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1、螯合分散剂原料—HEDPA的性能、制造及制品的应用2008年3月浙江纺织服装职业技术学院学报第1期第1页螯合分散剂原料?HEDPA的性能、制造及制品的应用陈晓玉周革摘要:对螯合分散剂原料HEDPA的性能、合成机理、合成工艺、产品检测及应用进行了一系列的探讨,并将HEDPA的制品应用于纺织印染等行业,经试验,生产的HEDPA的制品(螯合分散剂、氧漂稳定剂等)有较好的效果。关键词:螯合分散剂原料;HEDPA;性能;合成;应用+中图分类号:TS193.21文献标识码:C文章编号:1671-9751(2008)01
2、-0001-07HEDPA(Hydroxyethylidenediphosphonicacid)学名为1-羟基乙叉-1.1-二膦酸,是一种有机膦类水质稳定剂,具有螯合能力强,低限(阈值)效应及分散作用、稳定性好,溶限效应阻垢与溶垢性能显[1]著,对设备具有缓蚀功能,低毒性,生物降解好等优点。故在水质稳定、电镀、医药等行业大量使用,主要应用在水质处理方面,在纺织染整行业广泛应用只是近3年的事,多作为螯合分散剂、氧漂稳定剂的原料。但市场上供应的HEDPA存在转化率低、副产物多、亚磷酸高等问题,不适合用作螯合分散
3、剂、氧漂稳定剂的原料,针对这些问题,我们开展合成研究,并将合成的HEDPA的制品(螯合分散剂、氧漂稳定剂等)应用于纺织印染等行业,取得了很好的效果。1HEDPA的性能1.1螯合能力强HEDPA是一个五元酸,它在水中可分解电离出5个氢离子,逐级离解常数为PK1.7PK2.4712PK37.28PK410.29PK511.13这个结构特点,导致它们电离后的负离子可以和许多金属离子形成稳定的螯合物。下表是HEDPA和一些金属离子形成螯合物的稳定常数。表1HEDPA和一些金属离子形成螯合物的稳定常数2+2+2+2+
4、3+3+3+离子种类MgCaFeCuZnAlFe稳定常数lg6.556.049.0512.4810.3715.2916.21注:在25℃和0.1mol/lkCl时用玻璃电极法测定由表1可知,HEDPA可作为一个优质的螯合剂应用于不同的金属离子的螯合。1.2具有低限(阈值)效应及分散作用HEDPA具有低限效应,也称阈值效应或亚化效应,即HEDPA可将远高于按螯合机制的化学计量相应量的金属(致垢和非致垢)离子“螯合”于水中,从而使金属盐类在水中保持溶解状态。例如,在室????????????收稿日期:2007-
5、12-12作者简介:陈晓玉,女,浙江纺织服装职业技术学院染整技术研究所,副教授(浙江宁波315211)周革,男,江苏常州科威精细化工厂,高级工程师(江苏常州213033)PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建//0>.第1期第2页陈晓玉,等:螯合分散剂原料?HEDPA的性能、制造及制品的应用2008年3月温下,欲保持1600mg的CaCO于PH值8.5的1L水中7天不沉淀出来,HEDPA的用量只需1mg。这3里,钙离子与HEDPA的摩尔比高达3300?1。如果HEDPA纯粹按螯合剂的化学计
6、量机制起作用的话,每molHEDPA只能将1/2mol碳酸钙保持在溶解状态。如果HEDPA与其它络合剂相配合,其协同效应作用下,效果就更加明显,实质起到将金属(致垢和非致垢)离子溶解、分散在溶液中的作用。1.3稳定性好HEDPA分子中的碳-磷键较牢固,键能246Kj/mol,因此具有良好的化学稳定性,在200℃以下均能与铁、铜、钙、镁、络、锌等形成稳定的络合物;干品加热至250℃时才开始分解;抗水解能力好,在260℃PH11的水中经历12小时后,也只有5.6%的HEDPA分解。抗氧化剂(例如氯气)分解性能很
7、好,在余氯5mg/l的水溶液中,5mg/l的HEDPA水解的份额小于30%。1.4具有溶限效应阻垢与溶垢性能HEDPA与金属离子能形成很稳定的络合物,因而降低水中致垢和非致垢金属离子的浓度,使水中析出金属盐沉淀的可能性减少,并减少非致垢金属离子对各类加工的影响。HEDPA还能和已形成金属盐晶体中的金属离子作用,使得金属盐小晶体与其它小晶体碰撞过程中难以按晶体排列次序排列,不易生成大晶体,故使金属盐能以小晶体形成存在于水中不析出,相应提高了金属盐在水中的溶解性能,不使其产生沉垢的可能。HEDPA是与一般的螯合
8、剂不同。例如,EDTA与金属离子螯合,在一般情况下都是按1:1等摩尔螯合只有极少数的四价金属离子除按1:1螯合外,还有1:2的螯合物,即使金属离子过量也不影响螯合比,而HEDPA则不同,在金属离子过量时,它能与多个金属离子形成胶束状多核配合物,例如PH112+-62+时,当Ca浓度超过2×10mol/l时,可以形成Ca:HEDPA1?1,3?2,4?3或7?4的胶束2+2+状多核配合物,它们的稳定常数lg分别为5
