染整百科

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螯合分散剂的选择使用

2011-06-15 17:41:37 本文行家:goddoger

螯合分散剂在染整应用范围极广,本文介绍了螯合分散剂的类型和应用知识。

     螯合分散剂,又称:络合剂、螯合剂、金属离子封锁剂、水质软化剂等。螯合分散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形成的化合物为螯合物。



 

螯合剂螯合剂



 

染整行业对螯合剂的要求

1、高效的螯合、分散、悬浮作用。 
2、 不同PH值下都有良好的络合作用。(EDTA适宜于酸性与中性介质而不适合碱性介质;六偏磷酸钠则在酸性介质中有较好的络合力)
3、强的阻垢、化垢功能。
4、不含表面活性剂。(例如:复配阴离子表活剂,染晴纶会出问题等)
5、耐高温,甚至到200℃不分解;耐酸、碱、氧化剂、还原剂;使用时不损伤纺织品。
6、能生物降解,不污染环境,对人体无毒。(EDTA、二乙烯三胺五乙酸[DTPA]及磷酸盐类应为禁用之列)
7、对Fe3+ 、Cu2+ 、Zn2+ 等显色金属离子有强的络合作用。目前,有些市售螯合剂对金属离子螯合为暂时性,随时间延长、温度升高又释放出金属离子,使翠兰、艳兰、宝蓝、艳绿等敏感色在金属离子诱导下发生聚集,导致色花。

螯合剂类型及性能

1、磷酸盐:三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等,多用于洗涤行业。络和能力较弱,受PH影响较大,本身有与钙镁离结合成水垢的趋势,且会造成水域富营养化,从环保和性能看均不可取!
2、醇胺类: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、氨基羧酸盐: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,属环保禁用产品。
4、羟基羧酸盐: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。
5、有机磷酸盐:乙二胺四甲叉磷酸钠(EDTMPS)、二乙烯三胺五甲叉磷酸盐(DETPMPS)、胺三甲叉磷酸盐等。这类产品螯合力比EDTA类、磷酸眼泪都要强,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、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,在较高的温度(如200℃)也不失活性,本身基本无度,无公害污染。不仅在纺织印染行业用作螯合剂、软水剂、双氧水稳定剂、金属封锁及等,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磷酸盐,如:宁波兴华公司的螯合剂S,是以有机磷酸盐为主料,辅以特殊增效成份而成。螯合力等性能达到甚至超过进口同类产品。
6、聚丙烯酸类:螯合能力比羟基羧酸盐、氨基羧酸盐和有机磷酸盐差得多,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等有这些商品络合剂

螯合剂螯合力与分散力的测试

     称取0.2g螯合分散剂2份于170mL蒸馏水中,分别加入FeCI3溶液(使[Fe3+]为100×10-6~600×10-6)和CaCI2溶液(使[Ca2+]为100×10-6~600×10-6),在各加入20mLNa2CO3(20%)溶液,加蒸馏水至200mL,室温放置3h后观察、记录,并过滤。试验中,[Fe3+]、[Ca2+]一旦超过络合剂的络合容量,未被络合的Fe3+、Ca2+就会与CO32-结合而浑浊,进而产生絮状物甚至沉淀,。如果该络合剂能在高浓的Fe3+、Ca2+液中保持澄清,无浑浊,无絮状物或沉淀,说明该络合剂的络合能力强,反之亦然。分散力主要看絮状物或沉淀的析出速度,分散力越大,絮状物或沉淀析出速度越慢,由此可判断其分散力大笑。分散力越大,越有利于螯合,有利于化垢、阻垢。
     注:市面螯合剂,Fe3+的螯合力:~350PPm;
               Ca2+的螯合力:~125PPm;

