过碳酸钠介绍.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date过碳酸钠介绍过碳酸钠介绍过碳酸钠,是一种由碳酸钠和过氧化氢靠氢键形成的复合物。作为新型高效洗涤漂白杀菌剂,它具有无臭、无毒、无污染的特点。由于在水中分解产生的活性氧具有漂白作用,过碳酸钠表现出很强的去污能力,因此同传统磷系、硼系洗涤助剂相比,不仅去污力强,而且不会破坏生态环境,目前已成为世界上广泛应用的主要洗涤助剂之一。过碳酸钠在医疗卫生领域可作为杀菌消毒剂、口腔清洁

2、剂等,目前它作为一种市场前景光明的无机精细化工产品受到洗涤剂行业的关注。 过碳酸钠是由碳酸钠、过氧化氢和水三组分以氢键相连形成的不稳定复合物,由于过碳酸钠在高温下易分解,所以反应必须在低温下进行。目前工业化生产方法主要采用H2O2水溶液与饱和NaCO3溶液在一起反应。尽管过碳酸钠工业化生产多年,但合成技术仍在不断研究进展之中。 生产现状 由于过碳酸钠不像磷系助洗剂那样破坏生态平衡,造成水质富营养化,因而在国外洗涤剂尤其是洗衣粉中应用广泛,发展较快。该产品的主要生产与消费国集中在美、日、西欧等工业发达国家和地区。目前世界年消费量超过80万吨/年,最大工业装置已达到3万吨/年,其中日本生产能力已达

3、16万吨/年。 我国生产过碳酸钠历史较短,1983年首先在天津开始生产。到1990年,全国总生产能力约2000吨/年,年产量不足500吨。近10年来,随着人们对过碳酸钠认识程度不断加深,市场需求不断增加,全国先后新建了七八家生产装置,生产能力迅速增加,成为近年来发展较快的无机精细化工产品。2000年,国内过碳酸钠生产能力约4.1万吨,主要生产厂家有上虞韩华化工有限公司、青岛碱业有限公司、锡山市万利化工厂、安徽阜南化工总厂、江苏丹阳精细化工厂、江苏金湖妙洁化工有限公司、南京扈佳洗涤助剂厂、天津东方化工厂、吉化公司合成树脂厂、沧州大化双氧水分厂等。 应用与市场 洗涤助剂方面 洗涤剂多功能化,即在洗

4、涤去污的同时,兼有漂白、杀菌、消毒等作用,已成为洗涤剂的发展趋势。国外很多洗涤剂都加有起漂白的组分,国内也逐渐向这方面发展。过碳酸钠无味、无毒,在冷水中溶解好、去污力强、性质温和,溶于水后放出氧可起到漂白杀菌等多种功效,符合现代洗涤剂发展潮流。传统粉状洗涤剂多用过硼酸钠,但过硼酸钠存在溶解速度慢、价格较贵以及硼元素对农作物有影响等缺点。而过碳酸钠比过硼酸钠成本低,溶解性好,适宜在寒冷地区和冬天使用,又不会对农作物产生危害,因此,它已被广泛用于家用和工业用洗涤、漂白、杀菌剂。该产品用于合成纤维、动物纤维、合成树脂纤维、纸浆油脂等漂白效果好,不损伤面料,不泛黄。自上世纪80年代以来,西方工业发达国

5、家市场需求量以年均10的速度增长。 在我国,目前将过碳酸钠应用于洗涤剂制造行业属于起步阶段,已有部分厂家开始将过碳酸钠与其他有效的洗涤助剂配合,制成高效洗涤剂或彩漂粉销售,但数量较小。尽管目前我国工业过碳酸钠单独存放的稳定性有所提高,但是与现在使用的洗衣粉组分相容性不太好,当过碳酸钠添加到洗衣粉中后,由于洗衣粉中含水量高或一些可以引起过碳酸钠分解的成分和杂质的存在,而引起过碳酸钠的分解,目前这个问题已引起生产厂家的高度重视,开始研究生产包裹式过碳酸钠产品。目前洗涤剂生产厂家面对激烈的市场竞争,也希望加入过碳酸钠来改进产品性能,尤其是低磷或无磷洗衣粉的生产,通过加入过碳酸钠,可使产品向高档化、无

6、毒化、多功能化方向发展。我国是洗涤剂生产大国,2000年洗涤剂生产能力约为200万吨/年以上,若按加入量5计算,仅洗涤剂行业每年就需消费过碳酸钠10万吨,因此我国过碳酸钠市场潜力巨大。 医疗卫生方面 将过碳酸钠与含聚乙烯醇及铜、铁、钴、锰等任一化合物催化剂的固体物混合,当急救用氧时,加入适量的水,即可分解出氧气,简单方便,供氧量大。这种氧源适于家庭、农村、军队、地下施工及矿山工采、抗洪、灭火救灾等急救用氧,是一种性能优异的急救供氧剂。据保守估计,仅京津地区用于医用供氧源的过碳酸钠就有400左右。部分出口的过碳酸钠也是用于这一方面。 过碳酸钠还是一种杀菌消毒剂,可杀灭大肠杆菌、葡萄球菌、肝炎病毒

