脂肪族碳氢化合物

因为化学物质的连锁网络行业,将有助于简单地回到原来的原材料。前面描述了有机化学品的芳香基团;与之相对的是脂肪族,其中一些相当简单的化学物质具有重要的工业意义。

最简单的有机化学物质是饱和碳氢化合物甲烷(CH4乙烷(C2H6或H3.C-CH3.),丙烷(H3.C-CH2ch3.),以及其他。它们可用作燃料,但在化学上不具有反应性,因此为了处理它们以产生进一步的化学物质,它们被一种化学试剂“裂解”热处理转换它们是不饱和碳氢化合物。它们比饱和碳氢化合物含有更少的氢,它们含有一个或多个双价键,或三价键,连接碳原子。工业上一些最重要的不饱和碳氢化合物是乙炔(HC≡CH),乙烯(H2C = CH2),丙烯(H3.C-CH = CH2)和丁二烯(H2C = CH-CH = CH2).文中给出了这些碳氢化合物的原料概念及其产品的高度简化图图3

乙烯

乙烯是体积最大的有机化学品之一,可以与乙炔或丙烯共同生产。它产生了大量的产品,许多是大批量的。一些比较重要的文件被集中在一个盒子里。图3):乙醛、丙烯腈、醋酸如乙酸酐,该清单将具有复杂相互关系的物质聚集在一起。如果把这个盒子放大并仔细检查,这些关系就会暴露出来。然而,这些物质一般也可以由乙炔乙炔也可以从完全不同的来源制成,电石

乙炔

电石的原料见图3如石灰,可乐,和电力.因此,电石是一个更适合乙炔来源的国家水力发电但缺乏石油储备。最大的乙炔生产国是日本;波兰,苏联美国和许多其他国家也是著名的石油生产国。

电石在作用下产生乙炔.由于乙炔的火焰非常明亮,可以作为一种小范围的工艺来生产适合照明的乙炔。乙炔也被大规模生产用于化工转换,如图3.乙炔也用于氧乙炔焊接,因为燃烧时用氧气它会产生极高的温度。

乙炔和乙烯一直在竞争化工用途。20世纪50年代,乙炔被广泛用作一种化学原料,并研究出了从碳氢化合物中获取乙炔的方法图3.后来乙烯在总体上变得更加经济,乙炔作为原料的使用一直在减少。电石是乙炔的原料,但它还有其他用途。当用,它能产生氰胺钙,有很高的价值肥料和除草剂,同时也是生产三聚氰胺的原料,用于制造一些现代塑料(见左图)图3).乙炔、乙烯和其他不饱和碳氢化合物的其他产品,在其主要轮廓上标有图3表明这些工艺提供了各种各样的原料塑料、弹性和纤维制品。

丙烯

丙烯的产量不像乙烯那么大,主要用于化学用途。它是某些洗涤剂的重要原料。它导致了用于防爆汽油添加剂的衍生物。它也可以聚合成一种用途通常类似于聚乙烯的产品。当被制成纤维时,聚丙烯对地毯特别有用。

弹性体

丁二烯图3)用于生产塑料和弹性体,弹性体是一组与塑料有关的物质。弹性体最初被认为是合成天然的替代品橡胶.然而,正如人工合成的替代品经常发生的那样,许多不同的品种被开发出来;有些橡胶在某些方面比天然橡胶好,有些在其他方面比天然橡胶好,所以人们很快就意识到,正在开发的与其说是一种替代品,不如说是一种补充。

对一种可用于汽车轮胎的合成材料的兴趣始于德国早在一战当时,来自热带橡胶生产国的供应被切断。一种合成橡胶被生产出来,可以用于轮胎,尽管车辆在不运动时必须被顶起来,以防止轮胎上出现扁平点。在德国有很多研究美国导致了不久之前的发展二战期间由几种弹性体制成。其中最重要的,也是迄今为止对轮胎最好的,是由75份丁二烯和25份丁二烯的共聚物制成的苯乙烯.这种合成物最初被称为GR-S(政府用橡胶-苯乙烯),但后来被称为GR-SSBR丁苯橡胶。它的产量远远超过其他任何一种人工合成物.它在某些方面比天然橡胶好,但在其他方面较差。它常与其他橡胶混合使用。

