摘要： 螯合劑在印染行業(yè)又稱絡(luò)合劑、螯合分散劑、金屬封鎖劑、水質(zhì)軟化劑等。目前市場上的螯合劑品種繁多,不同的廠家,不同的品種,結(jié)構(gòu)不盡相同,對(duì)鈣、鎂、鐵等金屬離子的螯合力、分散性、防沾性等性能指標(biāo)差異極大,還沒有一種產(chǎn)品能夠做到盡善盡美。工廠在選擇螯合分散劑時(shí),并不是螯合力越強(qiáng)越好,如在使用金屬絡(luò)合染料時(shí),即要防止金屬離子被染料絡(luò)合影響色光,又不剝奪染料中的金屬離子,因此選擇穩(wěn)定常數(shù)適中的螯合劑十分重要。實(shí)際生產(chǎn)中需要根據(jù)設(shè)備、織物、工藝、水質(zhì)等要求來綜合考慮,所以了解各類螯合劑的性能尤為重要。
1·印染加工的螯合劑種類及性能
印染工業(yè)使用的螯合劑主要有:無機(jī)聚磷酸鹽、氨基羧酸型螯合劑、羥基羧酸型螯合劑、有機(jī)磷酸鹽、聚羧酸型螯合劑。
1·1 無機(jī)聚磷酸鹽
無機(jī)磷酸鹽類以三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉為主。其絡(luò)合能力中等,具有良好的分散和膠溶能力,價(jià)格便宜,但在較高溫度下容易水解而失效,本身有與鈣、鎂等金屬離子結(jié)合成水垢的趨勢(shì),更為嚴(yán)重的是會(huì)造成水體富營養(yǎng)化。所以長期以來一直在研究新的螯合劑用于代替聚磷酸鹽。
1·2 氨基羧酸型螯合劑
氨基羧酸中最常用的是乙二胺四乙酸(EDTA)、次氨基三乙酸(NTA)、二乙烯三胺五羧酸鹽(DTPA)、N-羧乙基乙二胺三醋酸(HEDTA)。這些氨基羧酸鹽非常穩(wěn)定,不會(huì)水解,其鈉鹽的溶解度非常高,并且都有很強(qiáng)的絡(luò)合能力,絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)大,耐堿性好,但分散力弱且不易被生物降解。EDTA在水環(huán)境中屬于特別難以降解的化合物,它能將重金屬離子從固體物質(zhì)中轉(zhuǎn)移至水溶液中,這樣延伸了這些有毒金屬的危害范圍和周期。NTA螯合能力極強(qiáng),價(jià)格也便宜,但由于其存在毒性、安全性等方面的爭議,很多國家已經(jīng)禁止使用。
亞氨基二琥珀酸(IDS)是一種新型的氨基多羧酸螯合劑,有很強(qiáng)的螯合過渡金屬離子的能力和良好的降解性。IDS可以用于石油化工、紡織工業(yè)、化妝品、醫(yī)藥、土壤中重金屬污染物的萃取、紙漿的漂白、水泥和石膏阻滯劑,以及洗滌劑等[1]。
氨在水溶液中合成IDS,研究其螯合性能,并與經(jīng)典的螯合劑EDTA做了比較。結(jié)果表明,最佳合成條件為:原料摩爾比n(MA)∶n(NaOH)∶n(NH3)∶n(H2O) =2∶3∶2∶16,反應(yīng)溫度160℃,反應(yīng)時(shí)間10·0 h。在該反應(yīng)條件下,亞氨基二琥珀酸的收率大于80·0%。IDS對(duì)大多數(shù)金屬的螯合能力接近EDTA的水平,有的甚至超過EDTA。鑒于其良好的生物可降解性,可以預(yù)測在不久的將來,它會(huì)廣泛替代現(xiàn)有的螯合劑并應(yīng)用到各行各業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)。
1·3 羥基羧酸型螯合劑
羥基羧酸,如酒石酸、草酸、葡萄糖酸、檸檬酸鈉等,螯合能力較強(qiáng),分散力較差,容易被生物降解。羥基羧酸與堿土金屬離子形成的螯合物穩(wěn)定性不高,只有在高pH值和過量螯合劑的存在下才能有效地掩蔽堿土金屬離子。酒石酸的螯合能力較弱,草酸、葡萄糖酸則屬于強(qiáng)螯合劑,并且葡萄糖酸是良好的全能螯合劑。檸檬酸鈉對(duì)鈣鎂和重金屬離子的螯合能力很強(qiáng),而且對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境比較安全。
