螯合剂的分散力

螯合剂的分散力

不同的应用领域如何选择螯合剂
孙克龙 Tony Minshull
阿克苏诺贝尔公司

一，螯合分散剂用途
纺织工业：
1，退浆 在退浆液中添加螯合剂，不管使用哪种退浆方法，可使退浆效率大大提高。这是因为它把与浆料反应的金属离子络合以后，提高了浆膜的可溶胀性，也提高了浆料与退浆剂的可反应性，从而很容易从织物上去除。
2， 前处理 主要用作双氧水漂白的稳定剂，控制双氧水缓慢平稳的分解，提高双氧水利用率；同时防止金属离子导致的局部剧烈分解，引起织物纤维断裂形成破洞。
3，染色 染色过程使用的水、芒硝、纯碱、氯化钠等都含有一定的杂质，在杂质的影响下，染料会引起沉淀。特别是鲜艳的色系染色时，加入螯合剂可使色泽更加鲜艳，而对染料的磨擦牢度及匀染没有不良影响。在染硫化染料时，更可防止起铜镜面的效果出现。
造纸工业：
金属离子在纸浆漂白过程中引起的反应沉淀结垢，漂白剂无效分解，纸浆返黄等不良后果，纸浆漂白工艺中也需要使用螯合剂减少漂白的副作用，避免Fe3+离子与纸浆中的酚基团反应形成深颜色的复合物，保护纤维，提高纸浆白度，减少纸浆返黄。
循环水阻垢：
在水处理中需要螯合剂用作循环冷却水和锅炉水的阻垢缓蚀剂，特别是针对含碳酸钡高的油田注水和冷却水、锅炉水的阻垢缓蚀剂。
清洗领域：
无论是在工业清洗还是民用洗衣粉等日化产品，都需要螯合剂改善水质，提高净洗效果。

二，螯合剂的选用
螯合剂种类繁多，如何选择适合的螯合剂则是我们最头疼和迷惑的地方，螯合力-稳定系数K是重要的参考指标，稳定系数K值越大，表明螯合剂对该离子的螯合能力越大。
下图为不同螯合剂对铁、钙、镁离子的螯合常数K值。


NTA EDTA HEDP EDTMPS DTPMPA EDDHA STPP 葡萄糖钠 偏硅酸钠
Fe3+ 15.9 25.1 31.7 18.3 22.7 29.6 2.1 17.3 11.2
Ca2+ 6.4 10.6 13.1 20.9 16.2 21.3 6.90 7.2 8.0
Mg2+ 5.4 8.7 9.1 16.3 15.1 12.8 7.7 3.9 11.2

酸碱（pH值）对螯合剂螯合力影响
在大多数使用螯合剂的工艺里面，工作液往往为酸性或碱性，因此pH值对螯合剂的影响对于螯合剂的选择与应用，尤为重要。因此绘制出不同pH值条件下的螯合力曲线图，具有重要的实际意义，从而可以根据实际应用工艺条件，选择适合的螯合剂。

图表 1铁离子螯合值（螯合值K）与pH曲线


图表 2钙离子螯合值（螯合值K）与pH曲线


图表 3镁离子螯合值（螯合值K）与pH曲线

三，几种螯合剂的综合应用评价

无机磷酸盐类：三聚磷酸钠以及焦磷酸钠是常用的螯合剂，自身带有弱碱性质，多用于洗衣粉添加剂。在工业领域也可作为最廉价的软水剂。

硅酸盐类：自身带有较强碱性，多用于工业清洗剂，根据SiO2与Na2O比例不同（模数）各自有相应的应用领域，如SiO2含量高的水玻璃，碱性偏弱，适合做双氧水稳定剂；Na2O含量高的偏硅酸钠则碱性强，适合工业清洗用，如除油粉、脱脂粉等。

有机磷类：价格便宜，应用较广泛，种类繁多，常用的有HEDP、EDTMPA等。一般HEDP的铁离子螯合能力较强，EDTMPA的钙镁离子螯合力较强，各自有相应的应用领域，有机磷类螯合剂最大的缺陷是耐碱性较差，pH值超过10以后，螯合能力大幅下降。

酰胺类：EDTA-Na是最古老的该类型螯合剂，价格便宜，用途较广；EDDHA-Na分子量更大，具有极强的金属铁离子捕捉作用，最突出的优点是耐碱性能和分散值突出，同时也是性能优良的分散剂，特别适用于造纸和纺织印染领域。

其它无机盐：葡萄糖酸钠、酒石酸钾、柠檬酸钠等，都具有一定的螯合能力。用途最广的是葡萄糖酸钠，可以耐强碱。
其它类：随着人们对环保的呼声越高，一些环保的螯合剂纷纷面世，如聚天门冬氨酸盐、聚羧酸盐、聚环氧琥珀酸盐等。这些产品虽然环保，但是在螯合效果和生产成本上，相对不能满足实际的需求，实际应用也较少