7、等常见细菌。可作为医院、公共场所、医疗器械杀菌消毒剂、假牙清洁剂、餐具及水果消毒剂、香皂杀菌剂等。 其他方面 用在食品保鲜消毒方面。1过碳酸钠水溶液可使水果、蔬菜贮存45个月不变质(在国外已大量使用)。我国现已根据联合国粮农组织的标准,制定出食品添加剂过碳酸钠的行业标准,这必将更好地引导企业使用这种产品。 过碳酸钠可以替代过氧化钙作为水产养殖业的产氧剂,放氧速度明显高于过氧化钙。该产品还可给在贮运过程中的鱼、虾、蟹等生物供氧保鲜。随着我国水产养殖业的不断发展,过碳酸钠在这方面的用量呈逐年上升的趋势。 用作纺织、印染整理剂,它不像氯漂白有易褪色等缺点,适用于不宜氯漂的合成纤维、动物纤维、合成树脂

8、纤维及荧光增白剂处理过的纤维漂洗整理。 过碳酸钠可在醛基转化为酚型羟基反应、有机硼烷氧化、腈水解、硫醚与胺氧化、烯烃环氧化、酮氧化、二酮断裂氧化等反应作为氧化剂。 另外,过碳酸钠还可作为金属表面处理剂、电镀洗涤剂、污水处理剂及高分子聚合控制剂等。 发展建议 目前,国内过碳酸钠在洗涤剂中消费量与国外发达国家平均水平差距较大的原因主要在于:推广力度不够,产品稳定性不好。生产厂家应努力提高产品质量,研制高效内、外稳定剂及其合理加入方式,改进产品造粒技术,保证外稳定剂的包裹效果。 过碳酸钠生产工艺简单,投资小,见效快,且国内技术比较成熟。以年产2000吨装置为例,投资不足300万元,年获税利500万元

9、以上,投资回收期仅为57月。有原料优势的企业如新建或扩建过碳酸钠装置,必将获得良好的效益回报。 随着我国国民经济的发展,过碳酸钠将在洗涤剂等行业中发挥重要的作用。在完善工艺、降低成本、加大推广宣传力度的基础上,我国过碳酸钠开发应用前景十分广阔。 过碳酸钠 分子式:2Na2CO3.3H2O2 分子量:314.02 执行标准:HG/T2764-1996 性状:易溶于水,白色粉末或颗粒结晶。 产品质量指标: 指标项目指标 优级品合格品 20-8020-80 活性氧(O)含量13.010.5 堆积密度g/l700-1000700-1000 铁(Fe)ppm%2020 PH值(30/l水溶液)10-11

10、10-11 水份%2.02.0 包装:复合塑料编织袋内衬聚乙烯薄膜袋,净重25公斤/袋。 用途:1、广泛用于洗涤用品助剂,以及日常生活用漂洗剂。 2、纺织工业中作漂白剂、染整剂、干漂剂。 3、造纸工业中作纸浆漂白剂。 4、用于餐具消毒剂、金属表面处理以及除垢、杀菌、除味剂等。 5、该产品遇水后能迅速分解,因而普遍用于医用急救增氧剂和水产增氧剂。化学式:Na2C2O6. 结构式:Na+O-C-O-O-C-O2-Na+ 过氧过氧碳酸钠的生成化学反应式为:2Na2CO3+3H2O22Na2CO33H2O 过氧过氧碳酸钠的生产方法很多,不同的生产方法可以制备不同形式和规格的产品。但概括起来可分为两类:

11、湿法生产工艺和干法生产工艺。 过氧干法生产是在热空气沸腾的流态床上,往无水碳酸钠上喷洒过氧化氢溶液而制得过氧碳酸钠晶体。由于该法生产工艺、生产流程简单,生成的产品稳定性差,活性氧含量低,以及生产技术苛刻,操作困难等原因,工业上很少采用。 过氧湿法生产是用饱和的碳酸钠溶液跟一定浓度的双氧水在添加适量的稳定剂及一定的温度条件下进行反应,然后经结晶、过滤、干燥、分离而得到的产品。该法生产的产品稳定性好,技术成熟,得到工业上的广泛应用。目前有喷雾法、低温结晶法和溶剂法等。 过碳酸钠物化性质 过氧过氧碳酸钠,又称过碳酸钠,是Na2CO3和H2O2的加成复合物。自70年代末日本开发成功并投入生产以来,欧美

12、等国也竟相开发研究这一新产品,我国在八十年代初才开始研究并生产这种产品,至今已形成一定的生产规模。过氧碳酸钠是一种具有多用途的新型氧系漂白剂,具有漂白、杀菌、洗涤、水溶性好等特点,对环境无危害。现已广泛应用于纺织、洗涤剂、医药和饮食行业,同时它也是一种优良的纸浆漂白剂,可替代含氯漂白剂,生产白度高、白度稳定性好的纸浆。 1过过氧碳酸钠的物理性质 过氧过氧碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢以氢键结合在一起的结晶化合物,常见其分子晶型有两种:1.5型(Na2CO31.5H2O2)和2,3型(2Na2CO33H2O2)。目前所使用的产品大部分为分子式2,3型过氧碳酸钠产品,分子量为314。过氧碳酸钠为白色结晶

