过氧碳酸钠稳定剂的研究

湖北海力化工科技有限公司(湖北武汉，430074)彭玖玲、史铁京、林祥斌

　　摘要：过氧碳酸钠为白色颗粒状或粉末状固体，易溶于水，其溶液具有很强氧化、漂白、去渍、杀菌的作用，并且无臭味、无毒性、无污染。因此，广泛应用于洗涤、纺织、印染、造纸、医疗卫生、电镀等方面。本文通过实验探索了一种以聚丙烯酸钠为主要成分的稳定剂在过氧碳酸钠生产制备中的应用，并确定了一个稳定性能最佳的稳定剂配方及其制备工艺。

　　关键词：过氧碳酸钠 稳定剂 聚丙烯酸钠

　　过氧碳酸钠为白色颗粒状或粉末状固体，易溶于水，其溶液具有很强氧化、漂白、去渍、杀菌的作用，并且无臭味、无毒性、无污染。因此，广泛应用于洗涤、纺织、印染、造纸、医疗卫生、电镀等方面[1]。

　　过氧碳酸钠的生产工艺目前主要可分为干法工艺和湿法工艺。干法工艺是在热空气沸腾流动床上，将过氧化氢水溶液喷洒到无水碳酸钠上，水和反应热通过流化床移去而得到干燥的过碳酸钠产品而制得[2]。由于反应过程中能耗高，技术条件苛刻，导致产品稳定性差，活性氧损失较大。湿法工艺是将饱和碳酸钠水溶液与一定浓度的过氧化氢加入间歇式结晶器中，控制在一定温度下，经反应、结晶、过滤、干燥而得产品[3]。此方法是目前国内外生产过氧碳酸钠的主要方法。在工业用碳酸钠原料中，一般含有Fe 、Mn、Cu等金属离子，在过氧碳酸钠的生产过程中，这些金属离子可作为过氧化氢和过氧碳酸钠分解的催化剂，导致产品的稳定性降低，活性氧含量不足，通过添加稳定剂与这些金属离子经过螯合、络合反应固定起来，使之钝化，不能参加反应，生产过程中所添加稳定剂的成分及用量的不同，所得产品的稳定性能和活性氧的含量差别也较大[4]。本文通过实验探索了一种以聚丙烯酸钠为主要成分的稳定剂在过氧碳酸钠生产制备中的应用，并确定了一个稳定性能最佳的稳定剂配方及其制备工艺。

　　1 实验

　　1.1 仪器和试剂

　　仪器：电子天平、增力电动搅拌器、电加热套等

　　试剂：聚丙烯酸、过硫酸铵、氢氧化钠、无水碳酸钠、27.5 %双氧水、95 %乙醇、稳定助剂

　　1.2 过氧碳酸钠的制备

　　取106g 无水Na2CO3和267g水加入1000mL 的四口烧瓶，再加少量稳定剂PAAS和稳定助剂，装好搅拌器和温度计，称取186g含量27.5% H2O2溶液加入滴液漏斗，开启搅拌，等碳酸钠完全溶解后开始滴加双氧水溶液，滴加时间不少于40 min。反应温度控制在0～15 ℃，反应完毕后，停止搅拌，加适量异丙醇，避光，静置结晶。然后抽滤，母液蒸馏回收溶剂后循环使用。产品在恒温45～50 ℃，真空干燥3 h，分析测定。

　　1.3 PAAS的制备

　　①将210g丙烯酸和50g水混合均匀制成丙烯酸溶液备用、将20g过硫酸铵溶解在200g水中制成过硫酸铵溶液备用、将112g氢氧化钠溶解在275g水中制成氢氧化钠溶液备用。

　　②将200g水加入1000ml五口烧瓶，搅拌升温至一定温度，同时滴加丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液，控制滴加温度在规定范围内，控制滴加速度使丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液在规定时间内同时滴完。

　　③丙烯酸溶液和过硫酸铵溶液全部滴加完后保温两个小时，降温至40℃以下，滴加氢氧化钠溶液，滴加温度不超过45℃。滴完之后搅拌均匀降至室温即得PAAS产品。

　　1.4 分析方法

　　PAAS的分析方法参照HG/T 2838-1997 水处理剂聚丙烯酸钠;过碳酸钠的分析方法参照HG/T 2764-2008 工业过氧碳酸钠。

　　2 结果分析

　　2.1 过氧碳酸钠产品质量与稳定剂聚丙烯酸钠极限粘数之间的关系

　　通过生产发现聚丙烯酸钠的极限粘数对过氧碳酸钠的产品质量有较大的影响，本文针对这一现象做了大量实验，结果如表1和表2。

　　表1 过氧碳酸钠活性氧含量与稳定剂PAAS极限粘数之间的关系

　　表2

　　一般来说，活性氧含量越高，堆积密度越大，过氧碳酸钠的质量越好。根据行业标准HG/T 2764-2008工业过氧碳酸钠要求，活性氧含量≥13.5%，堆积密度0.40～1.20。从表1中可以看出，稳定剂PAAS的极限粘数介于0.15～0.25 dL/g时，过氧碳酸钠的质量符合行业标准要求。

　　2.2 PAAS极限粘数与滴加温度及滴加时间的关系

　　本文按照1.3的制备工艺考察了PAAS极限粘数与滴加温度及滴加时间的关系，结果如表3，其中滴加总时间依次为H1：3小时，H2：3.5小时，H4：4小时。

　　表3 PAAS极限粘数与滴加温度及滴加时间的关系

　　从上述数据可以看出，滴加温度越高，极限粘数越低;滴加时间越短，即滴加速度越快，极限粘数越低，但影响不是很大。为了达到较好的稳定效果，使产品极限粘数在0.15～0.25 dL/g之间，温度应控制在80℃～84℃之间，滴加速度应在3.5小时左右，滴加速度太快，反应太剧烈，容易导致冲料事故，滴加速度太慢，加长了工艺周期，降低了生产效率。

　　3 结论

　　3.1 PAAS作为过氧碳酸钠稳定剂时，其极限粘数介于0.15～0.25 dL/g时，稳定效果最好，可以得到高品质过氧碳酸钠产品。

　　3.2 生产PAAS时，其极限粘数与滴加温度有较大的关系，与滴加速度的关系较小，控制滴加在80℃～84℃之间时，产品极限粘数在0.15～0.25 dL/g。

　　参考文献

　　1. 马艳然, 韩玲芹. 常温下过碳酸钠制备的研究[J]. 化学世界. 2002(8): 398～400

　　2. 梁慧锋. 稳定剂对过碳酸钠活性氧含量的影响[J]. 广东化工. 2010, 2: 56～57

　　3. 聂颖. 提高过碳酸钠稳定性的技术进展[J]. 精细化工原料及中间体. 2010(12): 24～28

　　4. 毛磊, 童仕唐. 过碳酸钠生产中稳定剂的选择[J]. 辽宁化工. 2006,2: 102～109