4A沸石,学名硅铝酸钠,俗称分子筛,由于它具有独特的结构和外形,有较高的钙离子交换能力,而且分散性强,不沉淀,无毒性,因此,用作洗涤剂碱性助剂极具优越性。
为了解决三聚磷酸钠对江河,湖泊等水域产生营养富集,而应运问世的洗涤用沸石,自年代以来,产品逐年增加。国内随着合成洗涤剂用量的增加,含磷洗涤剂废液势必造成水质污染。因此,生产低磷或无磷的含沸石洗涤剂是减少水质污染的一项项重要措施。由于近年来工业氢氧化铝粉大幅度涨价,致使传统的化工原料出发的合成洗涤用沸石的成本大大提高,影响了沸石在洗涤剂中推广应用。因此,沸石的合成发生了转变,由化工原料合成过渡到以天然矿石为原料是当前的热门课题。其中活性白土和高岭土尤其受到重视,而高岭土在国内储量丰富,以此为原料制备沸石,能大大降低生产成本,特别是在合成过程中,使用晶化导向剂,缩短生产周期,降低能耗,所制备的产品可用于洗涤助剂。
一、4A沸石的结构和性能
Zeolite是具有骨架结构的铝硅酸盐,构成沸石骨架的最基本的结构是氧桥连接的硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体构成的B笼。由于铝原子是三价的,所以铝氧四面体中有一
个氧的价电子没有得到中和,这样就使整个铝氧四面体带一个负电荷,为了保持电中性,在铝氧四面体附近必须有一个带正电荷的金属阳离子来抵消它的负电荷在合成沸石中,金属阳离子一般为钠离子。4A型沸石是一种人工合成的沸石,用作洗涤剂助剂的4A沸石是孔径为4.2A的钠型沸石。4A沸石的化学组成成分子式为na2o3、al2o3、2sio24.5h2o,4A沸石骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共有,这种结构形成了同为阳离子和水分子占据的大晶穴,这些阳离子和水分子有较大的稳定性,可进行阳离子交换和可逆的脱水。
二、洗涤用4A沸石性能要求
4A沸石作为洗涤助剂,它与用作千燥剂、吸附剂和催化剂的质量要求不同,它必须符合洗涤用4A沸石产品标准,即钙离子交换能力、粒度、ph值、白度和灼烧失重等指标。
1、4A沸石的钙交换能力
钙交换能力是在洗涤剂中起软化水的作用,理论上4A沸石的钙交换能力为325mgcaco3/g干沸石。
2、4A沸石的粒度分布
4A沸石的粒度分布,直接影响着钙交换能力和在织物上的附着量,粒度小在水中易形成稳定的悬浮液,则钙交换速度快,洗涤时间约为5-10min。4A沸石应在短时间内迅速束缚ca2+、mg2+离子,粒径分布为2-8um,平均为2-4um,因为粒径<10um时钙交换速度接近stpp,大于15um时,就会挂在织物上,而小于1um时,由于范德华力的作用也会粘在织物上。
3、4A沸石的ph值
其ph值应小于等于11.0,因为洗衣粉1类粉小于等于10.5,2类粉越小于等于11.0,若沸石碱度过高,将对洗衣粉造成影响。因为,ph值在以上10.3以上时,则每增加0.0.1ph值,其钙交换能力约增大8-10mgcaco3/g干沸石,ph值超标就会造成钙交换能力的偏高。
4、4A沸石的可靠性
沸石对生态方面无影响,即使在高浓度下对人体也无毒性,对眼睛,皮肤无刺激,不会导致过敏,使用安全。