13、粉末状或颗粒状固体,由于碳酸钠与过氧化氢以氢键联接,其在水中有很好的溶解度,并随温度的升高而上升。表1为过氧碳酸钠在几种不同温度下的溶解度。过氧碳酸钠中理论活性氧含量为15.3%,相当于32.5%的过氧化氢,但一般市售的产品其活性含量要少两个百分点左右。此外,过氧碳酸钠化学性质不稳定,遇水、重金属离子等易分解,其化学反应式如下: 氧2Na2CO33H2O2=2Na2CO3+3H2O2 过氧H2O2H2O+1/2O2 表1过氧碳酸钠在不同温度下的溶解度 温度 溶解度 (g/100g水) 12.05 12.310 14.020 16.230 18.540 固体过氧碳酸钠随温度的升高,其活性氧含量损

14、失愈大,例如在室温条件下贮存一个月,其活性氧损失大约为0.5%,而在40时贮存一个月,其活性氧含量损失为3%。 过碳酸钠的漂白机理 过氧过氧碳酸钠具有较高的活性氧含量,并在冷水中有很好的溶解性能,过氧碳酸钠在水中分解,产生H2O2和Na2CO3,故其水溶液的性质与相应组成的双氧水和碳酸钠的水溶液的性质相同。在碱性溶液中过氧化氢发生以下的化学反应,其反应式如下: H2O2H+HOO- 2HOO-O2+2OH- 由以上两式可知,生成的过羟基离子HOO-具有漂白作用,但同时过羟基离子易受重金属离子的影响而加速分解,减少过氧化氢的有效漂白。在碱性介质中有利于过羟基离子的形成,且pH值对漂白作用影响很大

15、,通常认为pH过高过低都不利于低浆漂白,pH在1011较适宜。碳酸钠在水中呈碱性,故过氧碳酸钠溶液在1%3%浓度时其pH值在10.511,这有利于纸浆的漂白。 过氧此外,过氧碳酸钠在中性和酸性条件下遇到更强的氧化剂(如高锰酸钾),又能表现出还原性。 过碳酸钠过碳酸钠能用于生产H2O2,过氧化氢(H2O2)俗名双氧水,常温下是一种无色的液体,它难电离,易分解。作为一种经典化工产品,工业上早在一百多年前便开始生产。随着社会需求的增长,尤其是生态环境保护的需要,过氧化氢近年来更受人们的青睐,并被称为“绿色氧化剂”。为了储存、运输、使用的方便,工业上采用醇析出将其转化成固态的过碳酸钠晶体(化学式为:2

16、Na2CO3?3H2O2),该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性。醇析出的产生工艺过程如下:在05时,往饱和Na2CO3溶液中,先加入H2O2和稳定剂(MgCl2和Na2SiO3),经充分反应后,再加入异丙醇,过滤,分液,即得过碳酸钠晶体。 经过处理可得到粒粒氧,即固粒氧,用于在鱼池中立体增氧,净化水质。 汇通网 洗涤助剂洗涤剂的多功能化,即在洗涤去污的同时,兼有漂白、杀菌、消毒等作用,已成为洗涤剂的发展趋势,国外很多洗涤剂都加有起漂白作用的组分,国内也逐渐向这方面发展。由于过碳酸钠无味、无毒,冷水中易于溶解,去污力强,溶于水后能放出氧而起到漂白杀菌等多种功效,符合现代洗涤剂发展潮流。传统

17、粉状洗涤剂多用过硼酸钠,但过硼酸钠存在溶解速度慢、价格较贵以及硼元素对农作物有影响等缺点。而过碳酸钠比过硼酸钠成本低,溶解性好,适宜寒冷地区和冬天使用,又不会对农作物产生危害,因此过碳酸钠在洗涤剂生产中应用日益增多,目前,过碳酸钠已广泛用作家用和工业用洗涤、漂白、杀菌剂,用于合成纤维、动物纤维、合成树脂纤维、纸浆脂等生产领域,漂白效果好,不损伤面料,不泛黄。 过碳酸钠如日本重垢彩漂洗衣粉,过碳酸钠添加量为10(质量分数,下同);国外常用普通的加酶漂白洗衣粉,添加量为8;日本新型除渍用洗涤剂,添加量为20;中国用防尘漂白洗衣粉,添加量为8。自20世纪80年代以来,西方工业发达国家市场对洗涤剂的需

18、求量以年均10的速率增长。在中国,目前将过碳酸钠应用于洗涤剂生产正处于起步阶段,已有部分厂家开始将过碳酸钠与其它有效的涤助剂配合,制成高效洗涤剂或彩漂洗衣粉销售,但数量较小。尽管目前中国工业过碳酸钠单独存放的稳定性有所提高,但因与现在使用的洗衣粉组分相容性不太好,当过碳酸钠添加到洗衣粉中后,由于洗衣粉中含水量高或一些可以引起过碳酸钠分解的成分和杂质的存在会引起过碳酸钠分解,目前这个问题已引起生产厂家的高度重视,开始研究生产包裹式过碳酸钠产品。目前洗涤剂生产厂家面对激烈的市场竞争,也希望加入过碳酸钠来改进产品性能,尤其是低磷或无磷洗衣粉的生产,通过加入过碳酸钠,可使产品向高档化、无毒化、多功能化

