過(guò)氧碳酸鈉穩(wěn)定劑的研究

湖北海力化工科技有限公司(湖北武漢，430074)彭玖玲、史鐵京、林祥斌

　　摘要：過(guò)氧碳酸鈉為白色顆粒狀或粉末狀固體，易溶于水，其溶液具有很強(qiáng)氧化、漂白、去漬、殺菌的作用，并且無(wú)臭味、無(wú)毒性、無(wú)污染。因此，廣泛應(yīng)用于洗滌、紡織、印染、造紙、醫(yī)療衛(wèi)生、電鍍等方面。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索了一種以聚丙烯酸鈉為主要成分的穩(wěn)定劑在過(guò)氧碳酸鈉生產(chǎn)制備中的應(yīng)用，并確定了一個(gè)穩(wěn)定性能最佳的穩(wěn)定劑配方及其制備工藝。

　　關(guān)鍵詞：過(guò)氧碳酸鈉 穩(wěn)定劑 聚丙烯酸鈉

　　過(guò)氧碳酸鈉為白色顆粒狀或粉末狀固體，易溶于水，其溶液具有很強(qiáng)氧化、漂白、去漬、殺菌的作用，并且無(wú)臭味、無(wú)毒性、無(wú)污染。因此，廣泛應(yīng)用于洗滌、紡織、印染、造紙、醫(yī)療衛(wèi)生、電鍍等方面[1]。

　　過(guò)氧碳酸鈉的生產(chǎn)工藝目前主要可分為干法工藝和濕法工藝。干法工藝是在熱空氣沸騰流動(dòng)床上，將過(guò)氧化氫水溶液噴灑到無(wú)水碳酸鈉上，水和反應(yīng)熱通過(guò)流化床移去而得到干燥的過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品而制得[2]。由于反應(yīng)過(guò)程中能耗高，技術(shù)條件苛刻，導(dǎo)致產(chǎn)品穩(wěn)定性差，活性氧損失較大。濕法工藝是將飽和碳酸鈉水溶液與一定濃度的過(guò)氧化氫加入間歇式結(jié)晶器中，控制在一定溫度下，經(jīng)反應(yīng)、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥而得產(chǎn)品[3]。此方法是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)過(guò)氧碳酸鈉的主要方法。在工業(yè)用碳酸鈉原料中，一般含有Fe 、Mn、Cu等金屬離子，在過(guò)氧碳酸鈉的生產(chǎn)過(guò)程中，這些金屬離子可作為過(guò)氧化氫和過(guò)氧碳酸鈉分解的催化劑，導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性降低，活性氧含量不足，通過(guò)添加穩(wěn)定劑與這些金屬離子經(jīng)過(guò)螯合、絡(luò)合反應(yīng)固定起來(lái)，使之鈍化，不能參加反應(yīng)，生產(chǎn)過(guò)程中所添加穩(wěn)定劑的成分及用量的不同，所得產(chǎn)品的穩(wěn)定性能和活性氧的含量差別也較大[4]。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索了一種以聚丙烯酸鈉為主要成分的穩(wěn)定劑在過(guò)氧碳酸鈉生產(chǎn)制備中的應(yīng)用，并確定了一個(gè)穩(wěn)定性能最佳的穩(wěn)定劑配方及其制備工藝。

　　1 實(shí)驗(yàn)

　　1.1 儀器和試劑

　　儀器：電子天平、增力電動(dòng)攪拌器、電加熱套等

　　試劑：聚丙烯酸、過(guò)硫酸銨、氫氧化鈉、無(wú)水碳酸鈉、27.5 %雙氧水、95 %乙醇、穩(wěn)定助劑

　　1.2 過(guò)氧碳酸鈉的制備

　　取106g 無(wú)水Na2CO3和267g水加入1000mL 的四口燒瓶，再加少量穩(wěn)定劑PAAS和穩(wěn)定助劑，裝好攪拌器和溫度計(jì)，稱(chēng)取186g含量27.5% H2O2溶液加入滴液漏斗，開(kāi)啟攪拌，等碳酸鈉完全溶解后開(kāi)始滴加雙氧水溶液，滴加時(shí)間不少于40 min。反應(yīng)溫度控制在0～15 ℃，反應(yīng)完畢后，停止攪拌，加適量異丙醇，避光，靜置結(jié)晶。然后抽濾，母液蒸餾回收溶劑后循環(huán)使用。產(chǎn)品在恒溫45～50 ℃，真空干燥3 h，分析測(cè)定。

