螯合分散剂对钙离子螯合分散力的适宜测试方法.pdf

由马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸甲酯（MAC）合成的三元共聚物属于吸附型螯合分散剂，具有较强的螯合分散 Ca2+、Mg2+、Fe3+的能力，且易于生物降解，是一种新型环保螯合分散剂1。螯合分散力是螯合分散剂螯合分散金属离子的能力，一般用能螯合分散的金属离子或者该金属形成的化合物的量来表示，表示为每克螯合分散剂中金属离子或该金属形成的化合物的质量（mg），即mg/g。螯合分散力的大小通常以螯合分散钙离子的能力大小来表示，一般以碳酸钙计。目前用于评价螯合分散剂效果的测试方法主要有K+B混合指示剂法、滴浊法2和硬度法3等3种。本课题分别用这3种方法对常见类型螯合分散剂进行螯合分散性能测试，筛选较适合的测试方法。1试验1.1材料与仪器试剂：乙酸钙标准溶液0.250 5 mol/L，氨-氯化铵缓冲溶液 pH=10，混合指示剂（酸性铬蓝 K+萘酚绿B+氯化钾，质量比1 2 40），吸附型螯合分散剂（杭州美高华颐化工有限公司），羟基乙叉二膦酸（HEDP），二乙烯三胺五乙酸（DTPA），柠檬酸（CA），碳酸钠溶液（2%），液碱（30%），硬水（硬度 2 000 mg/L，以CaCO3计），铬黑 T 指示剂（5 g/L），EDTA 标准溶液（0.050 85 mol/L），去离子水。仪器：BSA124S型电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司，SN-MS-H280D型磁力搅拌器（上海尚普仪器设备有限公司），N71+2G红光激光笔（上螯合分散剂对钙离子螯合分散力的适宜测试方法摘要：采用K+B混合指示剂法、滴浊法和硬度法测试常见类型的螯合分散剂对不同含量钙离子的螯合分散力，对比3种测试方法的结果，优选不同类型螯合分散剂对钙离子螯合分散力的测试方法。关键词：吸附型；螯合分散剂；K+B混合指示剂法；滴浊法；硬度法中图分类号:TS192文献标志码:C文章编号:1005-9350（2023）10-0051-03Abstract:The chelating dispersion force of common types of chelating dispersants to calcium ion with differentcontents was tested by the K+B mixed indicator method,droplet turbidity method,and hardness method.The results ofthree testing methods were compared,and the suitable testing method for the chelating dispersion force of different types ofchelating dispersants to calcium ion is selected.Key words:adsorption type;chelating dispersant;K+B mixed indicator method;dropping turbidity method;hardness methodSuitable testing methods for the chelating dispersionforce of calcium ions by chelating dispersants收稿日期：2023-04-23作者简介：周响云（1984），女，中级工程师，大专，研究方向为质量管理。周响云，何杰文（杭州美高华颐化工有限公司，浙江杭州311231）ZHOU Xiangyun,HE Jiewen(Hangzhou Meigao Huayi Chemical Co.Ltd.,Hangzhou 311231,China)染整技术Textile Dyeing and Finishing JournalVol.45 No.10Oct.2023第45卷第10期2023年10月染整技术45卷海诺为电子科技有限公司），PHS-25C型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）。1.2测试K+B混合指示剂法：参照GB/T 218842008 纺织印染助剂 螯合剂 螯合能力的测定 进行测试。滴浊法：参照文献 2 中的方法进行测试。硬度法：参照文献 3 中的方法进行测试。2结果与讨论2.1K+B混合指示剂法测试结果对比由表14可知，吸附型和羟基羧酸类螯合分散剂通过K+B混合指示剂法测试的结果随着螯合分散剂用量的提升，变化幅度不大，螯合分散力有提升，但没有体现出螯合分散剂用量与其螯合钙离子能力倍量增加的关系；有机多元膦酸类和氨基羧酸类螯合分散剂通过K+B混合指示剂法测试的结果随着螯合分散剂用量的提升，变化幅度较大，螯合分散力的提升趋势体现了螯合分散剂质量分数与其螯合钙离子能力倍量增加的关系。2.2滴浊法测试结果对比由表58可知，滴浊法测试的结果显示4种类型的螯合分散剂随着用量的提升变化幅度较大。螯合能力的提升趋势体现了螯合分散剂质量分数与其螯合钙离子能力倍量增加的关系。