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六偏磷酸鈉在印染上的用途(一)作軟水劑,使染料、肥皂不沉淀、不結(jié)塊硬水的軟化方法很多,一般可根據(jù)水質(zhì)硬度及具體條件選定。采用六偏磷酸鈉使硬水軟化的原理是,
由于造成水里硬度的鈣離子Ca 或鎂離子Mg 進(jìn)入偏磷酸鈉分子中,變成很穩(wěn)定的可溶性絡(luò)合物:Na2〔Ca2(PO3)6〕和Na2〔Mg2(PO3)6〕,這種絡(luò)合物裡面的Ca 或Mg ,很不容易再跑出來,因此不會(huì)再使Ca 或Mg 遇到染料或肥皂產(chǎn)生沉淀或結(jié)塊,從而可以節(jié)約染料及肥皂,達(dá)到凈水的效果。注:1.在六偏磷酸鈉軟化過的水中,甚至用草酸銨那樣敏感的試劑,也不可見鈣離子Ca 的存在。
2.六偏磷酸鈉用于染色或后處理中作軟水劑,能從已生成的不溶性鈣皂、鎂皂或鈣染料、鎂染料沉淀中奪取鈣離子、鎂離子,而使沉淀重新溶解。換句話說在溶液中導(dǎo)入六偏磷酸鈉,能再生鈉皂,甚至已結(jié)成了的鈣皂或鎂皂時(shí),鈣皂或鎂皂的凝塊也會(huì)消失。同理,六偏磷酸鈉能再生染料。3.六偏磷酸鈉和鈣皂或鎂皂之間的反應(yīng)按下列方程式進(jìn)行:2(RCOO)2Ca+Na2〔Na4(PO3)6〕→Na2〔Ca2(PO3)6〕+4RCOONa2(RCOO)2Mg+Na2〔Na4(PO3)6〕→Na2〔Mg2(PO3)6〕+4RCOONa4.用直接染料染人造棉布時(shí),軟水是保證質(zhì)量的重要條件,特別是對(duì)一些直接銅鹽染料來說,關(guān)系更大。在棉纖維織物染色時(shí),經(jīng)常使用純堿軟水
防止海藻酸鈉遇鈣質(zhì)析出沉淀海藻酸鈉漿是活性染料適用的漿料,但是要注意防止海藻酸鈉在制造時(shí)滲入硬水中的鈣質(zhì)而生成海藻酸鈣。1.海藻酸鈣(-COO)2Ca沉淀物使海藻酸鈉結(jié)構(gòu)式中的羧基離子-COO-喪失了陰荷性的電荷,
不但對(duì)帶陰荷性的活性染料沒有排斥作用,并且使海藻酸鈉結(jié)構(gòu)式中的次羥基=CHOH有可能與某些活性染料發(fā)生鍵合而產(chǎn)生色點(diǎn),并使印花糊料不易洗盡而產(chǎn)生沾色。這樣既損壞了色漿的性能,同時(shí)亦影響染色牢度。2. 因此必須加入六偏磷酸鈉以防止生成海藻酸鈣。在正常狀態(tài)下,用量達(dá)5~10克/升已足夠,在特殊情況下可增加到15~20克/升,它既可在調(diào)制印花漿時(shí)加入,也可以在調(diào)制原糊時(shí)加入。
(三)作煮練助劑:錦綸絞絲(聚酰胺纖維)在染色前處理用肥皂、純堿煮練時(shí),加用六偏磷酸鈉(約占紋絲重量的0.3%左右)能使肥皂不致被硬水消耗,提高煮練效果(四)處理循環(huán)用水:在循環(huán)用水里,由于加入六偏磷酸鈉,減少了硬度,就不易產(chǎn)生碳酸鈣沉淀物,避免了阻塞水管。用量約為百萬分之二即可。(五)處理鍋爐用水:爐內(nèi)處理硬水也可用六偏磷酸鈉,不但可避免產(chǎn)生鍋垢,也可使已生成的鍋垢再溶解,但價(jià)格比磷酸三鈉較高。(六)作合成洗滌劑的配料:六偏磷酸鈉是合成洗滌劑(如磺酸鈉、苯磺酸鈉)中重要的配料,因?yàn)樗泻芎玫能浰芰椭茨芰Α?
