过硼酸钠
過硼酸鈉(Sodium Perborate)
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概述
过硼酸钠(Sodium Perborate)分子式为NaBO2‧H2O2‧3H2O,也可写作NaBO3‧4H2O,分子量等于153.88。
过硼酸钠的制备
过硼酸钠属于过硼酸(HBO3)的钠盐,由于过硼酸难以直接制取,工业上一般采用硼砂(Na2B4O7‧10H2O)或硼酸(H3BO3)溶液,搭配过氧化氢、过氧化钠在低温条件下反应制得,主要反应方程式如下:
(1)2NaOH+Na2B4O7‧10H2O+4H2O2+H2O→4NaBO3+16H2O
(2)Na2O2+H3BO3+HCl→NaBO3+2H2O+NaCl
(3)Na2O2+H2O2+2H3BO3→2NaBO3+4H2O
过硼酸钠的性状
规格 过硼酸钠的品质优劣由有效氧含量判定。市售产品有效氧含量可达9.5~10%,对应NaBO3‧4H2O含量为91.24~96.25%。
包装 采用麻袋内衬塑料薄膜包装,分为50公斤、100公斤两种规格;另有125公斤铁桶包装。
过硼酸钠的性质
1.过硼酸钠为白色无臭的粉末或粒状结晶,难溶于冷水,易溶于热水。15℃水中,100份水仅能溶解1.93份过硼酸钠。该物质溶于水会吸收热量,使溶液降温,水溶液呈碱性。在无二氧化碳的干燥空气中性质稳定;在40℃高温或潮湿环境中会自行分解放出氧气,反应式如下:
2NaBO3→2NaBO2+O2↑
(过硼酸钠 偏硼酸钠 氧气)
2.过硼酸钠属于温和氧化剂。常温下其水溶液会逐步水解,生成硼砂、氢氧化钠与过氧化氢,过氧化氢不稳定会继续分解为水和新生氧,氧气释放速度平缓,反应式如下:
4NaBO3+5H2O→Na2B4O7+2NaOH+4H2O2
H2O2→H2O+[O]
基于以上特性,过硼酸钠常被用作漂白剂和氧化剂。因其溶解后不会快速分解,过氧化氢释放平缓,使用过程易于管控;当溶液温度升至40℃时,氧气释放速度会明显加快。
3.由反应式可得,一分子过硼酸钠可释放一分子过氧化氢,或一个原子氧,按重量计算,其有效氧含量为10.3%。
4.过硼酸钠与肥皂不发生反应,不会产生不溶性金属沉淀。
过硼酸钠分析法
过硼酸钠常用分析方法分为两种:
(一)高锰酸钾法
分析原理依据以下反应式:
NaBO2‧H2O2‧3H2O+H2SO4→NaHSO4+H3BO3+2H2O+H2O2
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑
操作方法:称取试品0.2~0.3克,溶于200毫升水中,加入6N硫酸40毫升,配制成强酸性过氧化氢溶液,随后使用0.1N高锰酸钾溶液滴定,至溶液呈现浅粉红色即为滴定终点。
计算:


或 1毫升0.1N高锰酸钾=0.007694克NaBO3‧4H2O
1毫升0.1N高锰酸钾=0.0008克有效氧
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(二)碘量法
分析原理依据以下反应式:
NaBO2‧H2O2‧3H2O+H2SO4→NaHSO4+H3BO3+2H2O+H2O2
H2O2+2KI+H2SO4→K2SO4+2H2O+I2
I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