1·4 有機(jī)磷酸鹽
有機(jī)磷酸鹽型螯合劑包括氨基三亞甲基磷酸(ATMP)、羥基亞乙基二磷酸(HEDP)、乙二胺四亞甲基磷酸(EDTMP)等。這類螯合分散劑的螯合能力比氨基羧酸類、磷酸鹽類都要強(qiáng),螯合穩(wěn)定常數(shù)大,金屬離子被螯合后不容易解離,而且耐化學(xué)穩(wěn)定性好,易被生物降解,但其生物降解產(chǎn)物仍會(huì)造成水體富營養(yǎng)化,最終導(dǎo)致水質(zhì)惡化。
1·5 聚羧酸型螯合劑
丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸等含有羧基的單體共聚后的高聚物,在一定條件下能發(fā)揮與螯合劑一樣的作用,一般將它們稱作螯合分散劑[3]。聚羧酸型螯合劑的最大的特點(diǎn)是具有良好的膠體性能和分散作用,耐堿,但其絡(luò)合能力較弱,因此須將其進(jìn)行共聚或改性以改善性能。
Debasish Kuila[4]等在未使用鏈轉(zhuǎn)移劑的情況下,以過硫酸鹽為引發(fā)劑,通過水溶液聚合制備聚丙烯酸,探討影響螯合力和分散力的因素,確定了產(chǎn)品的最佳合成條件:反應(yīng)溫度95℃,滴加時(shí)間>1.5 h,丙烯酸21%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。反應(yīng)未使用異丙醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑,不僅解決了之前遇到的顏色和氣味方面的問題,還改善了聚合物的分子量范圍。制備的螯合分散劑具有優(yōu)良的性能,鈣離子螯合值達(dá)到680±104 CaCO3mg/g。
蒲宗耀[5]等利用自制α-羥基丙烯酸和α-烯烴磺酸鹽、衣康酸、丙稀酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等在鏈轉(zhuǎn)移劑和催化劑等的作用下合成了一種特殊的聚合物,該聚合物的鈣螯合值為:148.3 CaCO3mg/g ,分散值為103.6 mg/g,鐵螯合值為489.6 mg/g。將該聚合物與其它助劑復(fù)配得到了一種無磷耐堿高效螯合分散穩(wěn)定劑,該螯合分散劑具有螯合能力強(qiáng)(特別是對(duì)Fe3+、Fe2+具有很強(qiáng)的螯合能力)、分散性能優(yōu)異、耐堿、耐高溫、易生物降解,并且降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無污染、對(duì)生態(tài)無影響等特點(diǎn)。
張英[6]等以馬來酸酐和丙烯酸為單體,(NH4)2S2O8為引發(fā)劑,采用水溶液聚合法合成了馬來酸酐-丙烯酸共聚物螯合分散劑。當(dāng)m(AA)∶m(MA)=3∶1 ,引發(fā)劑的用量占單體質(zhì)量的4%時(shí),產(chǎn)品的性能最好,對(duì)CaCO3的螯合力達(dá)到599 mg·g-1。結(jié)果表明:增加馬來酸酐的用量,共聚物的分散性能提高;增加丙烯酸的用量,共聚物的螯合性能提高。
高分子聚合時(shí)最重要的參數(shù)是聚合物的分子量,分子量的大小直接影響聚合物的性能。聚合物分子量過小,聚合物的分散性差;聚合物分子量增大,分散性提高。但分子量過大,容易發(fā)生橋聯(lián)作用而引起絮凝,不利于分散;同時(shí)分子量過大時(shí)由于空間位阻效應(yīng),使得單位重量的聚合物的螯合值降低,因此聚合物的分子量必須適當(dāng)。對(duì)聚合物分子量的控制可通過加入鏈轉(zhuǎn)移劑,控制引發(fā)劑的用量,控制聚合溫度,控制聚合時(shí)間等來達(dá)到[7]。
2 螯合劑在印染各階段的應(yīng)用
[1][2]下一頁>>
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
