中和劑
中和劑
中和劑是酸(酸式鹽)與鹼(鹼式鹽)相互作用調節介質pH值的物質。它對乳液聚合、縮醛化反應、樹脂的固化、膠乳的儲存等的影響都是很大的。凡能與一COOH或一OH基成鹽的有機或無機鹼性/酸性物質都能用作中和劑,但不同的鹼性/酸性物質所起的中和作用差異較大。
常用的中和劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、醋酸鈉、焦磷酸鈉、碳酸鈉、氨水、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸、AMP一95、二乙醇胺、三乙醇胺、氨基乙酸等。在陰離子水性聚氨酯乳液中,以氫氧化鉀作為中和劑時,乳液外觀較好,在儲存和高溫使用過程中,不易產生黃變,且乳液塗膜的耐水性較佳。中和度控制90%~100%,中和溫度30~40℃為宜。
中和劑(neutralizing agent),在塗料中能使水溶性樹脂形成高分子樹脂鹽而溶於水的物質。中和劑對樹脂的水溶性、塗料的貯存穩定性、粘度、固化速度,以及漆膜的泛黃性有影響。須根據樹脂的品種選用不同的中和劑。例如,鹼性樹脂常用的中和劑是醋酸,酸性樹脂常用的中和劑是乙醇胺。常溫乾燥的水溶性漆應選用低沸點中和劑,淺色漆則應選用變色性小酌中和劑(如氨,三乙胺、氫氧化鉀)等。對中和劑的要求是。可揮發,價格便宜,氣味小,以及對樹脂的穩定性好等。
常用的中和劑有三乙胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、二乙基乙醇胺(DEEA)、2一氨基一2一甲基丙醇(AMP一95)。TEA、AMP一95成膜過程容易揮發,可用於室溫乾燥體系;DMEA、DEEA揮發較慢,用於氨基烘漆較好。
PEU是無色黏稠液體;易溶於水,可以任何比例稀釋;氣味輕微,幾乎沒有揮發性。
硫酸鈉為強酸(硫酸)與強鹼(燒鹼)組成的鹽,在水中不起複分解反應而呈中性。由於硫酸鈉沒有醋酸鈉的缺陷,即使不經水洗,織物上有硫酸鈉殘留,也不會影響織物的pH值,更不會使織物產生“糙感”或“泛黃”問題。因此,就中和效果而論,中和劑PEU遠比醋酸好。
1.酸鹼中和值
所謂中和值,是指1g酸劑,在室溫條件下,能中和多少克鹼。經檢測,1g98%冰醋酸,可中和0.476g燒鹼。1g汽巴酸AC,可中和0.237g燒鹼。1g中和劑PEU,可中和0.428g燒鹼。
從檢測結果可看出,中和劑PEU的中和能力與冰醋酸相近,而汽巴酸AC的中和能力,遠遠小於冰醋酸和中和劑PEU。
檢測方法:取3g/L的酸劑100mL,置於三角燒瓶中,加酚酞指示劑數滴,以0.1mol/LNaoH標準溶液滴定。按0.1mol/L NaOH液的消耗量(mL),計算出中和值。
2.中和效果
(1)檢測方法:
①用自來水分別配製各酸劑1.5g/L、2.0g/L、3.0g/L的溶液。
取29tex/29tex(20英支×20英支)425根/10cm×228根/10cm全棉紗卡練漂半制品,室溫一浸一軋(軋液率62.5%),70℃熱風烘乾,冷卻待用。
②取試樣8g,剪碎,置入三角燒瓶中,注入1:25的蒸餾水,沸煮10min,冷卻后,平行測試萃取液的pH值。
效果比較:
①單就中和效果而論,中和劑PEU的實際中和能力最強,而汽巴酸AC的實際中和能力最弱。
②冰醋酸對鹼的中和值,高於中和劑PEU,而實際中和效果,卻比中和劑PEU差。這顯然與冰醋酸自身的兩個缺陷有關。
3.對強力的影響
(1)檢測方法:取29tex/29tex(20英支×20英支)425根/10cm×228根/10cm全棉紗卡練漂半制品,室溫,分別一浸一軋自來水和中和劑PEU3g/L,70℃烘乾,跟隨車間定形機,經200℃,30s乾熱處理,然後測試織物強力。
(2)檢測結果(下表):織物(棉)經中和劑PEU中和后,當1:25萃取液的pH值降至4左右時,一經乾熱處理,織物強力便會明顯下降。這表明,中和劑PEU雖不是酸,但濃度偏高,纖維素纖維仍會發生酸解脆損。
試樣種類 | 織物經向強力(N) | 織物緯向強力(N) |
浸軋自來水(空白) | 焙烘前,織物萃取液的pH=9.35 | |
1412 | 593 | |
浸軋中和劑PEU3g/L | 焙烘前,織物萃取液的pH=4.03 | |
1214(下降14%) | 546(下降7.9%) |
註:織物萃取液的pH值,8g剪碎的試樣,按1:25加入蒸餾水,沸煮10min,冷卻后的pH值。
所以,在實際應用時,一定要根據織物帶鹼量的多少,軋液率的高低,來確定中和劑PEU的使用量。原則是,織物經中和,1:25萃取液的pH值,只能控制在6~7,即不宜過高,更不可過低。
為此,使用前,必須先做先鋒試驗,決不可隨意行事,以免造成“脆布”事故。
中和劑PEU用於中和織物上的鹼劑,是簡單而有效的。
最佳應用方式,是在定形機上,與柔軟劑同浴室溫浸軋烘乾。
應用的關鍵點是:在浸軋中和劑前,必須在使用條件下,通過實驗,找出最恰當的濃度,確保織物經中和后,其1:25萃取液的pH=6~7。這樣,既可使染色品的pH值符合客商要求,也不會產生明顯的色光異變、牢度降低以及強力損傷。
倘若擔心用量濃度偏高,產生脆損、色變等不良後果,或者柔軟劑耐酸穩定性差,缺乏相容性時,可以在染色皂洗后的溫水洗中,施加少量中和劑先行預中和,將織物的含鹼量適當降低。這樣,在柔軟熱拉或定形時,只要施加少量中和劑便可達到要求。
下文介紹鹼性廢水中和的常用酸。
(1)硫酸硫酸(H2SO4)是最常用的鹼性廢水中和劑,價格低廉、存儲簡單。在大多數條件下都可以投加,但是其腐蝕性較大,需要特殊安全防範措施。如果廢水中存在高濃度的鈉和鈣,中和反應則會產生可溶性鈉鹽和不溶性鈣鹽。在厭氧條件下,硫酸鹽被還原成硫化物,然後形成硫化氫——腐蝕性危險氣體。在好氧條件下,硫化物能被生物氧化成硫酸鹽,會腐蝕水泥輸水管道。
(2)二氧化碳和煙道氣目前,人們已普遍採用壓縮二氧化碳氣體中和鹼性廢水。二氧化碳溶於水,生成碳酸(一種弱酸)與鹼性廢水發生中和反應,降低廢水的pH。在廢水pH中和需要進行二、三級微調或者pH調節範圍很小時,採用二氧化碳經濟高效。
煙道氣中和鹼性廢水是一種很實用的方法,比二氧化碳更經濟。煙道氣一般含有14的二氧化碳,其中和原理與壓縮二氧化碳氣體的相同。
(3)其他酸在特定情況下,可採用其他酸(如鹽酸、硝酸和磷酸)中和鹼性廢水,但費用一般較硫酸的高,且比硫酸難以處理。此外,如果對氯化物、總氮、總磷有排放限制時,須考慮出水水質是否達標。