图3也表明丙烯腈能与丁二烯共聚(大约三分之一的丙烯腈,三分之二的丁二烯)形成丁腈橡胶(NBR)。这种合成材料具有不同于其他合成材料的性能,用于橡胶管、储罐内衬、输送带、垫圈和电线绝缘。丙烯腈和苯乙烯再加上丁二烯,形成一种三元共聚物,叫做腹肌,这是非常有用的高冲击强度塑料。

丙烯腈含有氮,因此在化学组成上与天然橡胶明显不同,天然橡胶只含有碳和氢。天然橡胶的重复单位是5个碳原子。从不饱和烃开始异戊二烯(C5H8),一个聚合物可以用空间原子的排列方式与天然橡胶相同,具有非常相似的性质。这种聚合物有时被称为合成天然橡胶。另一种碳氢弹性体由异丁烯(C4H8)及给予这种橡胶的特点是耐氧和不透气性,广泛用于电缆绝缘和织物涂层。

图3乙炔是氯丁橡胶(C4H5Cl),它被转换成氯丁橡胶,另一种具有特殊性能的多功能弹性体。还有一种类似橡胶的含硫产品,在美国被称为硫橡胶聚硫橡胶.一种相关的基团,包含碳、硫和氧砜类,是坚韧的塑料材料。本文对弹性体材料作了较为充分的论述弹性体(天然橡胶和合成橡胶)

电影材料

上述的大部分化学物质既可以用作塑料也可以用作弹性体,也可以制成连贯的电影。在工业化程度较高的国家,对电影的需求非常大包装用途,主要为食物,也在建筑施工行业。对一部电影的要求千差万别。对于许多食品产品,包装薄膜必须具有“呼吸”的能力;也就是说,它必须对水蒸气和氧气有一定的渗透性。胶片可以在高渗透性下冲洗,也可以完全不冲洗。在某些应用中,薄膜应该是自密封的。薄膜可以制成任何厚度,而且为了某些目的,要求有极高的韧性。纸,或处理过的当然,多年来,它已经被用于许多这些用途,但它的缺点是强度低,特别是在潮湿的情况下,而且很难制造透明的玻璃纸20世纪20年代开始商业化生产;它的透明性立即引起了人们的注意,开始了包装材料的革命。

玻璃纸是再生纤维素。它就像粘胶人造丝,除了它是挤出平的,而不是纤维的形式。它仍然很受欢迎,但对水和变化的湿度高度敏感。许多其他的聚合物现在是它的补充和竞争。聚乙烯制作精美、艰难的电影;用于包装薄膜的薄挤压和用于不易破碎的瓶子的较厚产品之间没有明显的区别。许多乙烯基产品也被用在电影中聚苯乙烯,聚酯,和尼龙.一种化学物质导数由天然橡胶氯化橡胶制成的薄膜具有非凡的拉伸性能。

从连贯的电影,可以独立,是一个很短的一步,以一个组成部分油漆.在化学之前的日子里技术在美国,商业涂料是以亚麻籽为基础的石油作为一个电影制作人。亚麻油和色素配制的混合物太稠了,所以通常会变稀松节油

涂料中的稀释剂是变化最小的成分。松节油,从松树中提取,有时作为造纸的副产品,仍然在使用。一个石油馏分油,但同样有效。稀释剂在涂上油漆后很快就会完全蒸发。在乳胶涂料,颜料本身是微小水滴在水中的形式,水越薄。

炭黑

突出的黑色颜料是被称为炭黑的多功能产品。炭黑是最重要的工业化学产品之一。炭黑被认为是一种石化因为它是由天然气或者石油残渣。有几个过程涉及不完全燃烧(燃烧掉碳氢化合物中的氢,如甲烷,留下碳)或在炉中外部施加热量,将碳氢化合物分裂为氢和碳。

炭黑所有用途中最重要的是在复合用于轮胎的橡胶。一个普通的乘用车轮胎含有大约4磅的炭黑。炭黑不仅用作颜料,而且还用于工业印刷墨水这是一种墨水,它与涂覆的涂料略有不同。炭黑造成了回收新闻纸的主要困难,因为还没有找到可行的方法来销毁这种黑色墨水。炭黑的一种特殊用途是作为留声机唱片的添加剂。一种特殊形式的炭黑,由乙炔衍生而来,主要用于电化学干电池。