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中和剂

中和剂是酸(酸式盐)与碱(碱式盐)相互作用调节介质pH值的物质。它对乳液聚合、缩醛化反应、树脂的固化、胶乳的储存等的影响都是很大的。凡能与一COOH或一OH基成盐的有机或无机碱性/酸性物质都能用作中和剂,但不同的碱性/酸性物质所起的中和作用差异较大。

常用的中和剂有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、醋酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、氨水、盐酸、磷酸、甲酸、醋酸、AMP一95、二乙醇胺、三乙醇胺、氨基乙酸等。 在阴离子水性聚氨酯乳液中,以氢氧化钾作为中和剂时,乳液外观较好,在储存和高温使用过程中,不易产生黄变,且乳液涂膜的耐水性较佳。中和度控制90%~100%,中和温度30~40℃为宜。

中和剂(neutralizing agent),在涂料中能使水溶性树脂形成高分子树脂盐而溶于水的物质。中和剂对树脂的水溶性、涂料的贮存稳定性、粘度、固化速度,以及漆膜的泛黄性有影响。须根据树脂的品种选用不同的中和剂。例如,碱性树脂常用的中和剂是醋酸,酸性树脂常用的中和剂是乙醇胺。常温干燥的水溶性漆应选用低沸点中和剂,浅色漆则应选用变色性小酌中和剂(如氨,三乙胺、氢氧化钾)等。对中和剂的要求是。可挥发,价格便宜,气味小,以及对树脂的稳定性好等。

常用的中和剂有三乙胺(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成膜过程容易挥发,可用于室温干燥体系;DMEA、DEEA挥发较慢,用于氨基烘漆较好。

PEU是无色黏稠液体;易溶于水,可以任何比例稀释;气味轻微,几乎没有挥发性。

以常州宏恒纺织原料公司的织物中和剂PEU为例。

中和剂PEU的有效成分不是酸,而是硫酸盐。它具有类似硫酸镁(MgSO4)的性质,在水中会离解出SO42-,可以快速中和纯碱或烧碱,生成易溶解、易洗除的硫酸钠(Na2SO4)。

硫酸钠为强酸(硫酸)与强碱(烧碱)组成的盐,在水中不起复分解反应而呈中性。由于硫酸钠没有醋酸钠的缺陷,即使不经水洗,织物上有硫酸钠残留,也不会影响织物的pH值,更不会使织物产生“糙感”或“泛黄”问题。因此,就中和效果而论,中和剂PEU远比醋酸好。

1.酸碱中和值

所谓中和值,是指1g酸剂,在室温条件下,能中和多少克碱。经检测,1g 98%冰醋酸,可中和0.476g烧碱。1g汽巴酸AC,可中和0.237g烧碱。1g中和剂PEU,可中和0.428g烧碱。

从检测结果可看出,中和剂PEU的中和能力与冰醋酸相近,而汽巴酸AC的中和能力,远远小于冰醋酸和中和剂PEU。

检测方法:取3g/L的酸剂100mL,置于三角烧瓶中,加酚酞指示剂数滴,以0.1mol/LNaoH标准溶液滴定。按0.1mol/L NaOH液的消耗量(mL),计算出中和值。

2.中和效果

(1)检测方法:

①用自来水分别配制各酸剂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全棉纱卡练漂半制品,室温一浸一轧(轧液率62.5%),70℃热风烘干,冷却待用。

②取试样8g,剪碎,置入三角烧瓶中,注入1:25的蒸馏水,沸煮10min,冷却后,平行测试萃取液的pH值。

效果比较:

①单就中和效果而论,中和剂PEU的实际中和能力最强,而汽巴酸AC的实际中和能力最弱。

②冰醋酸对碱的中和值,高于中和剂PEU,而实际中和效果,却比中和剂PEU差。这显然与冰醋酸自身的两个缺陷有关。

3.对强力的影响

(1)检测方法:取29tex/29tex(20英支×20英支)425根/10cm×228根/10cm全棉纱卡练漂半制品,室温,分别一浸一轧自来水和中和剂PEU3g/L,70℃烘干,跟随车间定形机,经200℃,30s干热处理,然后测试织物强力。

(2)检测结果(下表):织物(棉)经中和剂PEU中和后,当1:25萃取液的pH值降至4左右时,一经干热处理,织物强力便会明显下降。这表明,中和剂PEU虽不是酸,但浓度偏高,纤维素纤维仍会发生酸解脆损。

注:织物萃取液的pH值,8g剪碎的试样,按1:25加入蒸馏水,沸煮10min,冷却后的pH值。

所以,在实际应用时,一定要根据织物带碱量的多少,轧液率的高低,来确定中和剂PEU的使用量。原则是,织物经中和,1:25萃取液的pH值,只能控制在6~7,即不宜过高,更不可过低。