用以調節溶液pH值至7左右的化學物質。鹼性廢水(通常指pH>9的廢水)常用硫酸作中和劑。個別情況下選用鹽酸或硝酸。有足量煙道氣時,由於它含有CO:和50:等酸性物質,也可選用。酸性廢水(通常指pH<6的廢水)採用石灰、苛性鈉、碳酸鈉、石灰石、白里、白雲石等作中和劑。其中前三種製成乳液或溶液進行投加,后三種製成濾料使用。石灰石(CaC03)濾料與含硫酸中和效果。此時宜選用白雲石(CaC()3·MgCO3)。鹼較多的廢水接觸時、濾料表面易生成硫酸鈣硬殼,影響性中和劑可參照下表選用。鹼性中和劑適用條件導一牛註:1.表中‘·+”表示建議採用;“0”表示可以採用;“一”表示不宜採用;2.升流膨脹石灰石中和濾池。中和硫酸廢水時,含酸濃度不宜大於29/l。
應用範圍:調節酸性廢水的pH值,廣泛用於電鍍、化工、線路板、酸洗、印染、造紙等行業的廢水處理;用於去除磷酸鹽和大多數的重金屬,殺滅細菌和病毒,去除水中氨氮等;用於自來水廠調高pH值。
1、磷酸鹽緩衝液(PBS,0.03mol/L,pH7.2),無水磷酸氫二鈉2.83g,磷酸二氫鉀 1.36g,蒸餾水加至1000ml,將各成分加入到1000ml蒸餾水中,待完全溶解后,調pH至7.2~7.4,於121℃壓力蒸氣滅菌20min備用。
2、硫代硫酸鈉中和劑(0.1-1.0%)pH7.2~7.4 0.03mol/L磷酸鹽緩衝液100ml,硫代硫酸鈉0.1~1.0g,於121℃ 壓力蒸氣滅菌15min備用。
3、吐溫80中和劑(0.5-1.0%),pH7.2~7.4,0.03mol/L磷酸鹽緩衝液100ml,吐溫800.5~1.0g,於121℃壓力蒸氣滅菌15min備用。
4、2%戊二醛中和劑:500ml PBS+2.5g甘氨酸(氨基乙酸)+2.5g卵磷脂+2.5g吐溫80。
5、碘伏中和劑:1000mlPBS+硫代硫酸鈉10g。
6、75%乙醇中和劑:3%吐溫PBS,如500ml PBS+1.5g吐溫80。
7、酸性氧化電位水中和劑:0.5%硫代硫酸鈉PBS緩衝液(pH7.2)如“500ml PBS+2.5g硫代硫酸鈉”。
8、對於特殊消毒劑的中和劑,根據廠家提供的資料選用合適的中和劑。
常用消毒劑的中和劑:含氯(碘)消毒劑(有效氯或碘0.1%~0.5%);硫代硫酸鈉(0.1%~1.0%);過氧乙酸溶液(0.1%~0.5%);硫代硫酸鈉(0.1%~0.5%);過氧化氫溶液(1.0%~3.0%);硫代硫酸鈉(0.5%~1.0%)
甲醛溶液(1%):1)1%雙甲酮與0.6%嗎啉混合液;2)0.1%~0.5%亞硫酸鈉;戊二醛溶液(2%);1%甘氨酸或1%甲醛;季銨鹽消毒劑(0.1%~0.5%);吐溫-80(0.5%~3.0%)+卵磷脂(1%~2%)。
酚類消毒劑:吐溫-80(0.5%~3.0%)。汞類消毒劑:巰基醋酸鈉(0.2%~2.0%)。鹼類消毒劑:等量酸。酸類消毒劑:等量鹼。
不同的化學物質要用相應的中和劑,現場很難立即獲得適當的中和劑,絕不能因尋找中和劑而耽誤寶貴的時間,最現實而有效措施就是大量流動清水沖洗:有些中和劑本身的刺激性和毒性及使用中產熱可能導致組織損害,有時不是單一化學物質致傷,難以找到理想的中和劑,但是能夠適當及時使用中和劑,對減輕組織損傷和止痛是有價值的。