硅灰石（Wollastonite）
一、概述
硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙（Ca3[Si3O9]），理论化学成分CaO48.3%、SiO251.7%。其中的Ca2+离子易被少量的Fe2+、Mn2+、Mg2+、Sr2+等离子呈类质同象形式替代。硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶系硅灰石和单斜晶系副硅灰石；一种高温相即假硅灰石。硅灰石与假硅灰石的转化温度为（1120±20）℃，转化较缓慢，随着温度升高，转化时间将明显缩短。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石，其他两种象变体很少见。
硅灰石晶体沿b轴多发育为柱状、针状，其长度与直径比值即长径比为（10～7）:1，比值高的可达（15～13）:1。硅灰石热膨胀特点是沿b轴膨胀系数（25～800℃为6.5×10-6℃-1）低，膨胀随温度改变呈线性变化。假硅灰石的热膨胀系数为11.8×10-6℃-1，明显高于硅灰石的热膨胀系数。因此在硅灰石质陶瓷的烧成过程中应避免硅灰石向假硅灰石的转变。硅灰石的物理－化学性质见表3-6-1。
表3-6-1 硅灰石的主要物化性质
在高温加热条件下，硅灰石的化学性质活泼，可与高岭石等矿物发生固相反应，与陶瓷工业有关的反应包括：
河南省非金属矿产开发利用指南
河南省非金属矿产开发利用指南
由于硅灰石具有针状晶体、低热膨胀系数、低吸油率、色白、绝缘性好、高温化学性质活泼等特点，使其应用在陶瓷工业、填料工业等领域中。
二、资源概况和矿石类型
1.资源概况
硅灰石的成因类型有五种，其中有工业价值的是接触变质类型和区域变质作用类型。接触变质生成的硅灰石产于岩浆侵入体与碳酸盐岩的接触带，由SiO2和CaCO3反应而成。区域变质作用生成的硅灰石是由含钙质的岩层如石灰岩、大理岩经区域变质作用形成。
目前世界各国已查明的硅灰石储量约2亿吨，远景储量约4亿吨。在20多个硅灰石产出国中，美国、印度和墨西哥三国硅灰石矿总储量约占世界已探明总储量（不包括中国）的三分之二。
美国纽约州阿迪龙朗克山北东侧是世界硅灰石重要产地，在该州的威尔斯博罗地区有福克斯诺尔、刘易斯和狄尔赫德三个主要矿床。
墨西哥的硅灰石矿床主要产在萨卡特卡斯和恰帕斯两个州。
印度的硅灰石主要产在拉贾斯坦邦和中央邦，其中有的矿床矿石品位高达96%～97%。
我国的硅灰石矿资源丰富，远景储量为0.5亿～1.0亿吨，探明储量仅次于印度，居世界第二位。我国硅灰石产地比较集中，主要分布在吉林省，占全国总储量44.7%，江西省占17%，青海占13.4%，辽宁占10.3%，其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江苏、云南、福建等省。我国硅灰石矿成矿条件好，矿体规模大，成分简单，较富。吉林梨树大顶山硅灰石矿床是我国目前规模最大的矿床。此外，吉林磐石长崴子硅灰石矿床，湖北大冶小箕铺硅灰石矿床规模也较大。
硅灰石矿床的一般工业要求见表3-6-2，开采技术条件见表3-6-3。
表3-6-2 硅灰石矿床一般工业指标
注：①视矿石质量优、差取上、下限；②手选矿石块度要求，暂按直径≥4cm计。
表3-6-3 硅灰石矿床开采技术条件
2.矿石类型
硅灰石矿石类型主要有大理岩型和夕卡岩型两大类。美国的威尔斯鲍罗、刘易斯、格尔赫德硅灰石矿，印度别尔卡巴赫硅灰石矿等是夕卡岩型。墨西哥拉布兰卡硅灰石矿，芬兰拉彭兰塔硅灰石矿等是大理岩型。我国主要硅灰石矿石类型见表3-6-4。国内外部分硅灰石的化学成分分析见表3-6-5。
表3-6-4 我国主要硅灰石矿石类型
三、硅灰石的主要用途及质量标准
由于硅灰石具有许多优异的物化性质，使其被广泛应用于陶瓷工业、化学工业、冶金工业等各工业部门（见表3-6-6）。
迄今为止，硅灰石主要应用于陶瓷工业。其中又以作釉面砖为主，以及生产特种的无线电陶瓷和低介电损耗绝缘体陶瓷等。硅灰石之所以成为陶瓷的重要原料，是由下列因素决定的。
在传统生产陶瓷工艺中，是以铝硅为主要体系的原料，生成的物相以莫来石为主。需采用高温（1250～1300℃）、长周期（30h以上）的烧成工艺。在坯体中加入一定量的硅灰石，构成了以硅－铝－钙为主要成分的低共熔体系，生成的物相主要是钙长石。硅灰石同时是助熔剂，降低了坯体的老化点，整个坯体的快速烧结物均匀一致。因此，硅灰石降低了陶瓷生产的烧成温度，缩短了烧成时间。
表3-6-5 国内外部分硅灰石的化学成分分析
表3-6-6 硅灰石的主要用途
硅灰石的针状晶体为生坯提供水分快速排出的通道，干燥速度加快，从而易压制成型，不分层。焙烧时，硅灰石针状体的不熔残渣构成了阻止坯体体积变化的致密骨架，冷却时，烧结料结晶将它们之间的针状体牢固粘接。坯体具有多孔和网状结构。硅灰石低的热膨胀系数和线性膨胀的特点，有利于坯体抗热冲击。
美国、原苏联等国都已对硅灰石在釉面砖上的应用进行了大量的研究工作。美国年产硅灰石约6万～7万t，其中一半用于釉面砖生产。以硅灰石为主要原料的釉面砖，实现低耗能低温快烧的新工艺，可节省燃料约30%～50%，被誉为节能原料。
在冶金工业中，硅灰石主要用作生产模铸硅钢保护渣和板坯连铸保护渣。武汉钢铁公司钢铁研究所等单位研制的以硅灰石为主要原料的保护渣，可替代从日本进口的“浮光40”保护渣。以天然硅灰石为基料板坯连铸粉状和颗粒状保护渣，具有化学性质十分稳定，含Al2O3很低的特征，能起到稳定连铸操作和改善连铸坯质量的作用。
硅灰石作为电焊条药皮配料，在电焊工业中得到应用，特别适合用来制造高钛型低炭钢电焊条。硅灰石微粉和超细微粉被用于塑料、橡胶、造纸、油漆工业中作填料和涂料，不仅降低了产品成本，而且明显改善了产品的物理－化学性能，尤其是机械力学性能。预计今后作工业填料和涂料用的硅灰石微粉和超细微粉用量将以每年10%的速度增加。
目前我国仅国家建材局于1994年颁布了硅灰石产品质量标准，标准号为JC/T535-94。一些主要的硅灰石产区或企业根据用户要求制定了一些地方或企业标准。
陶瓷、油漆、涂料、冶金、电焊条等应用领域对硅灰石产品质量要求分别见表3-6-7～表3-6-10。
吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿和针状硅灰石粉质量标准见表3-6-11和表3-6-12。
表3-6-7 陶瓷工业用硅灰石产品的质量要求
注：建筑陶瓷用硅灰石，一般要求硅灰石矿物含量＞60%。