螯合剂在印染行业的应用

1、水处理:众所周知,印染行业除个别工序外均需使用软化水。在水的软化处理中,可采用螯合剂去除水中的金属离子。当用六偏磷酸钠软化硬水时,加入有机螯合剂可迅速分解絮状物。
2、退浆:纺织厂上浆的浆料中有时加入重金属化合物作为防剂,如CuSO4、有机含铜化合物、锡化合物、锌盐等。这些化合物不利于酶退浆,退浆时可加入络合剂进行处理。化学纤维的退浆加工使用螯合剂,可使浆料更易膨化、脱离纤维并分散成胶体状而去除。螯合剂的强分散力,可防止杂质和浆料再次沉积在纤维上。退浆后在清洗液中加入螯合剂,可使底布更洁白,退浆更完全,也更能使设备干净。
3、精炼:在棉布的煮练过程中加入螯合剂,可避免碱液和金属离子形成水溶性络合物,可以更彻底的去除纤维中含有和附着的金属离子,同时螯合、分散煮练液中的钙镁离子,有利于果胶去除,防止不溶性钙镁盐沉积在织物上,从而提高煮练纺织品的润湿性,有助于改善手感和白度。
4、漂白:纤维(如棉)上所含的金属离子(如Fe2+、Fe3+等)、未经软化的水中金属离子、设备管道中的Fe3+等,都会导致漂白溶液中铁离子等含量的增加。而铁离子等会加速双氧水的分解,造成纺织品漂白过程中局部过度氧化,强力下降,甚至产生破洞。加入螯合剂可有效地封锁金属离子,间接控制双氧水的分解速度,防止纺织品损伤。螯合剂用于漂白后洗涤,可促进漂白中降解的杂质从纤维表面去除。在双氧水漂白时用硅酸钠作氧漂稳定剂或用含硅氧漂稳定剂,长期使用会产生硅垢。如加入螯合剂,可防止硅酸盐结晶沉积于设备。利用螯合剂的分散、溶垢、悬浮能力,长期使用可使设备上已产生的硅垢得到清除。
5、涤纶碱减量:加入螯合剂,可防止地聚物及其它杂质污染设备。
6、染色:染浴中的Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、AI 3+等金属离子会造成染色疵点,不溶性偶氮染料中的Cu2+、Fe3+会催化破坏重氮盐,加入螯合剂则可阻止这些金属离子的作用。涤纶染色时加入螯合剂,可防止某些蒽醌型分散染料因螯合金属离子而产生色变、色萎;许多直接染料也能与Cu2+、Fe3+ 等金属离子螯合,造成色泽萎暗,使用螯合剂可消除这种影响;还原染料染色时加入螯合剂可适当防止染料的过度氧化,同时消除金属离对隐色体的影响,使隐色体经氧化后有良好的分散作用,减少色光差异;硫化染料染色时使用螯合剂能防止金属离子造成的色光变化,如黑色中的青、红光现象;活性染料染色时使用螯合剂能保证色光较鲜艳,涂料染色时也一样;螯合剂能适当防止染、涂料相互吸引及凝聚,提高染浴稳定性,提高匀染度及鲜艳度。但在金属络合性染料中使用螯合剂要小心,有时会造成色光变化。
7、皂洗:皂洗时加入螯合剂可使印染品表面浮色彻底清除,得到更好的染色牢度。印花及色织产品皂洗时加入螯合剂可防止白底再沾污,使白地更白,色泽更鲜艳,并可避免导辊及蒸箱结垢,长期使用还能防止烘筒表面结垢。印花产品皂洗时,螯合剂能促使印花糊料快速洗除。
8、拔色:染品色不符样或染花时需要剥色,加入螯合剂有利剥色。如金属络合型活性染料,先在2g/L螯合剂中处理,然后进行还原或氧化剥色,效果很好。硫化染料剥色先在6g/L Na2S中处理,然后加2~3mL/L螯合剂在保险粉中,于90~95℃处理,可去除大量染料,再用聚乙烯吡咯烷酮剥色,基本可剥净。分散染料剥色时,加2g/L螯合剂于还原浴,效果相当明显。
9、真丝练白:在真丝练白中,螯合剂起到封锁金属的作用,防止产生CaCO3、MgCO3或设备硬垢而引起的灰伤,同时还能防止产生皂斑等练白病疵,对真丝丝胶及杂质起到分散作用,使练白质量更佳。
10、羽绒清洗:羽绒的清洁程度直接影响到出口,在羽绒清洗时加入螯合剂,能明显提高羽绒的清洗效果,使羽绒的清洁度提高。
11、设备、容器的清洗、去锈去垢及防垢:长期使用螯合剂能溶解去除设备、容器的硬垢和锈迹。染色长车的染色液、还原液、皂洗液等中加入螯合剂,可避免导辊、蒸箱、烘筒结垢,避免织物损伤。
12、复配印染助剂:螯合剂可作为金属封锁剂、软水剂、氧漂稳定剂等,还可用于复配皂洗剂、清缸剂、真丝精炼剂、洗毛剂、非硅氧漂稳定剂、白地防沾污剂、匀染剂等印染助剂。

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