加入适量水捏合，通过挤出造粒机混合，再加入适量水捏合，通过挤出造粒机制成一定粒度大小颗粒，经干燥、筛分得到制成一定粒度大小颗粒，经干燥、筛分得到柱状或球状颗粒剂。柱状或球状颗粒剂。第第56页页第第56页页6悬浮剂悬浮剂将固体组分与助剂和水以一定百分比混合，通过将固体组分与助剂和水以一定百分比混合，通过砂磨机湿法研磨，制成粒度极细悬浮液制剂，其粒度砂磨机湿法研磨，制成粒度极细悬浮液制剂，其粒度比可湿性粉剂还要细，通常粒径为比可湿性粉剂还要细，通常粒径为0.55 m。制备关键是控制介质粘度和密度，选择适当助剂，制备关键是控制介质粘度和密度，选择适当助剂，预防组分凝聚，保持稳定性。预防组分凝聚，保持稳定性。普通悬浮剂都以水为介质，也有用乳液或油类为普通悬浮剂都以水为介质，也有用乳液或油类为介质。介质。特点是避免了粉剂使用中粉尘飞扬现象，便于使特点是避免了粉剂使用中粉尘飞扬现象，便于使用；粒径细小，相对密度大，包装体积小。也可制成用；粒径细小，相对密度大，包装体积小。也可制成高浓制剂，加水稀释使用，不含有机溶剂，比较安全。高浓制剂，加水稀释使用，不含有机溶剂，比较安全。第第57页页第第57页页在水表面活性剂油在水表面活性剂油(包括有效组分包括有效组分)构成三元体系中加入高级醇则自然地形成构成三元体系中加入高级醇则自然地形成透明体系。透明体系。由于形成乳状液粒子粒径小，故称为由于形成乳状液粒子粒径小，故称为微乳剂。微乳剂。特性为不可燃，运送、贮藏以便；以特性为不可燃，运送、贮藏以便；以水为分散介质，容积限制少；乳状液粒子水为分散介质，容积限制少；乳状液粒子超微细，比通常乳状液小；在使用表面上超微细，比通常乳状液小；在使用表面上分布均匀。分布均匀。7.微乳剂微乳剂第第58页页第第58页页将有效组分包在囊壁物质中粒径为将有效组分包在囊壁物质中粒径为1300 m微小球状制剂。微小球状制剂。通过在水中分散成膜而形成微粒有效通过在水中分散成膜而形成微粒有效组分表面，包上一层薄膜而成为微胶囊。组分表面，包上一层薄膜而成为微胶囊。其特点是延长了有效期，减少了毒性，减其特点是延长了有效期，减少了毒性，减少有效组分挥发，将液体变为固体。少有效组分挥发，将液体变为固体。8微胶囊剂微胶囊剂第第59页页第第59页页9气雾剂气雾剂液体以极细小滴分散在空气中形成液体以极细小滴分散在空气中形成雾状，它们能均匀地分散在空气中或牢雾状，它们能均匀地分散在空气中或牢固地吸附在使用对象上。固地吸附在使用对象上。制备办法是将有效组分按配方百分制备办法是将有效组分按配方百分比配成产品与低沸点溶剂一起装入耐压比配成产品与低沸点溶剂一起装入耐压容器，由于溶剂沸点在室温下列，容器容器，由于溶剂沸点在室温下列，容器内始终保持一定压力，一旦容器出口打内始终保持一定压力，一旦容器出口打开，溶液便会喷射出来，溶剂不久挥发，开，溶液便会喷射出来，溶剂不久挥发，组分即成为雾剂，称为气雾剂。组分即成为雾剂，称为气雾剂。第第60页页第第60页页10烟剂烟剂团队以极小颗粒分散在空气中为烟。团队以极小颗粒分散在空气中为烟。将有效组分和粉状燃料将有效组分和粉状燃料(碳粉、淀粉、碳粉、淀粉、硫脲粉等硫脲粉等)、助燃剂、助燃剂(硝酸钾、氯酸钾等硝酸钾、氯酸钾等)、灭火焰剂灭火焰剂(氯化铵、陶土粉等氯化铵、陶土粉等)混在一起制混在一起制成烟剂，由于有灭火焰剂存在，点燃后成烟剂，由于有灭火焰剂存在，点燃后并不起火焰，但能保持一定高温，使有并不起火焰，但能保持一定高温，使有效组分挥发，和其它组分燃烧产气愤体效组分挥发，和其它组分燃烧产气愤体一起放出来，形成烟雾。