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    络合剂性能选用及各印染工序中的的应用探讨

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    摘要:介绍了各类络合剂的性能、合理选用络合剂的要求,以及在印染工艺的水处理、退浆、煮练、漂白、涤纶碱减量、染色、皂洗、剥色、真丝漂白、羽绒清洗、复配助剂中的应用。
     
      关键词:络合剂;印染;应用
     
      1络合剂
     
      络合剂在印染行业又谓称螯合剂、螯合分散剂、金属封锁剂、水质软化剂等。络合剂,特别是具有多功能团的有机络合剂,在印染行业应用越来越广,如软化水质、防止沉淀物、消除染整设备结垢、防止织物漂白破洞、保证染色鲜艳度[1]等。
     
      络合剂与金属离子结合只有配位键而无共价键形成的化合物称为络合物,既有配位键又有共价键的化合物称螯合物。络合物的络合稳定常数是络合与离解可逆反应平衡的常数。稳定常数越低,络合物解离的金属离子越多,稳定常数越高,络合物解离的金属离子越少,甚至不解离,而且络合物不会在氧化还原反应中变价。络合容量(络合能力)是指每克络合剂可络合多少金属离子的量,络合容量越高,其络合能力越强。络合剂在不同pH值的稳定性,即不同pH值时稳定常数的变化,是络合剂的另一重要性能。有些络合剂的络合能力在不同pH值变化很大,有的甚至会水解、分解或发生反应而失去络合力。如EDTA适宜于酸性与中性介质而不适合于碱性介质,六偏磷酸钠则在酸性介质中有较好的络合力[2]??杉?不同络合剂性能各异,络合能力也各不相同,因此使用时应有选择性。
     
      2印染行业对络合剂的要求
     
      2.1高效的络合(螯合)、分散、悬浮作用
     
      络合剂要有强的络合能力,在较小用量甚至极小用量就能达到需要的络合程度。本身还应具有分散、悬浮作用,使络合物能很好地分散、悬浮,不沾污纺织品和设备。
     
      2.2不同pH值下良好的络合作用
     
      印染加工因加工工序、加工方法不同,使用环境的pH值均不相同,这就要求络合剂在不同酸碱度下能保持良好的络合能力。如双氧水漂白中,工艺不同,氢氧化钠用量在3~80g/L就不等,这就要求络合剂能耐不同浓度的碱,在不同浓度碱液中均有良好的螯合能力。有些氧漂稳定剂在浓碱液中发生浑浊、析出或稳定效果下降,那是络合剂选择不当引起的。
     
      2.3强的阻垢、化垢功能
     
      印染行业中利用络合剂的分散、悬浮功能,阻止水中沉淀物的产生,使生产设备保持清洁,不产生硬垢。一旦设备已成垢,要求使用络合剂一定时间(如几天)后不加重硬垢程度,而且要利用络合剂的特殊作用,溶解、分散已形成的钙皂、氧化沉淀物等水垢,使硬垢成流态化而达到去除水垢、清洁设备的目的。
     
      络合剂能阻垢、化垢的原因是:络合剂与水中的钙、镁、铁等离子发生螯合,被吸附在水垢结晶表面,不再继续生长而发生晶格畸变,从而阻止了传热表面、设备表面硬垢的生成;高效分散、悬浮水中的沉淀物及已产生的垢体使沉淀物变为流态化;溶限效应,十万分之一的多功能团络合剂就可以抑制几千分之一甚至数万分之一的钙镁等金属离子成垢,所以很少用量的螯合络合剂就能充分发挥阻垢、化垢功能。
     
      2.4不含表面活性剂络合剂分散悬浮功能是本身就应具有的,而不是复配了类似分散剂之类的表面活性剂。表面活性剂的加入虽然可能有利于分散,但会给加工带来负面影响,如在络合剂中加入阴离子表面活性剂后,软化水质时会造成水体带阴离子表面活性剂,用于阳离子染料染腈纶就会带来麻烦。同时很多表面活性剂产品生物降解困难,使用会造成环境污染。
     
      2.5要耐温,甚至到200℃不分解,而且化学性稳定,耐各种化学物质,如对印染行业中常用的酸、碱、氧化剂、还原剂等能稳定。使用时不损伤加工的纺织品。
     
      2.6能生物降解,不污染环境。对人体安全无毒。
     
      2.7与其它染化料相容性好,使用中不产生泡沫。不影响加工产品的白度、色光。
     
      2.8质量稳定,价格适中,适用面广。适用于各种天然纤维、化学纤维的加工及各种生产机器设备、各种新工艺、新技术。
     
      3络合剂类型及性能
     
      3.1磷酸盐
     
      磷酸盐类如三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等,多用于洗涤剂行业,也用于印染行业。其络合能力较弱,且受pH值影响大,本身有与钙镁等金属离子结合成水垢的趋势,而且会造成水域富营养化,促进水藻繁殖,使水中含氧量下降而致水质恶化。现在国家对环保日益重视,用磷酸盐作络合剂,无论从性能和形势看均不可取。
     
      3.2醇胺类
     
      如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等,有一定的络合作用,但络合能力较差,在碱性中较稳定,常用作络合辅助剂。意大利的MIROKAL-54H螯合剂中就有三乙醇胺。
     
      3.3氨基羧酸盐
     
      如氨三乙酸钠(NTA)、乙二胺四乙酸盐(EDTA二钠或四钠)、二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)等。氨基羧酸盐的络合能力强,但分散力较差,稳定常数高,耐碱性尚好,但不耐浓碱。不少商品中含有这类络合剂,使用有一定局限性,而且EDTA、DTPA不易生物降解,选用时要慎重。
     
      3.4羟基羧酸盐
     
      如酒石酸、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠等,络合能力较强,分散力较差,但容易生物降解。商品络合剂中很少有这些组分,广东的HP101、湖北的L40氧漂稳定剂中有葡萄糖酸钠成分。
     
      3.5有机膦酸盐
     
      如乙二胺四甲叉磷酸钠(EDTMPS)、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐(DETPMPS)、胺三甲叉磷酸盐等。这类产品螯合力比EDTA类、磷酸盐类等都要强,络合容量高,络合稳定常数大,金属离子等被络合后不容易解离,而且耐化学稳定性好,易生物降解。它们有非常好的络合增溶、溶限效应(Thresholdeffect)、晶格畸变等性能,具有一定的分散、悬浮力,有阻垢、缓蚀、化垢功能,在较高温度(如200℃)也不失活性,本身基本无毒,无公害污染。不仅在纺织印染行业用作螯合剂、软水剂、H2O2稳定剂、金属封锁剂等,而且在电镀行业、水循环行业、石油行业等广泛用作防垢剂、阻垢剂、缓蚀剂等,用途极广。不少螯合剂含有有机膦酸盐,如宁波兴华化学公司的螯合剂S,是以有机膦酸盐为主料,辅以特殊增效成分而成。螯合力等性能达到,甚至超过进口的同类络合剂产品。
     
      3.6聚丙烯酸类
     
      螯合能力比羟基羧酸盐、氨基羧酸盐和有机膦酸盐差得多,使用的品种有水解聚马来酸酐(HPMA)、聚丙烯酸(PAA)、聚羟基丙烯酸、马来酸丙烯酸共聚物以及聚丙烯酰胺等。这类产品络合容量较小,稳定常数也不大,但阻垢性能较好,而且有吸附杂质的功能,具有良好的胶体特性和分散作用。日本、瑞士Sandoz、德国Bayer等有这类商品络合剂。
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