19、方向发展。中国是洗涤剂生产大国,目前生产能力已达22万ta以上,若按加入量的5计算,则仅洗涤剂行业每年就需消费过碳酸钠10万t,可见中国过碳酸钠市场潜力巨大。 汇通社区 医疗卫生过碳酸钠的应用将过碳酸钠与含聚乙烯酸及Cu、Fe、Co、Mn等任一化合物催化剂的固体物混合,当急救用氧时,加入适量的水,即可分解出氧气,简单方便,供氧量大。这种氧源适于家庭(尤其是农村家庭)、军队、地下施工及矿山开采、抗洪、灭火救灾等急救场合,是一种性能优异的急救供氧剂。据保守估计,仅京津地区用于医用供氧源的过碳酸钠就需约400吨/年,部分出口的过碳酸钠也是用于这一方面。过碳酸钠还是一种杀菌消毒剂,可杀灭大肠杆菌、葡萄

20、球菌、肝炎病毒等常见病菌。可作为医院、公共场所的杀菌消毒剂、假牙清洁剂、餐具及水果消毒剂、香皂杀菌剂等。 汇通网 其它过碳酸钠可用于食品保鲜消毒,l过碳酸钠水溶液可使水果、蔬菜贮存45个月不变质。在西方已大量用于食品工业,中国也已经根据联合国粮农组织的标准,制定了食品添加剂过碳酸钠的行业标准,以便更好地引导企业使用过碳酸钠,以利于促进其在食品行业的消费。另外,过碳酸钠可以替代过氧化钙作为水产养殖业的产氧剂,放氧速度明显高于过氧化钙,并可给在贮运过程中的鱼、虾、蟹等生物供氧保鲜。随着我国水产养殖业的不断发展,过碳酸钠在这方面的用量将会呈逐年上升趋势。过碳酸钠可用作纺织、印染整理剂,不像氯漂白有易

21、褪色等缺点,适应于不宜氯漂的合成纤维、动物纤维、合成树脂纤维及荧光增白剂处理过的纤维漂洗整理。过碳酸钠可在醛基转化为酚羟基反应、有机硼烷氧化、腈水解、硫醚与胺氧化、烯烃环氧化、酮氧化、a一二酮断裂氧化等反应中作为氧化剂。另外过碳酸钠还可作为金属表面处理剂、电镀洗涤剂、污水处理剂及高分子聚合控制剂等。 汇金网 汇金网注意事项编辑本段回目录储存 汇通百科 过碳酸钠储存于干燥洁净、通风条件良好的仓间内。远离火种、热源和直接的阳光照射。室温40C 以下,相对湿度保持在75%以下。注意防潮和雨淋。保持容器的密封,注意标签完好无遗漏。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏,注意保持容器压力排泄的正常。雨天不

22、宜运输。应与易燃或可燃物、还原剂、硫、磷等分开存放,切忌混储混运。避免与其它易引起产品分解的物质接触。 汇通社区使用 汇通网避免产品与眼睛、皮肤和衣服接触。操作时保持周围环境空气流畅。切勿吞食,切勿吸入粉尘、薄雾、气体。勿在工作环境内饮食、吸烟。避免与易燃物和有机物接触。容器上应有标签,不使用时保持容器密封。操作后清洗手和其它身体接触部位。 汇通网 工程控制 汇通社区过碳酸钠保持室内空气通畅,配备空气流通装置。避免粉尘和气雾,勿在密闭的空间内操作,应经常观测以确定接触危害值,保持接触危害值处于防护标准值之下。 汇通社区防护通常情况下不需特殊的防护,但是当作业环境不确定或粉尘多、或者环境危害程度

23、超过上限时,应使用空气呼吸器、自给式呼吸器、氧气呼吸器、过滤式防毒面具(半、全面罩)防尘口罩等防护器具,佩戴化学安全防护眼睛和防护面具。 汇通网 避免皮肤与产品接触,佩戴防化学品手套(推荐材料:PVC,氯丁橡胶等)。根据具体情况选择穿戴各类作业防护服。 汇通社区 防护设施包括:洗眼器,安全淋浴房,防毒物渗透工作服,橡胶靴。 汇通网 卫生清洁 汇通社区下班后和用餐前用肥皂和水清洗手和其他身体接触部位。进食或吸烟前必须洗掉身体上的化学品。 汇通百科 废弃处置依照政府相关法规处理的外包装处置方法,清空并清洗容器,然后依照政府相关法规处理 汇金网事故处理编辑本段回目录急救措施泄漏处理皮肤接触:脱去被污

24、染的衣物,用大量的流动的清水冲洗。 汇通社区 眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,就医。 汇通网 吸入:迅速脱离现场到空气新鲜处。保持呼吸道畅通。若呼吸困难,给输氧。若呼吸停止,立即进行人工呼吸,就医。 汇通百科 食入:饮足量温水,就医,切勿催吐。 汇通社区消防措施 汇通社区 灭火方法:立即撤离所有无关人员。穿戴防护用具和自给式呼吸器。保持空气流畅以排泄有毒气体和分解物。用大量水喷洒 汇金网泄漏处理 汇通百科 隔离泄露污染区,撤离所有无关人员。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿消毒服。不要直接接触泄露物。勿使泄露物与有机物、还原剂、易燃物接触。 汇通社区小量泄露:用洁净的铲子收集与干

