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7758-19-2 / 亚氯酸钠的性质及漂白原理

亚氯酸钠是一种较温和的氧化剂,通常情况下不会使纤维受到严重损伤,去杂效果比次氯酸钠和双氧水要好,特别是去除棉粒壳能力尤为显著。可用于棉、合纤及混纺织物的漂白(不适用于蛋白质纤维的漂白),目前多用于涤棉混纺织物的漂白。

亚氯酸钠有液体和固体两种:

液体亚氯酸钠的浓度一般为25%左右,在pH=10左右的碱性条件下,可长期贮存而不分解;液体亚氯酸钠不易燃烧,比固体亚氯酸钠容易操作与处理。

固体含量一般为80%左右,此外还含有少量食盐和碱。纯的亚氯酸钠是白色的,具有较强的吸湿性。可在室温下长期保存,若遇到还原性物质,即使在低温下也能燃烧,所以储存时要避免放在易燃物质(如酒精、火油、硫磺等)附近,且要注意防火。

液体亚氯酸钠

分子式:NaClO2

分子量:90.45

性状:无色液体,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO2气体。

用途:主要用于棉纺、亚麻、腈纶、涤纶等纤维漂白(不适于羊毛、绢丝、粘胶丝、尼龙等),也可用作食品、饮用水消毒以及纸张漂白和鱼药制造等。

固体亚氯酸钠

分子式:NaClO2

分子量:90.45

性状:白色晶体,易溶解于水,与有机物接触能引起爆炸。是一种高效氧化剂和优质漂白剂,其漂白能力相当于漂白精的 2 倍和漂白粉的 7 倍。

用途:主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白及食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造等。

亚氯酸钠可溶于水,在20℃时溶解度为40 %;水解后,溶液呈弱碱性,水解反应方程式如下:

NaClO2+H2O=HClO2+ NaOH

从上式可以看出,随着溶液pH值的降低,HClO2含量逐渐增大。亚氯酸钠在碱性条件下较稳定,在酸性条件下不稳定,易发生分解,其分解反应式如下:

4ClO2-+ 4H+→2ClO2+HClO3+HCl+H2O

(主要反应)

ClO2-→Cl-+2O×(次要反应)

随着pH值的降低以及温度的升高,亚氯酸钠分解反应速度增加,当pH<4.8时,随pH值降低,ClO2生成量逐渐增加,当pH=2.4~3时,ClO2生成量达到最大值; Cl-与O×在pH=2.4时也达到最高峰。

由上述分析可知,亚氯酸钠在酸性溶液中主要成分有HClO2、ClO2、ClO3-、Cl-、O×等,在这些成分中究竟是哪一种成分对漂白起主导作用呢?一般认为Cl-与ClO3-无漂白作用,有人认为是HClO2,还有认为是氧自由基(O×),但公认为亚氯酸的存在是漂白的必要条件,而二氧化氯则是漂白的有效成分。因为亚氯酸钠的分解速率、亚氯酸和二氧化氯的含量都是随pH值的下降而增加的,所以漂白必须在亚氯酸存在下进行。但二氧化氯并不是漂白的唯一有效成分,因为在中性和碱性条件下,没有二氧化氯产生,此时亚氯酸钠仍具有一定的漂白作用,只是漂白效果差些,这时可能是氧自由基(O×)在起作用。

亚氯酸钠漂白原理:

NaClO2漂白时,HClO2的存在是必要条件,而ClO2则是漂白的有效成分。

1.亚氯酸钠的漂白工艺条件分析:

(1)漂液pH值

溶液的pH值在4.6~5.5之间时,即可获得较好的白度,而且对纤维损失较小,漂白速率也适中,因此,生产中可采用pH值在4.6~5.5的条件下进行漂白。

(2)活化剂

活化剂是轧漂过程中不可缺少的物质

作用:使漂液由碱性转变成酸性,以释放出漂白的有效成分。

2.常用活化剂:

①酸性活化剂:活化用酸可用无机酸,如硫酸、盐酸,也可用有机酸,如蚁酸、醋酸等。

因无机酸的酸性太强,漂液pH值下降太快,对漂白效果和劳动保护不利。而有机酸虽然酸性较温和,但成本较高,所以通常是先用无机酸调节pH值至7左右,再用有机酸调节至工艺规定的pH值。

②酯类活化剂:活化效果好、温和,由于在汽蒸时才释放出酸,对劳动保护有利,但由于价格昂贵,汽蒸条件要求高,故使用不多。

③铵(胺)类活化剂:常温下稳定,高温条件下释放出酸,使亚氯酸钠缓慢释放出有效漂白成分,达到漂白的目的。由于它们在酸释放的同时还可以放出氨气,而氨气对二氧化氯有抑制作用,因此采用此类活化剂对劳动保护有力,同时减少设备的腐蚀,并且提高了漂白效果,成本也较低。

3)漂液浓度

根据植物含杂情况、加工方式、活化剂的性质等来综合选择。

一般连续汽蒸漂白时,漂液浸轧浓度为12~25 g/L.

4)漂液温度和漂白时间

温度升高,亚氯酸钠的分解速率加快,白度也随之提高,但温度的选择与活化剂的类型和性质有关,不同的活化剂选用不同的温度。

有机酸活化剂,温度为80 ℃就能获得满意的效果;若采用有机酯做活化剂时,则温度要求高达95℃以上才能有较好的漂白效果。

一般连续汽蒸漂白时间为60~90 min。