　　1.3 PAAS的制備

　?、賹?10g丙烯酸和50g水混合均勻制成丙烯酸溶液備用、將20g過(guò)硫酸銨溶解在200g水中制成過(guò)硫酸銨溶液備用、將112g氫氧化鈉溶解在275g水中制成氫氧化鈉溶液備用。

　?、趯?00g水加入1000ml五口燒瓶，攪拌升溫至一定溫度，同時(shí)滴加丙烯酸溶液和過(guò)硫酸銨溶液，控制滴加溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，控制滴加速度使丙烯酸溶液和過(guò)硫酸銨溶液在規(guī)定時(shí)間內(nèi)同時(shí)滴完。

　?、郾┧崛芤汉瓦^(guò)硫酸銨溶液全部滴加完后保溫兩個(gè)小時(shí)，降溫至40℃以下，滴加氫氧化鈉溶液，滴加溫度不超過(guò)45℃。滴完之后攪拌均勻降至室溫即得PAAS產(chǎn)品。

　　1.4 分析方法

　　PAAS的分析方法參照HG/T 2838-1997 水處理劑聚丙烯酸鈉;過(guò)碳酸鈉的分析方法參照HG/T 2764-2008 工業(yè)過(guò)氧碳酸鈉。

　　2 結(jié)果分析

　　2.1 過(guò)氧碳酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定劑聚丙烯酸鈉極限粘數(shù)之間的關(guān)系

　　通過(guò)生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)聚丙烯酸鈉的極限粘數(shù)對(duì)過(guò)氧碳酸鈉的產(chǎn)品質(zhì)量有較大的影響，本文針對(duì)這一現(xiàn)象做了大量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1和表2。

　　表1 過(guò)氧碳酸鈉活性氧含量與穩(wěn)定劑PAAS極限粘數(shù)之間的關(guān)系

　　表2

　　一般來(lái)說(shuō)，活性氧含量越高，堆積密度越大，過(guò)氧碳酸鈉的質(zhì)量越好。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2764-2008工業(yè)過(guò)氧碳酸鈉要求，活性氧含量≥13.5%，堆積密度0.40～1.20。從表1中可以看出，穩(wěn)定劑PAAS的極限粘數(shù)介于0.15～0.25 dL/g時(shí)，過(guò)氧碳酸鈉的質(zhì)量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　2.2 PAAS極限粘數(shù)與滴加溫度及滴加時(shí)間的關(guān)系

　　本文按照1.3的制備工藝考察了PAAS極限粘數(shù)與滴加溫度及滴加時(shí)間的關(guān)系，結(jié)果如表3，其中滴加總時(shí)間依次為H1：3小時(shí)，H2：3.5小時(shí)，H4：4小時(shí)。

　　表3 PAAS極限粘數(shù)與滴加溫度及滴加時(shí)間的關(guān)系

　　從上述數(shù)據(jù)可以看出，滴加溫度越高，極限粘數(shù)越低;滴加時(shí)間越短，即滴加速度越快，極限粘數(shù)越低，但影響不是很大。為了達(dá)到較好的穩(wěn)定效果，使產(chǎn)品極限粘數(shù)在0.15～0.25 dL/g之間，溫度應(yīng)控制在80℃～84℃之間，滴加速度應(yīng)在3.5小時(shí)左右，滴加速度太快，反應(yīng)太劇烈，容易導(dǎo)致沖料事故，滴加速度太慢，加長(zhǎng)了工藝周期，降低了生產(chǎn)效率。

　　3 結(jié)論

　　3.1 PAAS作為過(guò)氧碳酸鈉穩(wěn)定劑時(shí)，其極限粘數(shù)介于0.15～0.25 dL/g時(shí)，穩(wěn)定效果最好，可以得到高品質(zhì)過(guò)氧碳酸鈉產(chǎn)品。

　　3.2 生產(chǎn)PAAS時(shí)，其極限粘數(shù)與滴加溫度有較大的關(guān)系，與滴加速度的關(guān)系較小，控制滴加在80℃～84℃之間時(shí)，產(chǎn)品極限粘數(shù)在0.15～0.25 dL/g。

　　參考文獻(xiàn)

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　　4. 毛磊, 童仕唐. 過(guò)碳酸鈉生產(chǎn)中穩(wěn)定劑的選擇[J]. 遼寧化工. 2006,2: 102～109