水与表面活性剂Word文档下载推荐.docx
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•其一:
会使织物泛黄,而产生锈斑,影响织物的白度;
其二:
双氧水漂白时,Fe++能催化双氧水分解,易使棉纤维脆损;
2)CL-
•影响漂白织物的白度;
3)Ca++、Mg++
能与阴离子表面活性剂如肥皂等形成沉淀,不仅使其失去原有作用,而且还会造成加工疵点;
•其二:
能与染料形成沉淀,而使鲜艳度变差,牢度降低;
4)硬水
其一:
对锅炉的安全形成隐患,严重时会引发爆炸;
其二:
形成的锅垢对燃料的节约影响很大;
其三:
会引起锅炉的腐蚀,水中的氧及二氧化碳和铁作用形成碳酸亚铁,然后进一步水解成氢氧化亚铁即
二、染整厂对水质的要求
外 观:
无色、无臭、透明
pH值:
6.5-7.4
总硬度(ppm):
0-25
铁(ppm):
0.02-0.1
锰(ppm):
0.02
总碱度(ppm):
35-64
总含固量(ppm):
65-150
三、衡量水质的重要指标
1、硬度
暂时硬度:
由Ca++、Mg++所形成的重碳酸盐而造成的硬度称为暂时硬度;
这些物质加热煮沸能被除去。
Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O
永久硬度:
由Ca++、Mg++所形成的氧化物、氯化物、硫酸盐等而造成的硬度称为永久硬度。
这些物质经加热煮沸时,不会发生沉淀而被去除。
总硬度:
暂时硬度和永久硬度之和。
水中杂质量越多,总硬度也就越高,水质就越差。
2、硬度常用的表示方法
•水的硬度表示方法各国尚不统一,我国常用ppm来表示。
•ppm:
每一百万份水中钙镁盐含量换算成CaCO3的份数,即每升水中所含CaCO3的毫克数(mg/L)。
四、水质的分析方法
1、总硬度的测定(EDTA法)
1)测定原理 在pH=10的条件下,指示剂铬黑T(EBT)能和水中的Ca++、Mg++形成红色的络合物,滴定时加入乙二氨四羧酸二钠盐(EDTA)后,转变成EDTA与Ca++、Mg++的络合物而放出铬黑T指示剂本身的纯兰色,这时即为终点。
2)操作方法
(1)取水样100ml,置于250ml的锥形瓶中;
(2)加入5mlNH4OH-NH4CL缓冲液,控制pH=10;
(3)加入5滴0.5%EBT指示剂;
(4)用0.05N的EDTA标准溶液进行滴定,瓶中的颜色变化过程为:
红色→紫色→蓝色(终点),记录消耗的EDTA的毫升数即:
VEDTA(ml);
3)计算
总硬度(以CaCO3、ppm计)
=
= 25VEDTA(ml)
4)硬水和软水的区别
水质ppm以CaCO3计
软水0-57
略硬水57-100
硬 水100-286
极硬水>286
2、总碱度(对甲基橙指示剂)
是指水中碳酸盐以及氢氧化物等碱性物质含量而言的。
1)测定原理 在水中加入适量甲基橙指示剂,用标准酸溶液来滴定,可以测定出上述物质的总含量。
(1)取水样100ml,置于100ml的锥形瓶中;
(2)加入3滴甲基橙指示剂;
(3)用0.1N的H2SO4标准溶液进行滴定,瓶中的颜色变化过程为:
橘黄色→橘红色(终点),记录消耗的H2SO4的毫升数即:
VH2SO4(ml);
3)计算
总碱度(以CaCO3、ppm计)
=
= 50VH2SO4(ml)
3、总含固量
指水中可溶性固体和悬浮固体的总和。
测定时,取一定量(100ml)水样,置于预先已称量的蒸发皿中,移于烘箱内,于105º
C烘至恒重,冷却至室温后,迅速称取其重量。
总含固量(以CaCO3、ppm计)
=
式中:
W-蒸发皿与总固体总量之和;
W1-蒸发皿重量;
2 水的软化
一、石灰-纯碱沉淀法
1、石灰的作用 去除造成暂时硬度的重碳酸盐
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→MgCO3+CaCO3+2H2O
2、纯碱的作用 去除造成永久硬度的硫酸盐
使用该法软化水,可使水的硬度降到10ppm以下。
二、离子交换法
即利用固型物体中的钠离子来交换水中的钙镁离子。
1、泡沸石法
使用该法软化水,可使水的硬度降到2ppm以下。
2、磺化煤法
将褐煤用浓硫酸在150-1800C下处理后得到的产物为H型产品;
若再用烧碱处理得到的为Na型产品。
可分别用H(K)、Na(K)表示。
其软化作用如下所示。
3、离子交换树脂
1)阳离子交换树脂