25、燥、洁净、有盖的容器中。大量泄露:收集回收或运到废物处理场进行处理。用大量水冲洗泄露污染区。 汇通网用于洗衣粉组成的高稳定性过碳酸钠成刚 (工程师) 黎松(高级工程师) (金陵石油化工公司研究院,南京,210046) 摘要 介绍了能用于洗衣粉的高稳定性过碳酸钠的制备方法 关键词 过碳酸钠、涂膜、洗衣粉、贮存稳定性 过碳酸钠由于能分解释放出活性氧而具备优良的漂白活性和杀菌消毒性能,被大量用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中1。我国洗涤工业是高稳定性过碳酸钠最大的潜在市场,仅洗衣粉一项,参照日、美、欧的市场需求和发展趋势2,以洗衣粉重量的10%计,市场前景将十分广阔。 洗衣粉通常由表面活性

26、剂、无机助剂、螯合剂、抗再沉积剂、酶和漂白剂等复配而成3。漂白剂能增强洗涤效果,顺应洗涤工业发展趋势(先洗后漂,提高洗涤能力)的高效超浓缩洗衣粉对漂白剂的要求甚高。 常见漂白剂分氯系和氧系两大类,常用氯系漂白剂由于使加入洗衣粉中的多数酶失活,损伤织物纤维,使织物褪色,本身的稳定性较差,使用量日趋萎缩。而高稳定性能的氧系漂白剂则能在保持良好漂白活性成分的前提下,与酶及其它组分的相容性好4,而且还能增强洗涤功能而得到广泛应用,作为高效氧系漂白剂的代表过碳酸钠和过硼酸钠已被大量应用于洗衣粉中。 过碳酸钠、过硼酸钠及其同类化合物溶于水后,通过分解释放出活性氧而显示其漂白功能。过硼酸钠在低温时分解得很慢

27、,需在洗涤过程中加入活化剂并提高洗涤温度,在主要用冷水或温水进行洗涤的地区,采用过硼酸钠作为洗衣粉的漂白组分,其效果难以令人满意5。 相反,过碳酸钠能在低温下溶于水中,迅速分解并释放出活性氧,显示出良好的漂白性能。因此,近年来,洗衣粉生产中对过碳酸钠的需求量迅速增长2。 可是相对于过硼酸钠而言,过碳酸钠对潮湿和热太敏感,即使是在室温下,洗涤剂本身所含的水分以及空气中的湿度就足以让它分解,洗涤剂中的某些成分(如沸石等)与过碳酸钠接触时也能加速其分解5,造成包装袋胀爆、有效成分损失,故研究制备出高稳定性能的过碳酸钠十分迫切也十分必要。 1提高过碳酸钠稳定性方法 提高过碳酸钠稳定性的方法有三种,一种

28、是在制备过碳酸钠颗粒的过程中加入少量特定物质6,这些物质共存于过碳酸钠颗粒中使稳定性增强;一种是在使用过碳酸钠的同时,外加少量稳定剂来抑制其分解7,以期达到增强稳定性的目的;再一种就是在粒状过碳酸钠的表面均匀地涂上少量的无机、有机或高分子物质,使其外表被包膜,隔绝与空气、潮湿和其它物质接触,起到增强稳定性的作用。 在过碳酸钠制备中加入少量的含硅、镁等元素的无机或有机盐,是能够在一定程度上加强过碳酸钠的稳定性,但效果不明显,而且加入的物质使洗衣粉生产成本增加,洗涤性能未能得到改善;外加少量的稳定剂,其结果是与稳定剂接触到的过碳酸钠颗粒的分解得到抑制,而未能与稳定剂接触到的部分依然分解,效果仍不理

29、想;采用具有助洗功能的物质以包裹的形式使过碳酸钠表面颗粒表面形成涂膜,由于隔绝了过碳酸钠与外界的直接接触,稳定效果提高明显5,并且在用于洗衣粉配方后,在洗涤过程中由于涂膜的溶解延缓了漂白剂的分解,起到先洗后漂的作用,避免了由于活性氧的催化使水溶性污垢生成难溶物再沉积于衣物纤维上的可能8,因而应用前景广阔。 用来做涂覆包膜的物质大致有三类:一类为粗石蜡、氯乙烯树脂、二烷基氯化铵等有机物9,一类为硅酸盐、磷酸盐、硼酸及其碱金属或碱土金属盐类无机物10-12,另一类为高分子取代乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐及马丙共聚等水溶性高聚物1314。由于粗石蜡及氯乙烯树脂等有机涂层水溶性差,尤其是在用于低温洗涤时