表3-6-8 油漆、涂料用硅灰石产品质量要求
表3-6-9 冶金保护渣用硅灰石产品质量要求
表3-6-10 电焊条工业对硅灰石产品质量要求
表3-6-11 吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿质量标准
表3-6-12 H-G系列针状硅灰石粉
吉林四平市硅灰石企业标准（吉Q/SS124-85）适用于油漆涂料、塑料、橡胶、陶瓷等行业，见表3-6-13～表3-6-15。
表3-6-13 吉林四平市硅灰石产品规格
表3-6-14 吉林四平市硅灰石的技术要求
表3-6-15 吉林四平市涂料级硅灰石粉的技术要求
注：以上产品指标，可根据用户特殊要求，双方协商。
湖北大冶非金属矿公司的硅灰石产品质量标准见表3-6-16。国外硅灰石一般工业要求见表3-6-17。美国出售硅灰石的粒度要求见表3-6-18。
表3-6-16 湖北大冶非金属矿公司硅灰石产品质量标准
表3-6-17 国外硅灰石一般工业要求
表3-6-18 美国出售硅灰石的粒度要求
四、硅灰石矿石的选矿和超细粉碎
1.硅灰石矿石的选矿提纯
硅灰石属接触变质矿物，与其共生的主要矿物有方解石、透辉石、石榴子石、透闪石、符山石、石英、黄铜矿、斑铜矿等，硅灰石的选矿方法随着矿石类型不同而有所不同。手选、光电拣选、磁选、浮选、重选等方法广泛应用于硅灰石的加工工艺中。硅灰石的主要选矿方法和原则流程见表3-6-19和表3-6-20。
列举两个实例说明硅灰石矿石的选矿。
表3-6-19 硅灰石的主要选矿加工方法
表3-6-20 硅灰石的主要选矿工艺原则流程
例1 梨树硅灰石矿的选矿工艺
该矿位于吉林省梨树县内。矿石中硅灰石含量为46.50%，方解石41.23%，透辉石3.49%，石英6.67%。在矿石中，硅灰石晶体内有透辉石和石英包体，方解石则呈不规则状分布于硅灰石颗粒及其裂隙之间。根据原矿性质，采用单一浮选流程选别硅灰石。根据硅灰石与方解石、石英的可浮性不同，采用反浮选方法对硅灰石进行选别，选矿流程见图3-6-1。
图3-6-1 梨树硅灰石矿连选试验流程
方解石精矿含方解石95.71%，产率38.78%；硅灰石精矿含硅灰石87.20%，产率44.48%。
例2 威尔斯鲍罗硅灰石选矿厂
选矿厂位于美国纽约州威尔斯鲍罗。矿石主要矿物组成为硅灰石、钙铁石榴子石、透辉石、少量方解石。矿石中硅灰石含量为55%～65%，钙铁石榴子石和透辉石的含量为10%～20%。根据矿石性质，采用单一强磁选工艺流程使硅灰石和钙铁榴石及透辉石分离。工艺流程见图3-6-2。
2.硅灰石的超细粉碎
图3-6-2 威尔斯鲍罗硅灰石选矿流程
硅灰石作为高档无机工业填料，必须深加工成针状超细粉料。国外多采用气流磨对硅灰石精矿进行超细粉碎，产品中高长径比、高比表面的粉量增多。80年代末，吉林梨树硅灰石矿业公司从Alpine公司引进两台630AFG流化床式气流粉碎机，用于生产-10μm的硅灰石超细微粉。随后，该公司与武汉工业大学合作，实现了这种设备国产化，研制成与630AFG性能相同的LPM-680气流磨，并建成了年产200t的超细硅灰石粉生产线，生产线工艺流程见图3-6-3。给料粒度325目，产量280.6kg/h,10μm通过率97.7%。
硅灰石超细粉碎产品有800、1250、2500目等。也可以根据用户的需要加工出平均粒度为10、5、2、1μm级的产品。
五、硅灰石粉料的表面改性
图3-6-3 超细硅灰石生产线工艺流程
1—颚式破碎机；2—传送带；3—颚式破碎机；4—除尘器；5—提升机；6—料仓；7—风机；8—提升机；9—料仓；10—磨机；11—旋流分级机；12一风机；13—提升机；14—料仓；15—风送系统；16—料仓；17—螺旋输送机；18—空压机；19—冷凝器；20—储气罐；21—LPM气流磨；22—收集器；23—风机
粉体表面改性（Surface modification or Surface treatment）是指用物理、化学、机械等方法对粉体物料表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善或完全改变物料的物理技术性能或表面物理化学性质，如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、表面吸附和反应特性等，以满足现代新工艺和新技术发展对新材料的需要。粉体的表面处理改性既是一门新技术，又是一门新学科。对于非金属矿物，表面改性能提高其使用价值和开拓应用领域，是最重要的深加工技术之一。
在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中，无机矿物填料占有很重要的地位，不仅可以降低生产成本，而且明显改善产品的物理化学性能，如机械力学性能、阻燃性、绝缘性等。但是由于无机矿物与基质，即有机高聚物或树脂等具有不同的膨胀系数、表面张力、抗弯模数等性质，在二者接触处，明显表现出不相容性，因此接触界面是最薄弱的部位，易发生分离。由于相容性差，无机矿物填料难以在基质中均匀分散，直接或过多地填充往往容易导致产品的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。因此，用无机矿物作填料，除了对其粒度、粒度分布、颗粒形状有要求外，还必须对矿物填料表面进行改性，提高其与基质，即有机高聚物或树脂的相容性和分散性，以增强产品的机械强度和综合性能。
用来对矿物表面进行改性的化学试剂称为表面改性剂。表面改性剂分为无机试剂和有机试剂两大类。无机试剂主要是一些无机颜料，如铁、钛、铬等的氧化物或含氧盐等。有机表面改性剂的种类较多，主要包括偶联剂类、脂肪酸（或胺）类、烯烃低聚物类以及各种树脂类等。由于矿物填料的种类不同，改性目的不同，所选用的表面改性剂亦不同。
1.矿物填料的有机表面改性剂
1）偶联剂
又称为架桥剂，是一种具有两性结构的物质。它们分子中的一部分基团可与矿物填料表面的各种化学基团反应，形成强有力的化学键合；另一部分基团则有亲有机物的性质，可与有机高分子发生化学反应或形成物理缠绕，在无机矿物与有机高分子之间形成具有特殊功能的“分子桥”，从而把两种性质差异很大的材料牢固结合起来，形成新型的复合材料。
偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂，它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料的复合材料体系。经偶联剂进行表面处理的无机矿物填料，抑制了填充体系“相”的分离，即使增加填充量，仍可较好地均匀分散，从而改善了制品的综合性能，特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲强度等。按偶联剂的化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬络合物四大类。下面简要介绍前三类。
（1）硅烷偶联剂 硅烷偶联剂是研究得最早应用最广的偶联剂，是由美国联合碳化物公司为发展玻璃纤维增强塑料而开发出来的，至今已有40年的历史。
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物。其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基、丙烯酰氧基等；X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）或氯。在进行偶联时，X基首先水解形成硅醇，然后再与矿物表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成—SiO—M共价键（M表示无机矿物填料表面）。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚，形成网状结构的膜覆盖在填料表面，使无机填料有机化。现以甲氨基硅烷偶联剂为例，其偶联作用过程为：
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偶联剂的另一端的R可与聚合物发生反应形成牢固的化学键合。这种化学反应取决于R基的性质和树脂的种类。以环氧硅烷为例，与环氧树脂反应
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硅烷偶联剂可用于许多无机矿物填料的表面改性，其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白碳黑等的效果最好，对高岭土、水合氧化铝效果也较好，对不含游离酸的碳酸钙效果欠佳。硅烷偶联剂产品牌号和品种分类见表3-6-21。
表3-6-21 硅烷偶联剂产品牌号和品种分类
续表
续表
（2）钛酸酯偶联剂 钛酸酯偶联剂是美国肯里奇（Kenrich）石油化学公司70年代开发成功的一类新型偶联剂。它有独特的结构，对热塑性聚合物与干燥填料有良好的偶联效能。
钛酸酯偶联剂的分子结构分为6个功能区，每个功能区都有其特点，在偶联过程中发挥各自的作用。
钛酸酯偶联剂的通式和6个功能区：
偶联无机相·亲有机相
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式中：1≤M≤4,M+N≤6；R—短碳链烷烃基；R′—长碳链烷烃基；X—C、N、P、S等元素；Y—羟基、氨基、环氧基、双键等机团。
各功能区说明如下：功能区1[（RO）M—]—与无机填、颜料偶联作用的基团；
功能区2（Ti—O……—）—酯基转移和交联功能；
功能区3（X—）—联结钛中心带有功能性的基团；
功能区4（R—）—长链的纠缠基团——适用于热塑性树脂；
功能区5（Y—）一固化反应基团——适用于热固性树脂；
功能区6（N—）—非水解基团数。
（RO）M为钛酸酯与矿物填料进行化学键合的官能团，它可与矿物表面结构水和H+作用，形成包围矿物的单分子层。Ti—O部分为钛酸酯的有机骨架，可与聚合物的羧基之间进行相互交换，起酯基和烷基转移和交联作用。X部分是和分子核心钛结合的基团，对钛酸酯的性质有重要影响，具体可分为磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。
钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为三种类型：单烷氧基型、螯合型和配位型。
单烷氧基型 这一类品种最多，价格适中，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂工业。这类偶联剂的典型是三异硬脂酰基钛酸异丙酯（TTS）。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的单烷氧基型外，大多数品种耐水性差，适用于不含游离水，仅含化学键合水和物理键合水的干燥矿物填料体系，如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理见图3-6-4。
图3-6-4 单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理
焦磷酸型钛酸酯偶联剂耐水性好，适用于中等含水的无机填料，如高岭土、滑石粉等。焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理见图3-6-5。
图3-6-5 焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理
螯合型 这类偶联剂适用于高湿无机填料和含水聚合物体系，如高岭土、滑石粉、水处理玻璃纤维、炭黑等。一般的单烷氧基型钛酸酯水解稳定性差，在高湿体系中偶联效果差。螯合型钛酸酯偶联剂具有极好的水解稳定性，适于在高湿状态下使用。根据螯合环的不同，这类偶联剂分为两种基本类型：螯合100型和螯合200型。前者螯合基为氧代乙酰氧基；后者螯合基为二氧乙撑基。它们的偶联机理见图3-6-6和图3-6-7。
图3-6-6 螯合100型与填料的偶联机理
图3-6-7 螯合200型与填料的偶联机理
配位体型 四价钛酸酯在一些体系中存在副反应，如在环氧树脂中与羟基反应，在聚酯中的酯交换反应等。配位体型钛酸酯中的钛原子由4价键转变为6价键，降低了钛酸酯的反应活性，提高了耐水性。因此，配位体型钛酸酯偶联剂可在溶剂型涂料或水性涂料中使用。配位体型钛酸酯偶联剂与填料的偶联机理见图3-6-8。
图3-6-8 配位型偶联剂与填料的作用机理
国内外钛酸酯偶联剂主要品种见表3-6-22。
表3-6-22 国内外钛酸酯偶联剂主要品种对照
