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是具有良好的膠體性能和分散作用,耐堿,但其絡合能力較弱,因此須將其進行共聚或改性以改善性能。
Debasish Kuila[4]等在未使用鏈轉移劑的情況下,以過硫酸鹽為引發劑,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,確定了產品的最佳合成條件:反應溫度95℃,滴加時間>1.5 h,丙烯酸21%(質量分數)。反應未使用異丙醇作為鏈轉移劑,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良的性能,鈣離子螯合值達到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配得到了一種無磷耐堿高效螯合分散穩定劑,該螯合分散劑具有螯合能力強(特別是對Fe3+、Fe2+具有很強的螯合能力)、分散性能優異、耐堿、耐高溫、易生物降解,并且降解產物對環境無污染、對生態無影響等特點。
張英[6]等以馬來酸酐和丙烯酸為單體,(NH4)2S2O8為引發劑,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m(AA)∶m(MA)=3∶1 ,引發劑的用量占單體質量的4%時,產品的性能最好,對CaCO3的螯合力達到599 mg·g-1。結果表明: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。
高分子聚合時最重要的參數是聚合物的分子量,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,容易發生橋聯作用而引起絮凝,不利于分散;同時分子量過大時由于空間位阻效應,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。對聚合物分子量的控制可通過加入鏈轉移劑,控制引發劑的用量,控制聚合溫度,控制聚合時間等來達到[7]。
2 螯合劑在印染各階段的應用
2·1 水處理
印染行業除個別工序外均需使用軟水,因此可加入螯合劑螯合水中的金屬離子,以達到軟化水的目的。
2·2 退漿[8]
紡織廠在上漿時為了防腐而加入重金屬化合物,這些化合物的加入不利于酶退漿,加入螯合劑可以螯合這些金屬離子。另外,化學纖維在退漿時,使用螯合劑還可使漿料更易膨化,脫離纖維并分散成膠體狀而去除,同時螯合劑的強分散力,還可防止雜質和漿料再次沉積在纖維上,這樣使底布更潔白,退漿更完全,設備更干凈。
2·3 煮練
在煮練工序中加入螯合劑,可以螯合和分散煮練液中的鈣、鎂離子,有利于果膠的去除,防止不溶性鈣、鎂鹽沉積于織物上,從而提高毛效,消滅鈣斑,大大提高煮練效果,改善染色的勻染性。
2·4 漂白
工廠織物漂白普遍采用氧漂,在雙氧水漂白浴中,設備管道、水溶液帶來的Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Ni2+等金屬離子會加速雙氧水的分解,造成紡織品在漂白過程中局部過度氧化,導致強力下降,甚至產生破洞。在紡織品漂白中加入螯合劑,可有效地封鎖金屬離子,間接控制雙氧水的分解速度,防止紡織品損傷。螯合劑用于漂白后洗滌,可促使漂白過程中降解的雜質從纖維表面去除。在用雙氧水漂白時常用硅酸鈉作氧漂穩定劑,長期使用會產生硅垢,如果加入螯合劑,則可防止硅酸鹽結晶沉積于設備,長期使用還可使設備上產生的硬垢得到清除[9]。
2·5 染色
螯合劑所具有的分散、絡合、靜電斥力作用,能幫助染料溶解,提高其擴散速率,使染料在更短的時間內充分、均勻地擴散,并溶解在染液中,從而上染纖維。在染色過程中,染浴中的Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等金屬離子的存在會使染料變性,影響染色性能,而螯合劑的加入則可阻止其作用,絡合染液中的一些金屬離子和雜質,形成穩定的絡合物,減少染料的締合,避免色斑等疵點的產生,間接地起到勻染的作用。
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