30、,影响洗衣粉漂白性能和洗涤性能的有效发挥,已逐渐被取代,而用后两类物质作为过碳酸钠的表面涂层材料以提高其稳定性则显得尤为重要。 2涂覆包膜法制备高稳定性能的过碳酸钠 用涂覆包膜法制备洗衣粉用高稳定性的过碳酸钠,必须考虑包膜后的过碳酸钠配入洗衣粉后在洗涤过程中的溶解性能。在我国绝大部分地区,洗涤均在低温下进行,即使是采用低熔点的有机物对过碳酸钠进行包膜处理,洗涤时其漂白性能也会受到溶解等因素的影响,并且会有因被洗织物受包膜用有机物的污染致使洗涤效果下降的可能,故而建议采用无机材料,和高分子材料进行涂覆包膜的制备方法。 受过硼酸钠水溶液低温分解缓慢、稳定性好的启发,在选用无机材料进行涂覆包膜时,人

31、们很自然地想到采用硼酸、过硼酸及其盐类化合物等材料15。最早提出用硼酸做涂覆包膜材料以提高过碳酸钠的稳定性的制备方法16是将硼酸水溶液喷涂于过碳酸钠颗粒上,用热气流带走水分,过碳酸钠颗粒应外表面形成涂膜而使稳定性能得到改善。但单用硼酸及其盐类化合物来进行涂覆包膜,过碳酸钠的稳定效果不如预期的那么好,于是,人们在进一步的改良中,在硼酸及其盐溶液中加入磷酸,硅酸等无机酸的碱金属和碱土金属盐共同涂覆,镁盐因作为内稳定剂效果较好而在一段时间内倍受推崇1315,涂覆后的过碳酸钠用作洗衣粉漂白组分时其稳定性再一次提高17。 采用分别喷涂硼酸的硅酸盐化合物溶液于粒状过碳酸钠上5,使其在热气流作用下外表层均匀

32、成膜稳定性更好。而且分别喷涂可以用硼酸盐及硅酸盐的浓溶液,节省了涂膜干燥而蒸发大量溶剂的能耗,缩短过碳酸钠在热环境中与水溶液接触的时间,减少因涂覆制备而造成的有效氧损失,同时还能克服硼酸和硅酸盐在水溶液中容易形成凝胶致使喷涂液粘度过大不易喷涂等缺点,涂覆后的过碳酸钠在保持高稳定性的前提下,还具有流动性好、水溶性好等特点。 螯合剂与抗再沉积剂是合成洗衣粉不可缺少的组成。传统三聚磷酸钠因富营养化造成环境污染正在逐渐被新一代的助剂所替代。这些替代品中,丙烯酸聚合物和共聚物的碱金属盐功效显著,它不仅能使洗衣粉具备良好的抗硬水性,而且对污垢的分散性、胶溶性和抗再沉积性较好。在过碳酸钠粒子外表喷涂这类高分

33、子物质形成均匀包膜,不仅可以提高过碳酸钠的稳定性,而且使洗衣粉具备抗硬水、抗再沉积等性能,可以起到一石多鸟的作用。 高分子溶液的成膜性强。在过碳酸钠生产过程中加入少许内稳定物质,再用高聚物涂覆包膜提高其稳定性不仅效果好,而且用量少13。在合适的配比和工艺条件下选用助洗功能与水溶解性俱佳的聚合物进行涂覆或浸渍包膜,不仅使包膜后的过碳酸钠稳定性高、流动性与水溶性好,而且将其配入洗衣粉后能在洗涤过程中起到先洗后漂的作用。 3喷涂工艺设计及过碳酸钠稳定性能评价 31 工艺设计 由于过碳酸钠遇热和潮湿容易分解,而用来涂覆包膜的溶液多为水溶液,而且需要用热气流吹扫使溶剂挥发,使过碳酸钠颗粒外表形成涂膜,故

34、设备装置(小型流化床)的设计和工艺条件的选定至关重要。能否在尽量段的接触时间里和尽量低的温度下完成涂覆包膜就成为技术的关键。 高分子材料涂覆因膜层较薄,一般采用浸渍的方法完成13,无机材料涂覆大体上都采用喷涂的方法进行5。 浸渍的方法设备方面要求相对简单一些,但溶剂的选择和回收使用较繁琐,相应地生产成本稍大一些。涂覆方式则对设备及工艺条件的要求较严格,使用的包膜材料多为水溶性好的硼酸盐、硅酸盐和磷酸盐类无机化合物,材料成本较低。采用特别设计的喷枪和合适的工艺,可以同时喷涂无机材料和高分子材料,使涂膜成多层微孔网络状,最外层用高分子涂层覆盖,与洗衣粉其它成分相容,从而达到其贮运稳定的效果。 涂覆

35、包膜多在热气流下使粒状过碳酸钠保持流动状态,于一定高度上同时或分别喷淋热的包膜材料水溶液5。温度太高,则使过碳酸钠的分解速率加快活性氧损失大,温度过低,需要干燥的时间长,同样能造成活性氧的损失,而且能耗大、周期长。喷淋溶液过浓,使包膜液粘度过大,涂膜不均匀,粒子流动性差,溶液过稀,则增加过碳酸钠与水溶液的接触,能耗增大,活性氧损失多。因此,选择合适的工艺条件(包括选用合适的喷枪)与合适的溶液浓度至关重要。 喷涂溶液相互间的比例及喷涂方式同样十分关键。配比不同,稳定效果则不同5。将喷涂溶液掺合到一起常会因相互作用形成凝胶,不易在较高的浓度下喷涂,分别喷涂的效果则较理想,包膜后的过碳酸钠能达到技术