（3）锆铝酸盐偶联剂 锆类偶联剂是美国Cavedon化学公司于80年代开发的一类新型偶联剂，其商品名称为“CavcoMod”，它是以水合氯化氧锆（ZrOCl2·8H2O）、氯醇铝（Al2OH5Cl）、丙烯醇、羧酸等为原料合成的。锆铝酸盐偶联剂分子中含有两个无机部分和一个有机功能配位体。由于分子中无机特性部分的比重大，因此具有更多的无机反应点，使偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性。根据分子中的金属含量（即无机特性部分的比重）和有机配位基的性质，将已商品化的锆铝酸盐偶联剂分为7类（见表3-6-23），分别适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物，对于矿物填料，可用于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、三水合氧化铝、氧化钛等的偶联改性。锆铝偶联剂性能较好，价格较便宜，在很多情况下可代替硅烷偶联剂。
表3-6-23 锆类偶联剂（Cavco Mod）的品种
2）高级脂肪酸及其盐类改性剂
（1）高级脂肪酸及其盐类 高级脂肪酸属于阴离子表面活性剂，其分子通式为RCOOH。分子的一端为长链烷基（C16～C18），这种结构与聚合物分子结构相近似，尤其是与聚烯烃分子结构相近，因而与聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端为羧基或其金属盐，可与矿物填料表面发生一定的化学反应和物理吸附。因此，用高级脂肪酸及其金属盐处理矿物填料时，具有类似于偶联剂的作用。
常用的高级脂肪酸及其金属盐类的表面改性剂有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌等。高级脂肪酸的胺类、酯类与其金属盐类近似，亦可作表面改性剂。
（2）不饱和有机酸类 不饱和有机酸分子具有一个或多个不饱和双键及一个或多个羟基，碳原子数一般在10个以上。常见的不饱和有机酸有丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。带有不饱和双键的有机酸，对含碱金属离子的矿物填料进行表面改性，具有良好的处理效果。由于分子中存在不饱和双键，在和基体树脂复合时，在残余引发剂或热能、机械能作用下，双键打开，与基体树脂发生“接枝”、交联等一系列化学反应，使矿物填料与树脂较好地结合在一起，提高了产品的物理机械性能。
3）有机低聚物
（1）聚烯烃低聚物 聚烯烃低聚物主要品种有无规聚丙烯和聚乙烯蜡。聚烯烃低聚物有较高的粘附性能，可以和无机填料较好地浸润、粘附、包裹。同时因为基本结构和聚烯烃相似，能与聚烯烃很好地相容结合。因此，聚烯烃低聚物广泛应用于聚烯烃类复合材料中无机填料的表面处理。
（2）聚乙二醇 用聚乙二醇包覆处理硅灰石可显著改善聚丙烯（PP）缺口的冲击强度和低温性能。
2.表面改性剂的选择及用量
目前市场上已有几百种表面改性剂供选择，其选择过程是一个复杂的过程。对于同一种无机矿物填料，影响其填充效果的主要因素有颗粒的形状、粒径大小和粒度分布、填料表面性质等。填料的粒径越小，其补强效果越好。如用325目和2500目碳酸钙作半硬质PVC填料，后者比前者强度提高30%。纤维状、片状填料有助于提高制品的机械强度。在填料粒径、形状确定的情况下，考查填料表面改性效果的主要判据是填料与有机聚合物基体结合的牢固程度、填加量的多少，产品的各种物理－化学性能是否提高了等。这些与表面改性剂的选择和表面改性工艺过程有关。表3-6-24列出了各种表面改性剂的适用范围。
表3-6-24 表面改性剂的适用范围
表面改性剂的用量一般为无机填料量的0.5%～3%。对于某些偶联剂类，可通过计算得到理论加入量。以硅烷偶联剂为例，计算公式为：
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式中：W为硅烷偶联剂用量（g）；W1为欲改性的矿物填料重量（g）；S1为矿物填料的比表面积（m2/g），可实测获得；S2为偶联剂的最小包裹面积（m2/g），由生产厂家提供。
表3-6-25给出了KH系列硅烷偶联剂的最小包覆面积。
表3-6-25 KH系列硅烷偶联剂最小包覆面积
在生产和试验中主要采用“活化指数”来表征表面处理的效果。无机矿物填料或颜料粉体相对密度较大，而且表面呈极性状态，在水中自然沉降。经表面改性处理后的无机填料粉体表面由极性变为非极性，对水呈现出较强的非浸润性，不沉降。根据上述现象，提出“活性指数”，用H表示，其含义为：
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由上式可见：未经表面活化处理的无机粉体，H=0，活化处理最彻底时，H=1.0,H变化范围为0～1.0。将改性样品放入清水中搅拌10min，然后观察是否有沉淀和沉淀多少，如果在2天内无沉淀或沉淀很少，说明改性成功。改性剂的用量可根据“活化指数”来确定。最佳用量应是表面改性剂在颗粒表面上覆盖单分子层的用量。大于此量，则将形成多层物理吸附的界面薄弱层，从而导致填充物的强度下降；低于最佳用量，则填料颗粒表面改性处理不完全。
液态表面改性剂使用前应稀释，固态表面改性剂应配制成溶液。由于硅烷偶联剂与水的作用是偶联作用的基础，大部分硅烷经水解后成为水溶液。因此，常用水作稀释剂配成溶液使用。一般采用酸性溶液水解硅烷，常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。对于水解产物易缩合的硅烷，其水溶液应在使用前临时配制。
钛酸酯偶联剂用惰性溶剂，如白油、石油醚、变压器油等稀释，配成一定浓度的溶液。
锆类偶联剂的溶剂见表3-6-23。
用丙酮溶解硬脂酸制成溶液。
3.矿物填料表面改性工艺及设备
对矿物填料表面进行改性的方式有两种。一种是矿物填料预先涂敷处理改性工艺，在填料与树脂基料混合之前，先对矿物填料表面改性。另一种是所谓的整体处理工艺，将矿物填料和改性剂一起加入到树脂基料中进行混合处理。
预先涂敷处理改性工艺所用的主要设备是高速混合（捏合）机（图3-6-9）。
图3-6-9 高速混合（捏合）机结构
1—回转盖；2—混合锅；3—折流板；4—搅拌叶轮；5—排料装置；6—驱动电机；7—机座
高速混合机工作时，高速旋转的叶轮使物料连续地螺旋状上、下运动，物料运动速度很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦，使团块破碎，物料温度相应升高，使物料均匀分散和对改性剂均匀吸附。工作原理见图3-6-10。
高速混合机的改性效果主要与叶轮的形状和回转速度、物料的温度、物料在混合室内的充满程度（即填充率）、混合时间、改性剂的加入方式和用量等因素有关。
填充率一般为0.5～0.7，对于高位式叶轮，填充率可达0.90