如国产732离子交换树脂,是具有磺酸基的强酸性阳离子交换树脂,能交换水中的钙、镁等阳离子。
2)阴离子交换树脂
如国产的717离子交换树脂,,是具有季铵盐结构的强碱性阴离子交换树脂,具有与水中阴离子交换的能力。
3)交换树脂的再生
阳离子或阴离子交换树脂使用一定时间后即失效,因此必须让其再生。
通常阳离子交换树脂可用4%盐酸溶液处理,而阴离子交换树脂可用4%的烧碱溶液处理,使其再生后反复利用。
三、化学软化法(软水剂)
1、磷酸三钠 通过化学反应使水中的钙、镁盐转变成磷酸的钙盐或镁盐而沉淀。
2、纯碱 作为软水剂主要去除水中的钙、镁离子
3、六偏磷酸钠 能与钙、镁离子形成比较稳定的络合物,而不再具有硬水的性质。
4、胺的醋酸衍生物
1)EDTA
2)氨三乙酸钠
染整生产加工过程中,在配制染化料溶液时一般要加入软水,如果没有软水,就必须要加入上述软水剂。
使用成本:
纯碱、磷酸三钠<六偏磷酸钠<EDTA
软化效果:
3 表面张力和表面吸附现象
一、表面张力
当一滴水或其它液体从滴管中掉下来时,有形成球形的倾向,并使液滴保持最小的表面积,而获得相对稳定的状态。
这是因为水或其它液体表面有一种“力”,通常将其称为表面张力。
二、表面吸附现象
•当一液体中溶有另一种物质时,它的表面张力要发生一定的变化。
其变化规律可用吉布斯(Gibbs)等温吸附公式来表述即
•
式中:
e-溶液与空气或其蒸汽接触的单位表面层内溶质的量;
γ-表面张力;
R-理想气体常数;
C-浓度;
T-绝对温度;
•讨论:
当在溶液中加入溶质后,可能出现的情况如下:
• 1)若dγ/dc<0,则e>0,表明表层溶质浓度大于溶液内部浓度,这种现象为表面正吸附现象;
• 2)若dγ/dc>0,则e<0,表明表层溶质浓度小于溶液内部浓度,这种现象为表面负吸附现象;
4表面活性剂的结构特征及其溶液的性质
一、定义
表面活性剂(S.A.A)(SurfaceActiveAgent)是指在液体中,添加少量或极稀浓度的便能显著地降低液体的表面张力一(γ)和界面张力的物质。
二、结构特征
尽管表面活性剂种类很多,但它们都有一个共同的特征,都是由亲水基和疏水基两部分组成,其示意图如下:
图1-4 S.A.A结构示意图
表面活性剂分类:
三、临界胶束浓度(CriticalMicelleConcentration)
当表面活性剂溶解在水中后,由于它的结构特征使其形成如下排列:
表面活性剂在溶液中的排列情况又与浓度有关:
当浓度达到一定大小后,表面活性剂在溶液表面形成单分子膜,将水和空气隔开;
此时,如果继续提高表面活性剂的浓度,则有利于表面活性剂分子在溶液内部相互聚集在一起,形成疏水基在内,亲水基向外的胶束。
S.A.A在溶液中形成胶束所需的最低浓度,称为临界胶束浓度。
CMC值的大小,主要与下列因素有关,
•1)疏水基的碳链越长,越饱和,CMC赿小;
•2)温度越高,CMC越大;
•3)加入电解质,CMC下降;
S.A.A胶束的形状:
5常用的表面活性剂及应用分类
一、应用分类
根据应用性能,表面活性剂可作为润湿剂、乳化剂、分散剂、净洗剂等。
1、前处理助剂
•主要有渗透剂、精练剂、退浆剂、氧漂稳定剂、渗透剂、洗涤剂等。
2、染色、印花助剂
•主要有匀染剂、消泡剂、无醛固色剂、粘合剂、糊料、增稠剂、交联剂等。
3、后整理助剂
•主要有柔软剂、抗静电剂等。
二、常用的表面活性剂
1、高级脂肪酸的钠盐或钾盐 如肥皂(Soap)
2、磺酸盐类 如十二烷基苯磺酸钠(Alkylbenzosulfonate简称ABS)
3、烷基硫酸酯盐类
如土耳其红油,是蓖麻油经硫酸作用而形成的硫酸酯盐。
4、烷基磷酸酯盐类 主要做前处理助剂的复配成分。
5、阳离子S.A.A
如1227表面活性剂:
6、非离子S.A.A
1)平平加O
2)乳化剂 EL (EmulsifyingagentEL)
3)渗透剂 JFC(DispersingagentJFC)
7、两性表面活性剂
如十二烷基甜菜碱(洗涤剂、柔软剂、抗静电剂)
8、绿色表面活性剂
利用天然资源开发的表面活性剂。
如烷基多糖苷又称APG(AlkylPolyglycoside),是以淀粉或葡萄糖和天然脂肪醇为原料合成的一种新型表面活性剂,具有无毒、无刺激和生物降解而彻底的优点。
APG可以作为浆洗剂、精练剂、乳化剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂等使用。
采用非离子S.A.A取代阴离子S.A.A也是一个重要的发展方向。