36、要求。 32 稳定性评估 过碳酸钠的稳定性通常由测定产品的活性氧含量来进行评估215。可通过活性氧含量的信息反馈来确定工艺条件、溶液浓度、材料配比的优选,从而制备出高稳定性的过碳酸钠产品。目前,高浓度过碳酸钠产品活性氧含量在13%以上,文献报道的用于洗衣粉中的高稳定性过碳酸钠保存在40、80%的相对湿度下两周后活性氧存留率在85%以上51517。 4 结束语 综上所述,为顺应我国洗涤剂生产向高效、超浓缩发展的趋势,高稳定性过碳酸钠的制备势在必行。专家预测,到2000年,我国洗涤行业需高稳定性过碳酸钠万吨以上,而国内市场普通过碳酸钠价格每吨为5000元,提高稳定性后价格约为每吨800美元,且用来

37、喷涂的材料多为洗衣粉的必要成分,基本上不增加原料成本,因而市场前景广阔,形成工业化后效益显著。 【技术特点】过碳酸钠产品是以双氧水和碳酸钠为原料经合成而制备。本项目开发研究的过碳酸钠新技术,工业路线短,设备简单,一次性投入少;操作简便,易于控制,过程无三废处理;双氧水利用率高,生产成本低;产品质量稳定,各项指标均达到国内外同类产品先进水平。产品贮存稳定性好。【产品质量指标】产品规格符合化工行业HG/T 2764-1996标准。【产品发展前景】漂白剂的使用是当前洗涤剂工业的一个重要发展方向。过碳酸钠是一种十分理想的漂白剂,具有增艳、杀菌作用。做为洗涤剂的添加剂,不但可以增加洗衣粉的花色品种,提高

38、洗衣粉的档次,调整产业结构,而且还能减少对环境的污染。所以,国际上许多国家都在竞相开发和应用过碳酸钠以及含有过碳酸钠的多种洗涤剂。从国内洗涤剂行业来看,洗衣粉在向高档、系列、专用化的方向发展。我国现有许多高级宾馆要以万元/吨的代价从国外购买高档专用洗衣粉。由此可见,有必要加紧开发该类产品,并尽快的投放于市场。彩漂洗衣粉的推出将会使洗涤剂产品的结构有一个重大突破。所以,作为彩漂洗衣粉的重要添加剂过碳酸钠将有其良好的市场前景。【主要经济指标】原材料、水、电、汽消耗(吨产品计)名称规格消耗定额工业双氧水27.5%1.2工业一级碳酸钠以100%计0.72水3.0电度200蒸汽0.4mPa4.5【工程投

39、资估算】规模(t/a)基建投资(万元)其中设备(万元)1000200.0100.03000350.0200.05000500.0350.0过碳酸钠是优良的氧化剂,由于其适中的电极电位和常温下的良好活性,较之过硼酸钠更适宜于东方人的常温洗涤衣物的习惯,故其产量中近60%用于洗涤漂白剂。过碳酸钠还可作还原染料的显色剂;纺织品和造纸工业中的漂白剂、脱脂剂;医药上和家庭用的消毒杀菌剂。也可作媒染剂、脱臭剂、分析化学试剂、有机合成的聚合引发剂以及牙膏、化妆品的添加剂。还可以作为氧气发生剂以作为应急氧源。生产成本:40004500元/t售 价:55006500元/t利 税:10001500元/t提高过碳酸

40、钠稳定性技术进展过碳酸钠是由碳酸钠和过氧化氢复合形成的一种新型氧系漂白剂,其稳定性较差,在制备、贮存、运输和使用过程中易发生分解,致使活性氧含量降低。因此,提高过碳酸钠的稳定性,保持高的活性氧含量是生产过碳酸钠产品的关键。影响过碳酸钠产品稳定性的因素主要有环境的湿度、温度以及产品中金属杂质的含量,所以增加过碳酸钠稳定性的途径大致有以下几种方法:净化原料,减少原料杂质尤其是重金属离子的含量;添加无机物和有机物使其与金属离子形成螯合物;用某些有机和无机化合物涂覆过碳酸钠粒子,以隔绝其与湿空气接触的机会,改善产品的贮存环境等。其中添加稳定剂和采用包覆方法是最主要的两种方法。一、添加稳定剂工业用碳酸钠

41、原料中一般含有Fe、Mn、Cr等金属,在碳酸钠与H2O2反应制过碳酸钠过程中,这些金属会加速过氧化氢的分解,导致氧损失,并且最终使产品的稳定性变差,解决方法之一是在生产过程中添加不同的稳定剂。研究发现,在碳酸钠与过氧化氢反应过程中加入有机螯合物和各种无机盐类稳定剂,可以大大提高过碳酸钠产品的稳定性。加入的稳定剂种类很多,主要包括无机化合物和有机化合物两大类。其中无机化合物包括:磷酸或磷酸盐类,如正磷酸、磷酸、磷酸钠、磷酸二氢钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等;碱金属或碱土金属盐类,如硫酸钠、硫酸镁、氯化镁等;硅酸盐类,如硅酸盐、硅酸钠等;硼酸或硼酸盐,如硼酸、偏硼酸钠等。有机化合物包括:有机胺类化合物