温度是影响最终改性效果的重要因素之一，对于不同的矿物填料和所用的表面改性剂，加热温度高低也不同。
图3-6-10 高速混合（捏合）机的工作原理
1—回转盖；2—外套；3—折流板；4—叶轮；5—驱动轴；6—排料口；7—排料气缸；8—夹套
部分国产高速混合机主要技术参数见表3-6-26。
表3-6-26 部分国产高速加热混合（捏合）机主要技术参数及生产厂家
4.硅灰石填料
重碳酸钙、重晶石、滑石、硅灰石等被称为白色非金属矿物颜料、填料。其中，由于硅灰石具高长径比和色泽白的特点，使其成为白色非金属矿物填料的佼佼者。用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂表面改性的硅灰石粉料作填料，可明显改善产品的性能。如作聚碳酸脂填料，其弹性模量是未填充时的3倍，强度大约增加15%，填充到聚乙烯、聚丙烯中，产品的拉伸强度、弯曲强度等机械力学性能明显提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龙1010的性能。
表3-6-27 硅灰石充填PVC硬板性能
表3-6-28 不同矿物填充尼龙1010性能对比
西北油漆厂用硅灰石粉代替部分钛白粉或滑石粉，成功地应用到涂料中。
主要参考文献
[1] 《非金属矿工业手册》编辑委员会，非金属矿工业手册（上、下册），冶金工业出版社，1992。
[2] 郑水林，粉体表面改性.中国建材工业出版社，1995。
[3] 李英堂等，应用矿物学，科学出版社，1995。
[4] 孙宝岐等，非金属矿深加工，冶金工业出版社，1995。
[5] 《矿产资源综合利用手册》编辑委员会，矿产资源综合利用手册，科学出版社，2000。
[6] 刘伯元，硅灰石深加工及其产品在塑料中的应用，非金属矿，1997.3期，P21～24。
[7] 李晓琴等，硅灰石质瓷质坯体焙烧过程物相变化研究，非金属矿，1999.1期，P12～13。
优良的柔软、平滑、均匀的手感。
增强织物的撕裂强度和抗皱性能。
改善织物的弹性。
耐水洗和耐乾洗。
容易乳化，可制成稳定的微乳液。
复配性极佳，与绝大多数有机柔软剂和其他纺织助剂相容。 在一般情况下按常规要求，不同织物对氨基硅油的选择是：
①纯棉类及混纺针织物、机织物，以柔软手感为主，主要可以选择0.6氨值的氨基硅油；
②纯涤纶织物，以平滑手感为主，可选择0.3氨值的氨基硅油；
③真丝针织物、机织物，以平滑手感为主，对光泽要求教高，主要选择0.3氨值的氨基硅油，复配平滑剂增加光泽；
④羊毛及其混纺物，要求柔软、平滑、弹性综合手感，色光变化小。可选择0.6氨值和0.3氨值的氨基硅油复配产品，有的品种可复配平滑剂增加弹性和光泽；
⑤羊绒衫、羊绒织物，综合手感比羊毛织物高，可选择高浓度复配产品；
⑥锦纶袜类，以平滑手感为主，选择高弹性氨基硅油；
⑦腈纶拉舍尔毛毯、腈纶及混纺毛线，以柔软为主，对弹性要求高，可选择0.6氨值的氨基硅油，兼顾弹性要求；
⑧麻类织物（亚麻、苎麻）以平滑为主，主要选择0.3氨值的氨基硅油；
⑨人造丝、人造棉类以柔软手感为主，可选择0.6氨值的氨基硅油；
⑩涤纶减碱量织物，主要为提高织物亲水性，可选择聚醚改性硅油（CGF），是由甲基含氢硅油与末端带有不饱和键的聚乙二醇、聚丙二醇等聚醚进行硅氢加成反应制成的。但柔软性较差，新的聚醚改性硅油在硅氧链上引入反应性的环氧基团等，改善了织物的手感及耐久性。
氨基硅油柔软剂是能增加纤维材料柔软性的物质。性能优良的柔软剂还可使纤维获得特殊的手感，赋予产品不同的整理风格，提高质量档次与附加值，增加服装穿着舒适性。 工业上使用的柔软剂按其主要有效成分可分为油脂型、表面活性剂型、反应型与聚合物型四大类。早期使用的柔软剂主要为前3类，进入70年代后聚合物柔软剂的发展与使用很快引起了人们的重视，并成为柔软整理的主流。在聚合物型柔软剂系列中，有机硅柔软剂(主要成分为聚有机硅氧烷)的性能最好、产量最大。据统计全球目前用于纺织后整理助剂的硅氧烷约15万吨，其中柔软剂占70%～80%。 羟基封端或主链中含硅羟基的聚二甲基硅氧烷乳液称为羟基硅乳。 由于其主链末端或中间的硅羟基有反应性，受热时能进行交联，也能与纤维素上的醇羟基脱水形成醚[5]，因此具有良好的成膜性和结合牢度。 制备方法有多种，但乳液聚合法是最主要的方法。1959年Dow Corning公司的Hyde等[6]首次申请了乳液聚合法制羟基硅乳的专利，但用其作柔软剂的应用报告则是Brooks[7]在1972年发表的。乳液聚合法制羟基硅乳[6,8,9]，所用的原料为D4(八甲基环四硅氧烷)、乳化剂和催化剂。制备时先将乳化剂溶于水中，再滴加入D4分散，然后用酸或碱引发聚合。反应温度70°C~90°C，反应时间8~10h。反应完成后中和以使酸、碱催化剂失去作用。 根据所用乳化剂的不同，羟基硅乳可分为阴离子、阳离子、复合离子及非离子四种类型。
2.2.1 阴离子型羟基硅乳
以D4作原料、十二烷基苯磺酸作催化剂、阴离子表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠作乳化剂、水为分散介质，80°C~90°C反应8h制得的硅乳[6]，即阴离子羟基硅乳。 阴离子羟基硅乳，相对分子质量大，稳定性较好，与阴离子树脂、助剂可混配使用，能使树脂用量减少20%~50%。稀释后用于织物的柔软整理，能在织物表面形成适度交联的有机硅薄膜，不仅可改善织物的手感，而且可使织物的抗撕裂强度提高，干态急、缓弹性分别由237.6°和270°提高到253.3°和287.3°，耐洗性达到15次。此外，阴离子羟基硅乳的整理浴液中配入少量的三甲氧基甲基硅烷效果会更好。2.2.2 阳离子羟基硅乳与复合离子型羟基硅乳 以D4作原料， 阳离子表面活性剂如十二烷基二甲基苄基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵作乳化剂，碱金属氢氧化物如KOH、NaOH作催化剂，经乳液聚合制得的羟基硅乳即阳离子羟基硅乳[8]。 阳离子羟基硅乳相对分子质量较小，稳定性较差，与阴离子树脂或助剂不能配伍使用，甚至工作浴液中少量的阴离子树脂也会导致它发生破乳漂油，所以应用上受到限制。但阳离子羟基硅乳整理织物的手感较阴离子羟基硅乳好，而且整理的织物滑爽、挺括、有较高的抗水性。 在乳液聚合配方中加入非离子表面活性剂，可改善阳离子羟基硅乳的稳定性和耐硬水性，使制得的硅乳能与2D树脂、氯化镁、荧光增白剂VBL等同浴使用。