操作方法:称取试品0.2~0.3克,溶于适量水中,加入6N硫酸40毫升,再加入碘化钾溶液20~30毫升,静置五分钟保证反应完全。以淀粉溶液作为指示剂,用0.1N硫代硫酸钠进行滴定,直至蓝色完全消失,证明游离碘全部转化为碘化钠即为终点。
计算:


或 1毫升0.1N硫代硫酸钠=0.007694克NaBO3‧4H2O
1毫升0.1N硫代硫酸钠=0.0008克有效氧
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过硼酸钠在印染上的用途
(一)作漂白用剂
过硼酸钠受热、受潮后会分解放出氧气,因此常作为漂白剂使用。可替代过氧化氢漂白羊毛、柞蚕丝、高档棉织物等,其漂白效果好、操作简便,且不会损伤纤维。洗衣粉、合成洗涤剂中一般会添加约10%的过硼酸钠(折合有效氧0.9~1%),以此提升织物洗涤效果与白度。
(二)作活性染料沾色后的剥色剂
活性染料直接印花的花布,经汽蒸、平洗后若出现白地沾色问题,可使用过硼酸钠进行剥色修复。工艺流程:织物浸轧过硼酸钠溶液→100℃汽蒸10~20秒→常规热水洗涤、皂煮、水洗。参考配方(每升溶液):
过硼酸钠 10~20克
烧碱(36°Be'') 5毫升
平平加O 5克
荧光增白剂BSL 2克
该配方可改善常规活性染料造成的沾色问题,对原有花色影响较小,能提亮白地色泽;不适用于严重沾污情况。注意事项:过硼酸钠用量最高不超过20克/升,汽蒸时间控制在10~20秒,避免氧化纤维素,降低织物牢度。
(三)作士林、硫化、海昌蓝等染料染色后的氧化发色剂
士林、硫化、海昌蓝类染料不溶于水,可溶解在碱性还原液中上染纤维,后续需经氧化重新转变为不溶性色素固着在纤维上,该工序常选用过硼酸钠作为氧化发色剂。
注1.士林染料氧化处理:士林染料隐色体卷染水洗完成后,可选用过硼酸钠、红矾、过氧化氢三种氧化体系。卷染工艺:过硼酸钠用量2~3克/升,温度40~60℃,处理时长15~25分钟;轧染工艺:过硼酸钠4~8克/升,温度50~70℃,处理时长5~15秒。士林蓝RSN、士林蓝GCDN、士林艳妃R易出现过度氧化、色光偏紫暗的问题,可采用保险粉溶液进行修正。士林染料直接印花,难氧化品种使用过硼酸钠5~10克/升氧化处理。
注2.硫化染料氧化处理:常规硫化染料卷染后,依靠水洗、透风利用空气中氧气自然氧化发色;仅难氧化品种使用过硼酸钠或红矾氧化液。卷染工艺:过硼酸钠用量为织物重量的1~3%,温度55~60℃,处理时长4~5分钟,第二道工序开始升温;轧染工艺:过硼酸钠3~6克/升,温度55~60℃。织物氧化完成后堆放3~5分钟保证反应充分,再进行水洗、皂洗。氧化不充分的织物,在空气中易出现“风印”色差。
注3.海昌蓝染料氧化处理:海昌蓝染料卷染水洗后,使用过硼酸钠2克/升,50℃左右氧化处理4道工序即可。
(四)作还原染料印花后的氧化显色剂
还原染料直接印花、着色拔染印花经蒸化后,染料以隐色体状态被纤维吸收,必须经过氧化转变为不溶性染料完成固色。氧化方式分为透风氧化和氧化剂氧化,水洗过程本身也具备氧化作用。针对难氧化染料(还原黄G、棉纱用还原卡其2G等)、易洗落的染料,需使用氧化剂辅助氧化。过硼酸钠使用参数:用量2~4克/升,温度50~60℃。
注1.搭配稀硫酸使用,可加快染料氧化速度。
注2.平机水洗、皂洗也可实现氧化显色。第一道水洗:多格平洗槽全程冷水,或中间2~3格使用60~70℃温水,主要作用为脱浆,促使染料隐色体氧化;染料未充分氧化前严禁使用高温水。第二道皂洗:搭配肥皂、纯碱使用,去除浮色,提升色泽鲜艳度与染色牢度。
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