螯合分散剂与Fe3+等形成一种水溶性的螯合物,可防止因金属离子对H202的快速催化分解而造成的织物局部产生白斑、脆损、破洞等问题,同时防止钙皂的生成而沾污织物。在染色过程中,可以提高活性、直接染料的溶解性和对纤维的亲和力。金属络合染料染色时,它不会萃取其中的配位金属离子,对色光及其色牢度不产生影响,可取得匀染效果;在印花过程中,可以防止染料的凝聚,使染料在印花浆中易于均匀分散;在皂洗中,能有效去除染色织物上的水解染料和未反应染料形成的浮色,保证织物合格的色牢度。
4.1螯合分散剂的生态问题 4.1.1磷酸盐
磷酸盐主要有三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等。此类螯合剂因有离子交换能力,是最早用于印染工业的水质软化剂。焦磷酸钠可与三价铁离子形成络合离子,故可用在双氧水稳定剂中。例如磷酸三钠的络合能力较弱,形成的络合物热稳定性较差,在100℃以上的高温下会解离出金属离子。多磷酸盐具有良好的分散和胶溶能力,价格便宜,但对环保不利,对水质敏感。三聚磷酸钠价格便宜,水解倾向小。此外,三偏磷酸钠和四偏磷酸钠也有应用。无机磷酸盐在一些地区已被禁用。
目前使用较多的有机膦酸型螯合分散剂,主要包括氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、12羟乙叉21,12二膦酸(HEDP)、EDTMP、DTPMP、氨基三甲叉膦酸(ATP)等。这类螯合分散剂的螯合能力LLEDTA类、磷酸盐类等强,螯合稳定常数大,金属离子被螯合后不容易解离,而且耐化学稳定性好,易生物降解,但其生物降解产物仍会造成水体富营养化,最终导致水质恶化。因此,也不符合环保要求。
与磷酸盐相关的法规要求,同精练剂、氧漂稳定剂。
4.1.2 DTPA和EDTA
目前,有些以被禁用的NTA、DTPA、EDTA等为主要原料的螯合分散剂仍在使用。这三种都属于氨基羧酸类螯合剂。例如,蚕丝在精练时为防止钙、镁及重金属离子的影响,经常加入0.1%~0.5%EDTA;棉布煮练时,加入EDTA、EDTMP。它们的螯合能力很强,但生物降解性差,毒性很大,早已被欧盟禁用。其它多价螯合剂,如羟乙基乙二胺三乙酸钠等,生物降解性也比较差,可用环保型螯合剂S取代。
与螯合分散剂相关的法规要求,同氧漂稳定剂。
4.2螯合分散剂应用现状
目前国内应用的螯合分散剂主要为有机膦类和高分子聚合物两大类,有机膦类螯合剂主要品种有ATMP、HPDP、HEDP、22膦酸丁烷21,2,42三羧酸PBTCA、乙二胺四甲叉膦酸钠EDT2MPS、乙二胺四甲叉膦酸EDTMPA、22羟基膦酸基乙酸HPAA、DTPMP、多氨基多醚基甲叉膦酸PAPEMP、己二胺四甲叉膦酸HDTMPA、多元醇磷酸酯PAPE和双1,62亚己基三胺五甲叉膦酸BHMTPMPA等。高分子聚合物螯合分散剂主要品种有聚(42羟基四亚甲基1,22二羧酸)(CP2)、聚(四亚甲基1,2,42三羧酸)(CP4)、聚丙烯酸PAA、丙烯酸(钠)PAAS、丙烯酸2丙烯酸酯共聚物、水解聚马来酸酐HPMA、丙烯酸2磺酸盐多元共聚物、马来酸2丙烯酸共聚物MA2AA、膦酰基羧酸共聚物POCA、TH2903螯合分散剂、TH2801无磷助洗剂、丙烯酸/22丙烯酰胺基222甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、丙烯酸2丙烯酸羟丙酯共聚物T2225和TH21 100聚丙烯酸盐等。有机膦类螯合剂同样会造成水体富营养化。而高分子聚合物螯合分散剂是目前符合生态要求的螯合分散剂。
4.3新型螯合分散剂
符合环保要求的新型螯合分散剂主要为羟基羧酸类。主要包括葡萄糖酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、马来酸(MAO)、羧甲基羟基丙二酸(CMOM)、羧甲基羟基丁二酸(CMOS)和羟乙基氨基乙酸(DHEG)等,以柠檬酸钠和葡萄糖酸钠为主。葡萄糖酸钠在碱性较强的溶液中螯合能力较强,但在一般的洗涤液中螯合能力不很显著,因此,在合成洗涤剂中不常用。合成洗涤剂中比较常用的分散剂是柠檬酸钠,其螯合Fe3+的能力较强,生物降解性好,但螯合钙镁离子的能力较弱,且分散力较差,因此主要作为螯合分散剂的辅助组分。此类螯合剂生物降解性好,符合环保要求。另外,由丙烯酸、甲基丙烯酸、2,32二甲基丁二酸、丙二酸、衣康酸、马来酸酐这些含有羧基的单体共聚后的高聚物,在一定条件下也可作为螯合剂使用。
常用的聚合物类螯合分散剂有前述的PAMS、HPMA、TH2903。其中,使用较多的是马来酸2丙烯酸共聚物(MA2AA),聚(42羟基四亚甲基1,22二羧酸)(CP2),聚(四亚甲基1,2,42三羧酸)(CP4)。用甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐与丙烯酰胺共聚所得产物是一种可以生物降解、无毒且对环境无污染的螯合分散剂。四川省纺织工业研究所研制的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂STF22,也是一种易生物降解且降解产物对环境无污染、对生态无影响的新型螯合分散剂。
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