这种以非离子、阳离子表面活性剂作复合乳化剂制得的硅乳称为复合离子型硅乳，如D4 50g，新洁而灭 3g，OP-10 2g，KOH(浓度10%)4.8g和H2O 100g 在80°C~90°C聚合数小时制得的硅乳即属此类[9]。2.2.3 非离子羟基硅乳 以非离子表面活性剂OP、TX、AEO、Span、Tween等作乳化剂，经乳液聚合制得的羟基硅乳即非离子羟基硅乳[9]。 与阴、阳离子羟基硅乳相比，该硅乳不带电荷，因而使用过程稳定性更好、适应面广，所以许多公司都在大力开发研究。例如瑞士汽巴嘉基公司研制生产的Ultratex FSA就是一种相对分子质量在20万以上的非离子羟基硅乳[9]。据介绍，该硅乳的pH值为5，贮存稳定性在-10°C~25°C为一年，耐硬水、电解质和稀酸，与一般的纺织助剂有较好的相容性，用于织物整理，既能提高抗皱性、柔软平滑性，又不降低纤维强度和染色牢度，而且织物有洗可穿性。所以，在性能和应用方面比美国Dow Corning公司的阴离子羟基硅乳DC—1111又进了一步[9]。 功能性有机硅柔软剂是近几年出现且发展速度最快的一类柔软剂，主要成分为各种有机基团改性的硅油，如聚醚基、环氧基、醇羟基、巯基、羧基、磷酸酯基、氨基或氟烃基改性的硅油。由于这些基团能赋予硅油新的性能，从而构成了具有特殊功能的第三代有机硅柔软剂。
1、金属离子置换修饰：定义：通过改变酶分子中所含的金属离子，使酶的特性和功能发生改变的方法。常用于酶分子修饰的是二价金属离子，如：Ca2+，Mg2+，Mn2+，Zn2+，Co2+，Cu2+，Fe2+等。
2、大分子结合修饰：定义：利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生精细改变，从而改变酶的特性与功能的方法。常用修饰剂：右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚氨基酸等。使用前一般需经过活化，然后在一定条件下与酶分子共价结合。
3、酶侧链水解修饰(肽链有限水解修饰)：定义：有些酶的肽链经有限水解，使酶的空间结构发生某些精细改变，从而改变酶的特性和功能的方法。酶蛋白主链修饰主要是靠酶切/酶原激活法。方法有：（1)加常用修饰剂：专一性较强的蛋白酶或肽酶；（2）其他：如EDTA+纯水或稀盐酸透析处理枯草杆菌中性蛋白酶，可使其部分水解。
4、酶分子的侧链基团修饰：定义：采用一定的方法（化学法）使酶蛋白的侧链基团发生改变，从而改变酶分子的特性和功能的修饰方法。组成蛋白质的氨基酸残基上的功能团，侧链基团改变引起酶蛋白空间构象的改变，从而改变酶的特性和功能。常见被修饰的基团有：羧基、氨基、巯基、咪唑基、酚羟基、胍基、色氨酸吲哚基
修饰剂的要求
一般情况下，要求修饰剂具有较大分子量、有良好的水溶性和生物相容性，修饰后酶的半衰期长。
酶性质的了解
应熟悉酶的分子结构，活性部位，侧链集团。反应活性温度、PH等。
反应条件的选择
反应要在酶稳定的环境下进行，避免破坏酶的活性集团。控制酶分子与修饰剂的分子比例，反应温度，时长。确保酶的高结合率和高回收率。
1号：该防冻液用乙二醇和去离子水作为主要成分，经过物理及化学加工，控制组合物冰点，同时加入磷酸氢二钠和苯甲酸钠作为防腐剂，目的是提供长效防腐，价格低廉，无污染，同时加入苯丙三氮唑，阻垢防腐剂三乙醇胺，具有很好的防腐防锈作用，同时不易产生沉淀及结垢。其中磷酸氢二钠作为pH值缓冲剂，同时又具有防腐、不易结垢的作用。本发明与现有技术相比，更能有效地解决它对铜、钢、铁、铝、锡的腐蚀问题和贮存中的沉淀问题，同时显著地解决了组合物的pH值的稳定性问题。同时还具有以下优良性能及特点，良好的散热能力，冰点低，为-35℃，适用于我国绝大部分地区使用，沸点高，可在炎热的夏季及高温季节使用，环保，无毒害，使用寿命长；泡沫体积小，消泡时间短，传热效率高。配方组成成分：乙二醇、去离子水、苯甲酸钠、磷酸氢二钠、苯并三氮唑、三乙醇胺、磷酸、消泡剂。所得产品达到如下技术指标：储备碱度：16.92ml；泡沫体积：≤20ml；泡沫消失时间：≤1.4s；人工腐蚀试验：1000h小时无变化。
2号：该防冻液具有优良的防冻、防沸、防腐蚀、抗锈蚀。抗结垢、且能除去水箱污蚀，不易挥发，长期贮存稳定。本实用新型防冻液的制备方法简单，化学物品全部来自国内，且为常用试剂。设备投资低，不失一种较理想的制备多功能防冻液的方式方法。此防冻液可适用于进口，国产各种汽车发动机的冷却系统。适应于-30℃的温带气候防冻液的配方组成成分：乙二醇、水、三乙醇胺、羟基乙叉磷酸（HEDP）、水解马来酸酐、EDTA或其钠盐、亚甲基蓝染料；适应于-50℃的寒带气候防冻液的配方组成成分：丙二醇、水、三乙醇胺、氨基多酰基甲叉磷酸、水解马来酸酐、EDTA或其钠盐、亚甲基蓝染料。
3号：该防冻液具有抑沸、高效阻垢、高效防腐、低温防冻和不燃不爆安全可靠的性能完全可以满足新时期汽车保养新理念的的各项要求。可以在最低温度-35℃的地区使用的最佳配方组分包括：乙二醇、二甲基亚砜、硼砂、钼酸钠、硝酸钠、磷酸钠、硅酸钠、苯并三唑、苯甲酸钠、2-巯基苯并噻唑钠、甲苯基三唑钠、聚乙二醇（600）、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠亚甲基蓝、去离子水；可以在最低温度-50℃的地区使用的最佳配方组分包括：乙二醇、二甲基亚砜、硼砂、钼酸钠、硝酸钠、磷酸钠、硅酸钠、苯并三唑、苯甲酸钠、2-巯基苯并噻唑钠、甲苯基三唑钠、聚乙二醇（600）、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠、亚甲基蓝、去离子水。
4号：该防冻液用乙二醇和蒸馏水作为降凝剂，加入一定数量有效组分pH值缓冲剂硼砂、稳定剂甘露醇、染色剂荧光黄、防锈剂苯并三唑、对硝基苯甲酸、磷酸钠、硅酸钠、2-巯基苯并噻唑钠与和防腐剂苯甲酸钠组成的。配方组分包括：乙二醇、蒸馏水、硼砂、硅酸钠20％水溶液、苯并三唑、苯甲酸钠、对硝基苯甲酸、磷酸钠、2-巯基苯并噻唑钠、甘露醇、荧光黄。
5号：该防冻液，组成简单；生产方便。产品造价低廉，可以配制成-10℃到-5O℃范围内防冻的各种防冻液，能在冷却系统的金属表面形成一层保护钝化薄膜，能有效地抑制金属的腐蚀，此外还具有较高的沸点，能有效地防沸，减少水份的蒸发。配方组分包括：甘醇、重铬酸钾、亚硝酸钠、四硼酸钠、六偏磷酸钠、水。
6号：该防冻液以乙二醇为主要原料，工艺简单、原材料丰富，因而有利于实现高产低成本的宗旨，而且此方法制成的防冻液具有很低的凝固温度。防冻液的凝固点温度为-27℃的配方组分：乙二醇、巯基苯并噻唑、蒸馏水、磷酸三乙醇胺、硼砂、氢氧化钠、苯甲酸钠；防冻液的凝固点温度为-37℃的配方组分：乙二醇、巯基苯并噻唑、蒸馏水、磷酸三乙醇胺、硼砂、氢氧化钠、苯甲酸钠；防冻液的凝固点温度为-45℃的配方组分：乙二醇、巯基苯并噻唑、蒸馏水、磷酸三乙醇胺、硼砂、氢氧化钠、苯甲酸钠。