2.1 六偏磷酸鈉摻入量對(duì)加水量的影響由圖1可以看出:隨著六偏磷酸鈉摻入量的增加,試樣的加水量先減少后增加,當(dāng)六偏磷酸鈉摻入量為0.10%時(shí),加水量少。
碳化硅、氧化鋁、硅微粉以及鋁酸鹽水泥等粉體顆粒在加水?dāng)嚢钑r(shí)容易產(chǎn)生團(tuán)聚,將游離水包裹在顆粒之間。當(dāng)摻入六偏磷酸鈉后,六偏磷酸鈉在水中電離出來的陰離子基團(tuán)與澆注料漿料中水泥和氧化鋁顆粒釋放出來的Ca2?、Mg2?、Al3?等離子具有極強(qiáng)的螯合力,會(huì)形成帶負(fù)電荷的螯合物;帶負(fù)電荷的螯合物以及陰離子基團(tuán)通過物理吸附的方式吸附于粉體顆粒表面,使得顆粒之間的靜電排斥力增強(qiáng)
,包裹于粉體顆粒之間的游離水得到釋放,從而改善了澆注料漿料的流動(dòng)性,減少加水量。當(dāng)六偏磷酸鈉的摻入量為0.10%時(shí),顆粒間的靜電排斥力達(dá)到,游離水得到充分釋放,加水量少。當(dāng)六偏磷酸鈉過量時(shí),其電離出的過量Na?對(duì)雙電層的壓縮作用增強(qiáng),使得顆粒表面的雙電層變薄,電位下降,顆粒之間的靜電排斥力減小,顆粒發(fā)生團(tuán)聚包裹游離水,加水量增加。圖1 試樣加水量隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線2.2 六偏磷酸鈉摻入量對(duì)致密性的影響由圖2可知,隨著六偏磷酸鈉摻入量的增加,110℃干燥后試樣的體積密度先增加后減小,顯氣孔率則先減小后增加,當(dāng)六偏磷酸鈉摻入量為0.10%時(shí),體積密度,顯氣孔率小
由上述分析可知,隨著六偏磷酸鈉摻入量的增加,顆粒之間的靜電排斥力增大,流動(dòng)性提高,因此物料澆注時(shí)更加密實(shí),烘干后體積密度增加,顯氣孔率降低;但六偏磷酸鈉過量又會(huì)導(dǎo)致顆粒之間靜電排斥力減小,流動(dòng)性降低,物料澆注時(shí)更加疏松,烘干后體積密度減小,顯氣孔率增加。
圖2? 110℃干燥后試樣的體積密度和顯氣孔率隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線對(duì)比圖2和圖3可知:1450℃燒成后試樣體積密度和顯氣孔率的變化趨勢(shì)與110℃干燥后的幾乎類似,但是達(dá)到體積密度和小顯氣孔率時(shí)的六偏磷酸鈉摻入量增至0.15%;并且1450℃燒成后試樣的體積密度更小,顯氣孔率更大。圖3 1450℃燒成后試樣的體積密度和顯氣孔率隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線由圖4可以看出,在1450℃燒成后,
六偏磷酸鈉摻入量為0.10%試樣的斷面存在大量氣孔,并且氣孔分布均勻,結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松,骨料與基質(zhì)結(jié)合較好。圖4 六偏磷酸鈉摻入量為0.10%時(shí)試樣在1450℃燒成后的SEM形貌在1450℃下燒成時(shí),試樣中大量結(jié)晶水逸出,在原來水分子位置留下空隙,氣孔率增加;而且,在1450℃下會(huì)產(chǎn)生液相基質(zhì),這些液相基質(zhì)填充于微小氣孔之間,使得骨料與基質(zhì)之間的結(jié)合變好,因此體積密度增大。結(jié)合較好的骨料和基質(zhì)有助于改善材料的抗侵蝕能力和強(qiáng)度。2.3 六偏磷酸鈉摻入量對(duì)力學(xué)性能的影響由圖5可知:試樣的耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均隨六偏磷酸鈉摻入量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律,與其體積密度的變化規(guī)律相似。