42、,如乙撑二胺四醋酸盐、二乙烯三胺五醋酸盐等;醇类化合物,如聚乙二醇类、聚乙二硫醇类化合物;螯合物与表面活性剂,如8-羟基喹啉,-苯偶姻肟等;脂肪族氨基酸及其盐类,如乙氨酸、谷蛋白、明胶等;芳香族化合物,如磺酸镁盐、高级脂肪醇的硫酸脂镁盐等;铵盐羧酸盐类,如EDTA;非离子表面活性剂,如高级醇、高级脂肪的甘油脂等。在生产中,应按原料价格便宜、易得的原则选择稳定剂,多采用一种或两种以上无机和有机化合物组合,这样比采用单一稳定剂的稳定效果更佳。就一般原料和操作条件而言,无机化合物的添加量一般为0.01%1.0%(质量分数,下同),有机化合物的添加量为0.02%0.5%。稳定剂的加入既可采用在成品表面

43、进行喷涂的方法,也可采用在反应中加入的方法。二、制造粒状过碳酸钠粉末状过碳酸钠属于热敏型不稳定化合物,长期保存易结块,在湿空气中不稳定,容易使活性氧含量下降,或由于分解放热发生危险。若制成颗粒状可增加其稳定性。过碳酸钠在造粒过程中需添加碳酸盐或多糖类及其衍生物。三、用流化床技术合成过碳酸钠在流化床反应器内将碳酸钠和过氧化氢溶液混合,鼓入空气,使两者反应生成过碳酸钠微晶。排出晶粒进入涂层工序,该工序也采用流化床技术。用可相溶的无机盐类形成均匀的涂层以稳定过碳酸钠的活性氧,该法制得的过碳酸钠活性氧含量约为13%。四、喷淋干燥法生产过碳酸钠制备碳酸钠水溶液,然后与过氧化氢水溶液混合,将两种溶液充分浓

44、缩,使其在几分钟内沉淀出过碳酸钠。生成的料浆必须剧烈搅拌,以使进入喷淋段的晶体料浆保持均匀态,然后将分布均匀的晶体料浆送入喷淋干燥器,干燥后可得流动性好的固体过碳酸钠。本法可持续或间歇地喷淋干燥含过碳酸钠晶体的料浆, 产品得率高, 活性氧含量在14.1%14.6%。产品质量稳定,于50下存放1个月后,活性氧仅损失2.2%3.8%。五、包覆法 为提高过碳酸钠的稳定性,对过碳酸钠粒子表面进行包覆是隔绝外界物质侵入的最有效方法。包覆在一系列可搅动粒子的设备中进行,粒子在搅动下喷涂包覆溶液后进行干燥,干燥一般在流化床中进行,温度为6080,干燥后产品含水量为0.1%0.7%。 1无机盐包覆由于降低产品

45、的吸湿性可起到提高稳定性的作用,故可以采用无机盐如硅酸盐、硫酸镁、碱金属盐(包括碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐等)进行多层包覆。其中以碱金属硫酸盐和氯化盐包覆过碳酸钠效果较好,其机理可能是Na2S04和NaCl以适当的比例形成窗格型插合物,水分进入其晶格中后,其结合力比普通结晶水牢固,而且在贮存中即使H2O2释放出时也能被此结晶格捕获从而避免损失,能有效提高过碳酸钠的稳定性。包覆时还可加入少量硅酸盐作为抗摩擦剂。 2有机酸(盐)包覆 以配合剂羟基羧酸盐包覆过碳酸钠效果较好。羟基羧酸盐包括葡萄糖酸盐、抗坏血酸盐、三羟基戍二酸盐以及酒石酸盐等,实验中发现以上有机配合剂和硅酸盐有配合效应,与无水Na2CO

46、3也有配合效应,羟基羧酸盐和无机盐如硅酸钠、硫酸镁、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠配合多层包覆效果明显。 3硼酸或硼酸盐包覆 包覆剂可采用硼酸或硼酸盐与防水剂并用。用喷雾器将包覆剂喷到过碳酸钠粒状物上,再干燥得到产品。还有用硼酸溶液及水玻璃在流化床中对过碳酸钠进行包覆,温度为5070,无论是同时喷涂两种包覆液或分别喷涂两种包覆液其结果基本相同,都能得到高稳定性的过碳酸钠。实验发现,当温度高达91100时,经光电显微镜观测过碳酸钠表面出现毛刺,表明其表面发生了分解反应,产品稳定性明显降低。 此外,还可以把硼酸、硅酸、硅酸盐混合起来,在基本上不产生凝胶的情况下配制成浓溶液,质量分数在15%25%。包覆后的过碳酸钠中包覆剂占2%6%。此法的优点是使用了较浓的包覆剂,避免了包覆过程中为除去大量水而耗费能量,同时缩短干燥时间也起到了避免过碳酸钠分解作用的效果,缺点是工艺操作较难。采用硼酸和碱金属盐(氯化钠和硫酸钠)或铵盐作包覆剂,碱金属盐或铵盐的存在可提高硼酸在水中的溶解度,还可减少硼酸用量,其效果与前一技术相似。还有用硼

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