7号：该防冻液用正磷酸盐和磷酸配合起来调节PH值比用氢氧化钾配合酸式磷酸盐调节，pH值优越，因为正确磷酸盐和酸式磷酸盐的防腐作用和程度基本相同，而氢氧化钾是一个单纯的pH值调节剂，磷酸却是个兼有防癌作用的pH值调节剂，从这一点上看，用正磷酸盐和磷酸混合起来调节pH值可进一步降低液体对铁和铝的腐蚀同时正磷酸盐和磷酸都比较便宜有利于降低成本。另外，该防冻液的着色剂，能够指示冷却液酸碱度的变化，着色剂的这一功能对使用者来说是非常重要的，有了这一功能，使用者可以对防冻液的防癌性能进行直观监督与检查。配方组分包括：乙二醇、磷酸钠、硝酸钠、硅酸钠、苯并三氮唑、硼砂、磷酸、中性红和亚甲基蓝。
8号：该防冻液，不含对人体及发动机有害的亚硝酸盐，硼砂和胺类添加剂，对发动机冷却系统各种非金属材料如橡胶管，密封材料和树脂无不良影响，制备该防冻液工艺简单，使用方便。防冻液的凝固点温度为-25℃的配方组分：软水、乙二醇、硅酸钠、磷酸二氢钾、巯基苯并三氯唑、EDTA、PE-8100、色素；防冻液的凝固点温度为-35℃的配方组分：软水、乙二醇、硅酸钠、磷酸二氢钾、巯基苯并三氯唑、EDTA、PE-8100、色素。
9号：该防冻液具有防冻、防沸、防腐、防锈、防结垢、除垢和宜于贮存稳定的性能，其属于以乙二醇水溶液为主，并和多种化学物质组成的混合液。适用范围为-30℃的温带气候的配方组分包括：甘醇、蒸馏水、三乙醇胺、多聚磷酸钠、水解马来酸酐、EDTA或其二钠盐、亚甲基蓝；适用范围为-50℃的寒带气候的配方组分包括：甘醇、蒸馏水、三乙醇胺、多聚磷酸钠、水解马来酸酐、EDTA或其二钠盐、亚甲基蓝。
10号：该防冻液能防腐蚀、防污垢、防沸、防冻的发动机用的多效能防冻液，扩大防冻液可使用范围，提高水循环系统使用年限，提高水循环系统的热效率。配方组分包括：乙二醇、去离子水、甲基苯并三氮唑、TEE912、三乙醇胺、磷酸、亚硝酸钠。
11号：该防冻液是一种阻垢阻然无腐蚀防沸防冻液，其不仅具有通常的冰点低、防腐、阻垢功能，还具有高沸点、阻然功能，由于增加了阻燃功能，使容易着火的防冻液在使用中比较安全；由于沸点高，可达110℃到150℃，不仅可以冬季防冻，也可以夏季使用防止沸腾；由于改进配方，使防冻液冰点更低，-60℃到-70℃。配方组分包括：去离子水、乙二醇、壬二酸二辛酯、二乙二醇单甲醚、三聚磷酸钠、多聚磷酸钾、丙烯酸盐、磷酸二氢铵、次磷酸钾、亚磷酸钠。
12号：该防冻剂中添加有机磷酸或有机磺酸可有效地阻止由于钙和镁盐的结垢。提高防冻液的抗碱程度。同时提高防冻液的贮存稳定性。确保可直接采用高硬度的自来水作为防冻液的稀释水。该防冻剂中使用金属离子螫合物EDTA或其二钠盐，能有效地除垢，防垢和消除锈蚀，确保防冻液不被污浊。
1，聚乙二醇是经环氧乙烷聚合而成的，由重复的氧乙烯基组成。不仅具有良好的水溶性，也能溶于二氯甲烷、N`N`-二甲基甲酰胺、苯、乙腈和乙醇等有机溶剂，具有线性（相对分子量5000~30000）或支化（相对分子量力40000~60000）的链状结构，线性PEG分子式为H-（O-CH2-CH2）n-OH。普通的聚乙二醇两端各有一个羟基，若一端以甲基封闭则得到甲氧基聚乙二醇（mPEG），线性mPEG的分子式为CH3-（O-CH2-CH2）n-OH，在多肽和蛋白质的聚乙二醇化修饰研究中应用最多的是mPEG的衍生物。
2，聚乙二醇酯的可塑性和它可提高片剂释放药物的能力，高分子量的聚乙二醇酯（聚乙二醇酯4000和聚乙二醇酯6000）作为制造片剂的粘合剂是很有用途的。聚乙二醇酯可使片剂的表面有光泽而且平滑，同时不易损坏。此外，少量的高分子量的聚乙二醇酯（聚乙二醇酯4000和聚乙二醇酯6000），可以防止糖衣片剂之间粘接合与药瓶之间粘接。
参考资料： http://zhidao.baidu.com/question/16728026.html?si=1&pt=sobar_ik
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英文名称：Cholesterol-PEG-Thiol
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凯新生物 Cholesterol-PEG-Thiol 结构式
Cholesterol-PEG-SH是巯基化PEG中的一种，他可以用来制备金纳米颗粒，金膜表面改性。此外，巯基可以和其他许多基团发生化学反应，比如：马来酰亚胺，碘乙酰胺。巯基PEG通过上述基团反应可以连接到靶向底物上面胆固醇可调节磷脂双分子层膜的流动性，使膜通透性降低，减少药物渗漏。同时可使脂膜维持一定柔韧性，增强脂质体囊泡抗击外部条件变化的能力。并对磷脂的氧化有一定保护作用。通过PEG连接的胆固醇具有更好的水溶性。PEG化的胆固醇衍生物可以用于细胞膜成像，脂质体以及药物传输。
胆固醇对光和温度敏感。为了达到使用效果，材料应始终保持在干燥的低温条件下。避免频繁解冻和冷冻。
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侵入途径：吸入、经皮吸收。健康危害:主要损害呼吸道，导致化学性支气管炎、肺炎、肺水肿。
急性中毒：轻度中毒，患者有流泪、畏光、咽部不适、咳嗽、胸闷等中度中毒，除上述症状加重外，患者出现轻度呼吸困难、轻度紫绀重度中毒出现肺水肿或成人呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量泡沫痰、呼吸窘迫、明显紫绀。肺水肿发生前有一段时间的症状缓解期(一般1-24小时)。可并发纵隔及皮下气肿。 急性毒性：LC501400mg/m3，1/2小时(大鼠吸入)人吸入3200mg/m3，致死人吸入25ppm×30分钟，最小致死浓度。
亚急性和慢性毒性：动物吸入0.0008mg/L，5小时 (5天)，40%出现肺气肿。
污染来源：光气用作聚氨酯制品处理剂、增塑剂、聚碳酸酯原料，纤维处理剂、除草剂、炸药稳定剂、染料、染料中间体和药品原料，在生产中的跑、冒、滴、漏或意外泄漏。
危险特性：不燃。化学反应活性较高，遇水后有强烈腐蚀性。
燃烧(分解)产物：氯化氢。
3.现场应急监测方法：
快速化学分析方法：对硝基苄基吡啶检测管、二甲基苯胺指示纸法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编
