杜冬花
【摘 要】本文介绍了日用化工产品中几种常用的螯合剂。并分类介绍了它们的化学结构和适用性能。
【期刊名称】《中国洗涤用品工业》
【年(卷),期】2012(000)011
【总页数】4页(P68-71)
【关键词】日用化工;金属离子螯合剂;化学结构;适用性
【作 者】杜冬花
【作者单位】防静电推车西安南风日化有限责任公司,陕西西安710077
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ658
日用化工产品中如混入金属离子，有时就会成为使质量恶化的直接或间接原因，即使在生产和贮存等制造工艺中，或原材料和容器中存在有微量的金属离子，也会妨碍其他药剂的作用，有时它就成为自动氧化的催化剂，也就可能成为使日化产品酸腐变质或变的原因。为使这种金属离子非活性化而使用的化合剂叫金属离子螯合剂。一般金属离子螯合剂去除的金属离子主要是碱土金属离子。去除硬度离子的机理包括沉淀、络合以及离子交换。可充当螯合剂的化合物涉及无机盐、有机化合物以及沸石等等。下面就这方面的知识作一简单概述。
沉淀型螯合剂是指能将硬度离子沉淀但却是沉积在被洗涤的衣物上的一类化合物。主要包括碳酸钠和正磷酸钠。其化学结构及反应机理为：
Na2CO3+Ca2+→CaCO3↓+2Na+
Na2CO3+Mg2+→MgCO3↓+2Na+
Na3PO4+Ca2+→Ca3(PO4)2↓+3Na+
葡萄架势
Na3PO4+Mg2+→Mg3(PO4)2↓+3Na+
其中碳酸钠为满足水硬度调节作用所需最低含量：在合成洗涤剂中的百分含量为18.5%；在洗涤液中的浓度为0.37g/L。
络合剂是指能与硬度离子或水中的高价金属离子形成稳定的、水溶性的络合物。
2.1 氨基酸衍生物
其中主要包括：乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA-2Na）、乙二胺四乙酸四钠盐（EDTA-4Na）、次氨基三乙酸二钠（NTA）。
2.1.1 化学结构
① EDTA
HOOC-H2C CH2-COOH
N-CH2-CH2-N
HOOC-H2C CH2-COOH
② EDTA-2Na
NaOOC-CH2CH2-COOH
N-CH2-CH2-N
剖分轴承HOOC-CH2CH2-COONa
③ EDTA-4Na
NaOOC-CH2CH2-COONa
N-CH2-CH2-N
微波烧结炉NaOOC-CH2CH2-COONa
④ NTA CH2-COONa
HOOCCH2-N CH2-COONa
2.1.2 络合反应机理
① 以EDTA-4Na为例
NaOOCCH2CH2COONa
N-CH2-CH2-N + Ca2+→
NaOOCCH2CH2COONa
NaOOCCH2CH2COONa N-CH2CH2-N
CH2CH2C—O—Ca—O —C O O
② 以NTA为例CH2COONa
HOOCCH2-N + Ca2+→CH2COONa O CH2-C-O
HOOCCH2-N Ca CH2-C-O O
EDTA螯合钙离子能力是目前最强的一种。在日化工业中主要用作洗涤剂及化妆品的金属螯合剂，但价格昂贵一些。NTA对钙离子的螯合能力优于STPP（三聚磷酸钠），生成的螯合物非常稳定，价格也有优势，但对污垢的分散性不如STPP，更重要的是浓度高时会致癌，还可能引起胎儿畸变。许多国家已禁用。 2.1.3 EDTA与各种金属离子螯合时最适宜的pH值范围
在实际中，可根据产品体系pH的不同，选择EDTA、EDTA-2Na、 EDTA-4Na，EDTA-2Na价格是24元/公斤，EDTA-4Na价格是28.21元/公斤。
2.2 羟基酸及衍生物类
其中主要包括：柠檬酸、柠檬酸钠。
2.2.1 化学结构
① 柠檬酸（CA）CH2COOH
HO — C—COOH CH2COOH
② 柠檬酸钠（NaCA）CH2COONa
HO — C—COONa · 2H2O CH2COONa
2.2.2 络合反应机理
以柠檬酸钠为例CH2COONa
gmr传感器
2NaOOC—C—OH + Ca2+→CH2COONa CH2COO--OOCCH2
NaOOC O-Ca-O COONa+4Na++2H+CH2COO--OOCCH2
2.2.3 金属离子络合能力比较
柠檬酸钠具有良好的Ca2+、Mg2+螯合能力，因而具有较好的去污能力，但相比较而言，其螯合能力仍低于STPP和沸石的钙交换能力。
另外，实验证明柠檬酸钠的螯合Ca2+离子能力是随着其产品中的含钠量而变化的，其系列产品柠檬酸一氢钠、柠檬酸二氢钠对Ca2+的螯合能力高于柠檬酸2～3倍，因而具有并不低
于STPP的去污能力。NaCA除了对Ca2+、Mg2+络合以外，对其他金属离子也有着优良的螯合性能。如对铁离子较高物品的清洗。柠檬酸钠与氨联用后，和铁的氧化物反应完全，可生成柠檬酸铁铵。
Fe3O4+3NH4CA→NH4FeCA+2NH4(FeCAOH)+2H2O
对Fe2+的螯合清洗能力较STPP等助剂为强（STPP对Fe2+的螯合能力仅为0.1847，是NaCA的十分之一），清洗后金属表面非常光洁。德国专利曾报道过含柠檬酸钠的洗涤剂对铜锈的优良洗涤性能大大优于STPP。
2.3 磷酸盐类
磷酸盐在水中与金属能产生凝胶沉淀，而聚合磷酸盐与高价金属离子形成了可溶螯合物，不会产生任何沉淀。
2.3.1 三聚磷酸钠即STPP的化学结构及反应机理，分子式如下：
STPP的缚钙能力（以mgCaO/g）20℃时为158，90℃是为113。对于钙离子的螯合，以六洗车管理系统
偏磷酸钠最强，对于镁离子的螯合以焦磷酸四钾最强，STPP对于钙镁离子的螯合能力介于两者之间，价格目前为4.70元/公斤。STPP为满足水硬度调节作用所需最低含量：在合成洗涤剂中的百分含量为31.0%，在洗涤液中的浓度为0.62g/L。
2.4 有机多元膦酸类
有机多元膦酸类的一个典型代表是H-501。H-501对金属离子如钙、镁、铁、铜等的螯合能力特别强，能形成稳定的络合物，甚至对这些金属的无机盐类如硫酸钙、碳酸钙、硅酸镁等也有较好的去活化作用。因而广泛用于洗涤剂、化妆品、香皂等日化行业作为金属螯合剂。其钙螯合值（mgCaCO3/g）为510，铁螯合值（mgFe3+计/g）为602。因EDTA的分子结构中都有胺基成分，因而在皂中，稳定性比H-501差。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议