吸附型螯合分散剂用量/%1020304050称取质量/g5.005 15.002 55.001 25.000 85.002 3滴定体积数/mL0.350.560.770.851.00钙螯合分散力/（mgg-1）8.7714.0319.3021.3125.06表1K+B混合指示剂法测试吸附型螯合分散剂结果HEDP用量/%1020304050称取质量/g5.001 55.002 25.000 25.000 65.004 8滴定体积数/mL3.226.259.4212.5515.60钙螯合分散力/（mgg-1）81.72156.65236.11314.65390.79表2K+B混合指示剂法测试有机多元膦酸类螯合分散剂结果DTPA用量/%1020304050称取质量/g5.000 55.002 15.002 55.001 65.000 8滴定体积数/mL3.557.1510.6614.1217.55钙螯合分散力/（mgg-1）89.01179.21267.17353.95440.00表3K+B混合指示剂法测试氨基羧酸类螯合分散剂结果CA用量/%1020304050称取质量/g5.000 55.001 25.000 65.000 25.000 8滴定体积数/mL0.200.430.660.851.05钙螯合分散力/（mgg-1）5.0110.7816.5521.3126.32表4K+B混合指示剂法测试羟基羧酸类螯合分散剂结果表5滴浊法测试吸附型螯合分散剂结果吸附型螯合分散剂用量/%1020304050称取质量/g2.005 02.002 52.000 22.000 12.002 5滴定体积数/mL4.358.1012.4516.2020.15钙螯合分散力/（mgg-1）54.40101.43156.08203.10252.32HEDP用量/%1020304050称取质量/g2.000 02.002 02.000 22.000 52.001 5滴定体积数/mL7.5314.5521.7229.0036.15钙螯合分散力/（mgg-1）94.41182.24272.29363.50452.89表6滴浊法测试有机多元膦酸类螯合分散剂结果DTPA用量/%1020304050称取质量/g2.000 32.001 02.000 22.000 02.000 5滴定体积数/mL7.6315.0022.5629.9037.35钙螯合分散力/（mgg-1）95.64187.97282.82374.87468.15表7滴浊法测试氨基羧酸类螯合分散剂结果CA用量/%1020304050称取质量/g2.000 02.002 02.000 22.000 52.0015滴定体积数/mL3.226.259.3312.5615.50钙螯合分散力/（mgg-1）40.3778.28116.96157.43194.18表8滴浊法测试羟基羧酸类螯合分散剂结果5210期2.3硬度法测试结果对比由表912可知，吸附型和羟基羧酸类螯合分散剂通过硬度法测试的结果随着螯合分散剂用量的提升变化幅度不大，螯合力有提升，但没有体现出螯合分散剂用量与其螯合钙离子能力倍量增加的关系；有机多元膦酸类和氨基羧酸类螯合分散剂通过硬度法测试的结果随着用量的提升变化幅度较大，螯合能力的提升趋势体现了螯合分散剂用量与其螯合钙离子能力倍量增加的关系。3结论（1）K+B 混合指示剂法测试的是螯合分散剂的络合能力，主要适用于HEDP、DTPA螯合分散剂的测试，显色反应明显，测试结果较为准确。此类螯合分散剂的特点是具有较强的金属络合能力，与金属离子生成的络合物稳定性优于K+B指示剂。（2）硬度法通过滴定水质软化前后的总硬度差值来体现螯合能力的优劣，比较直观地评价螯合分散剂对水质的软化情况，金属指示剂与金属离子能生成有色配合物，但是这种配合物不如该金属离子与EDTA生成的络合物稳定，当达到终点时，EDTA完全夺取金属指示剂配合物中的金属离子，对于一些络合能力低于EDTA的螯合分散剂造成测试结果比实际值偏低，很难测试其真实的螯合能力。（3）滴浊法在碱性条件下对已知量的螯合分散剂滴加碳酸钠与乙酸钙，当达到其螯合分散钙离子浓度的饱和值后，过量的乙酸钙与碳酸钠产生碳酸钙沉淀，用沉淀聚集导致溶液出现的浑浊度来判定螯合分散金属离子能力的强弱，不存在其他具有络合力因素的干扰，适用于具有螯合分散力的螯合分散剂，尤其适用于以吸附金属离子为特征的吸附型螯合分散剂。参考文献：1王志刚,吴钦,刘许.新型环保螯合分散剂的研制J.西安工程科技学院学报,2007,21(5):572-575.2徐应兴,魏艳,申屠鲜艳,等.滴浊-丁达尔现象法测试螯合分散剂螯合分散钙能力J.广州化工,2014(19):120-121,147.3俞英珍,金鲜花,傅佳亚.钙离子螯合力测试方法及比较J.印染助剂,2006,23(12):40-42.吸附型螯合分散剂用量/%1020304050称取质量/g1.000 21.000 51.000 51.000 11.000 5滴定体积数/mLV019.6419.6419.6419.6419.64V119.6019.5919.5719.5319.48硬度下降值/（mgL-1）4.075.097.1211.216.29表9硬度法测试吸附型螯合分散剂结果HEDP用量/%1020304050称取质量/g1.000 01.000 11.000 21.000 11.000 3滴定体积数/mLV019.6419.6419.6419.6419.64V113.888.222.3500硬度下降值/（mgL-1）586.321 162.461 759.981 999.181 999.18表10硬度法测试有机多元膦酸类螯合分散剂结果DTPA用量/%1020304050称取质量/g1.000 01.000 31.000 21.000 01.000 2滴定体积数/mLV019.6419.6419.6419.6419.64V111.854.02000硬度下降值/（mgL-1）792.951 589.981 999.181 999.181 999.18表11硬度法测试氨基羧酸类螯合分散剂结果CA用量/%1020304050称取质量/g1.000 01.000 11.000 21.000 11.000 3滴定体积数/mLV019.6419.6419.6419.6419.64V119.6219.6019.5819.5519.50硬度下降值/（mgL-1）2.044.076.119.1614.25表12硬度法测试羟基羧酸类螯合分散剂结果周响云，等：螯合分散剂对钙离子螯合分散力的适宜测试方法广告53