为此,使用前,必须先做先锋试验,决不可随意行事,以免造成“脆布”事故。

中和剂PEU用于中和织物上的碱剂,是简单而有效的。

最佳应用方式,是在定形机上,与柔软剂同浴室温浸轧烘干。

应用的关键点是:在浸轧中和剂前,必须在使用条件下,通过实验,找出最恰当的浓度,确保织物经中和后,其1:25萃取液的pH=6~7。这样,既可使染色品的pH值符合客商要求,也不会产生明显的色光异变、牢度降低以及强力损伤。

倘若担心用量浓度偏高,产生脆损、色变等不良后果,或者柔软剂耐酸稳定性差,缺乏相容性时,可以在染色皂洗后的温水洗中,施加少量中和剂先行预中和,将织物的含碱量适当降低。这样,在柔软热拉或定形时,只要施加少量中和剂便可达到要求。

下文介绍碱性废水中和的常用酸。

(1)硫酸硫酸(H2SO4)是最常用的碱性废水中和剂,价格低廉、存储简单。在大多数条件下都可以投加,但是其腐蚀性较大,需要特殊安全防范措施。如果废水中存在高浓度的钠和钙,中和反应则会产生可溶性钠盐和不溶性钙盐。在厌氧条件下,硫酸盐被还原成硫化物,然后形成硫化氢腐蚀性危险气体。在好氧条件下,硫化物能被生物氧化成硫酸盐,会腐蚀水泥输水管道。

(2)二氧化碳和烟道气 目前,人们已普遍采用压缩二氧化碳气体中和碱性废水。二氧化碳溶于水,生成碳酸(一种弱酸)与碱性废水发生中和反应,降低废水的pH。在废水pH中和需要进行二、三级微调或者pH调节范围很小时,采用二氧化碳经济高效。

烟道气中和碱性废水是一种很实用的方法,比二氧化碳更经济。烟道气一般含有14的二氧化碳,其中和原理与压缩二氧化碳气体的相同。

(3)其他酸在特定情况下,可采用其他酸(如盐酸、硝酸和磷酸)中和碱性废水,但费用一般较硫酸的高,且比硫酸难以处理。此外,如果对氯化物、总氮、总磷有排放限制时,须考虑出水水质是否达标。

1、磷酸盐缓冲液(PBS,0.03mol/L,pH7.2),无水磷酸氢二钠 2.83g,磷酸二氢钾 1.36g,蒸馏水加至1000ml,将各成分加入到1000ml 蒸馏水中,待完全溶解后,调pH至7.2~7.4,于121℃ 压力蒸气灭菌20min备用。

2、硫代硫酸钠中和剂(0.1-1.0%) pH7.2~7.4 0.03mol/L磷酸盐缓冲液100ml,硫代硫酸钠 0.1~1.0g,于121℃ 压力蒸气灭菌15min备用。

3、吐温80中和剂(0.5-1.0%),pH7.2~7.4,0.03mol/L磷酸盐缓冲液100ml,吐温80 0.5~1.0g,于121℃ 压力蒸气灭菌15min备用。

4、2%戊二醛中和剂:500 ml PBS+2.5g甘氨酸(氨基乙酸)+2.5g卵磷脂+2.5g吐温80。

5、碘伏中和剂:1000 ml PBS+硫代硫酸钠10g。

6、75%乙醇中和剂:3%吐温PBS,如500 ml PBS+1.5g吐温80。

7、酸性氧化电位水中和剂:0.5%硫代硫酸钠PBS缓冲液(pH7.2)如“500 ml PBS+2.5 g硫代硫酸钠”。

8、对于特殊消毒剂的中和剂,根据厂家提供的资料选用合适的中和剂。

常用消毒剂的中和剂:含氯(碘)消毒剂(有效氯或碘0.1%~0.5%);硫代硫酸钠(0.1%~1.0%);过氧乙酸溶液(0.1%~0.5%);硫代硫酸钠(0.1%~0.5%);过氧化氢溶液(1.0%~3.0%);硫代硫酸钠(0.5%~1.0%)

甲醛溶液(1%):1)1%双甲酮与0.6%吗啉混合液;2)0.1%~0.5%亚硫酸钠;戊二醛溶液(2%);1%甘氨酸或1%甲醛;季铵盐消毒剂(0.1%~0.5%);吐温-80(0.5%~3.0%)+卵磷脂(1%~2%)。

酚类消毒剂:吐温-80(0.5%~3.0%)。汞类消毒剂:巯基醋酸钠(0.2%~2.0%)。碱类消毒剂:等量酸。酸类消毒剂:等量碱。

不同的化学物质要用相应的中和剂,现场很难立即获得适当的中和剂,绝不能因寻找中和剂而耽误宝贵的时间,最现实而有效措施就足大量流动清水冲洗:有些中和剂本身的刺激性和毒性及使用中产热可能导致组织损害,有时不是单一化学物质致伤,难以找到理想的中和剂,但是能够适当及时使用中和剂,对减轻组织损伤和止痛是有价值的。


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