气体速测管（北京劳保所产品、德国德尔格公司产品）
4.实验室监测方法：
紫外分光光度法(HJ/T31-1999，固定污染源排气)
碘量法《空气和废气监测分析方法》，国家环保局编
用硝酸酸化的硝酸银来检测。
5.环境标准：
a.中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ2.1-2007 工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素
车间空气中有害物质的最高容许浓度MAC 0.5mg/m3
b.中国(GB16297-1996)大气污染物综合排放标准
①最高允许排放浓度(mg/m3)：
5.0(表1)3.0(表2)
②最高允许排放速率(kg/h)：
二级0.12～1.2(表1)0.10～1.0(表2)
三级0.18～1.8(表1)0.15～1.5(表2)
③无组织排放监控浓度限(mg/m3)：
0.080(表2)0.10(表1) 光气吸入中毒后的主要病变是中毒性肺水肿。肺水肿是肺毛细血管渗透性增强的结果。对于肺水肿产生的原因，学说颇多，诸如酰化作用、直接作用、盐酸作用、神经反射作用、肺血流动力学改变等等，各有实验依据。但任何一种假说都不能完满地解释肺水肿发生与发展过程
一般认为肺毛细血管壁通透性增强与光气的酰化作用（acylation）有密切关系。光气为酰卤类化合物，活性基团是羰基（O=C），化学性质非常活泼，它与肺组织蛋白中的氨基、巯基、羟基等重要功能基团发生酰化反应，引起肺酶系统的广泛抑制，从而影响细胞正常代谢及其功能，使肺气－血屏障受损，导致肺毛细血管通透性增高，引起肺水肿。此外，光气中毒时，肺泡表面活性物质受损也是重要因素之一。正常时，在肺泡表面覆盖一层由肺泡Ⅱ型上皮细胞分泌出来的表面活性物质，该物质有降低肺泡内液体表面张力的作用，使肺泡在呼气时不致萎陷，并保持肺泡内的干燥。二棕榈酰磷脂酰胆碱（dipalmitoyl phosphatidyl choline，DPPC）是肺表面活性物质的主要成分之一。在其生物合成中需要脂酰辅酶A酯酰转移酶的参与。光气中毒后，该酶活性下降，因而DPPC在肺泡壁的含量减少，使肺泡表面活性物质功能下降，从而肺泡内液体表面张力增大而致肺泡萎陷，肺泡压明显降低，与其相抗衡的肺毛细血管流体静力压就增高，液体由血管内大量外渗，导致肺水肿的产生。 光气、双光气中毒的病理生理改变主要由肺水肿所引起。
吸入中毒时，先出现短暂的呼吸变慢，继之呼吸浅而快。在出现早期肺水肿后，由于肺泡呼吸表面积减少，肺泡壁增厚，影响了肺泡内气体交换。加上水肿液充塞呼吸道，支气管痉挛及其粘膜肿胀所引起的支气管狭窄，造成肺通气障碍，结果出现呼吸性血缺氧，导致血氧含量降低，CO2含量增多，皮肤粘膜呈青紫色。此时呼吸循环功能有代偿性变化，如呼吸加快、肋间肌活动增强、心跳快而有力、血压微升等。
肺水肿晚期，由于①肺泡内含有大量液体，肺内压力增加，使右心负荷增加；②血浆大量渗入肺内使血循环内血容量减少、血液浓缩、粘稠度增加。外周阻力增加，使左心负荷加重；③长时期严重的血缺氧使肌营养不良，因此可出现心收缩力减弱、心律失常、循环减慢、血压逐渐降低等心功能衰竭表现。后者又可加重组织缺氧，体内氧化不全产物增加，发生酸中毒和电解质紊乱。血内CO2含量逐渐降低，内脏毛细血管扩张，外周毛细血管收缩，皮肤粘膜转为苍白，血压急剧下降，出现急性循环衰竭，进入休克状态。此期因肺水肿合并循环衰竭，机体失去代偿能力。
随着肺水肿的发展，血浆从肺毛细血管大量外渗，造成血浆容量降低，血液浓缩，出现血浆蛋白减少，红、白细胞数及血红蛋白增加，血球比积增高。这些变化与肺水肿程度相一致。由于血液粘稠、血流缓慢，加上组织的破坏，使血液凝固性增加。由此，可形成血栓和栓塞。
中枢神经系统对缺氧很敏感。缺氧初期大脑皮质兴奋，出现烦躁不安、头痛、头晕等；缺氧严重时，逐渐转入抑制，表情淡漠，乏力等。缺氧进一步发展，大脑皮层抑制加深，并向皮层下扩散，呼吸、循环中枢可由兴奋转为抑制，呼吸、心跳减弱，以至出现中枢麻痹，导致呼吸、心跳停止而死亡。
病理解剖可见皮肤苍白、胸廓扩大、肋间隙消失、口鼻有粉红色泡沫状分泌物排出，挤压胸腔时流出更多。肺部因肺水肿、肺气肿、肺充血、肺不张及轻度出血等各种病变弥漫相间而呈现“大理石样”。 光气（双光气）中毒，根据中毒程度，临床上可分轻度、中度、重度及闪电型四型。轻度中毒、症状很轻，分期不明显，仅表现为消化不良和支气管炎症状，一周内即可恢复。闪电型中毒极为少见，多发生在吸入毒剂浓度极高时，在中毒后几分钟内，可因反射性呼吸、心跳停止而死亡。
光气可以用于制备活化聚乙二醇，用于修饰蛋白药物，增加蛋白药物的稳定性 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即进行隔离，小泄漏时隔离150米，大泄漏时隔离450米，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷氨水或其它稀碱液中和。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
光气很容易水解，即使在冷水中，光气的水解速度也很快。水源、含水食物以及易吸水的物质均不会染毒。光气与氨很快反应，主要生成尿素和氯化铵等无毒物质，因此，浓氨水可对光气消毒。光气与有机胺作用，生成二苯脲白色沉淀和苯胺盐酸盐。可用此反应来检验光气。光气在碱溶液中很快被分解，生成无毒物质。各种碱、碱性物质均可对光气进行消毒。 呼吸系统防护：正常作业时，应该佩戴过滤式防毒面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护：穿胶布防毒衣。
手防护：戴橡胶手套。
其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。实行就业前和定期的体检。 皮肤接触：脱去被污染的衣着，用流动清水冲洗。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法：本品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上风处灭火。切断气源。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。万一有光气漏逸，微量时可用水蒸气冲散，较大时，可用液氨喷雾冲洗。灭火剂:雾状水、干粉、二氧化碳。