一起放出来，形成烟雾。第第61页页第第61页页利用组分气体或容易挥利用组分气体或容易挥发液体，挥发成为气体或蒸发液体，挥发成为气体或蒸气去杀虫、杀菌。气去杀虫、杀菌。11熏蒸剂熏蒸剂第第62页页第第62页页2.3.4.2剂型加工中惯用助剂剂型加工中惯用助剂化学助剂是在加工和使用中，所用各种辅助物料总称。化学助剂是伴随剂型加工和使用方法进步而发展。早期无机精细化学品极少使用助剂。自有机化学助剂发展以后，各种助剂也随之得到发展。伴随剂型多样化和性能提升，助剂也向多品种、系列化发展，以适应不同化学助剂品种、不同剂型加工需要，并出现了专门配方加工技术。第第63页页第第63页页1填充剂填充剂用于粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、用于粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、块剂、片剂、薄膜剂、棒剂等，其目块剂、片剂、薄膜剂、棒剂等，其目的是使原药含有更加好分散性、附着的是使原药含有更加好分散性、附着性等。性等。填充剂多为无机矿物质，如陶土、填充剂多为无机矿物质，如陶土、高岭土高岭土(粘土粘土)、硅藻土、滑石粉、活、硅藻土、滑石粉、活性白土、膨润土性白土、膨润土(粘土粘土)、粒状硅砂等。、粒状硅砂等。第第64页页第第64页页2表面活性剂表面活性剂乳液中有效成份如不溶于水，和水不能乳液中有效成份如不溶于水，和水不能混溶，加入表面活性剂，就能使油状物成为很混溶，加入表面活性剂，就能使油状物成为很小液珠，稳定地悬浮在水中，成为乳状液，含小液珠，稳定地悬浮在水中，成为乳状液，含有这样作用物质称为乳化剂。有这样作用物质称为乳化剂。粉剂遇水不易湿润，也不易稳定地悬浮在粉剂遇水不易湿润，也不易稳定地悬浮在水中，在粉剂中加入一个亲水物质，即湿润剂。水中，在粉剂中加入一个亲水物质，即湿润剂。液体洒在固体表面上，有时不能散开，液体洒在固体表面上，有时不能散开，可加入一个物质使之易于散开，使其在固体表可加入一个物质使之易于散开，使其在固体表面上形成一层薄膜，这种物质称为展着剂。面上形成一层薄膜，这种物质称为展着剂。第第65页页第第65页页在配制乳液时，常需要把固体组在配制乳液时，常需要把固体组分制成溶液，有时液体组分也需要加分制成溶液，有时液体组分也需要加入有机溶剂以改变其特性或调整其溶入有机溶剂以改变其特性或调整其溶液粘度、浓度等。液粘度、浓度等。最惯用溶剂有二甲苯、甲苯、苯、最惯用溶剂有二甲苯、甲苯、苯、甲醇、乙醇以及一些石油产品。选择甲醇、乙醇以及一些石油产品。选择溶剂原则是溶解力强，闪点高，毒性溶剂原则是溶解力强，闪点高，毒性小，对有效组分无不良影响。小，对有效组分无不良影响。3溶剂溶剂第第66页页第第66页页4增效剂增效剂有些物质本身无作用，或本身有些物质本身无作用，或本身作用不大，但加入到配方中会提升作用不大，但加入到配方中会提升产品性能和作用。产品性能和作用。如除虫菊加入到芝麻素、如除虫菊加入到芝麻素、DDT加入加入3，4亚甲氧基苯基苯磺酸亚甲氧基苯基苯磺酸酯，都有增效作用。酯，都有增效作用。第第67页页