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  • 2015.08.19
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  • 论文《过氧碳酸钠SPC在全球民用市场的应用》

    论文《过氧碳酸钠SPC在全球民用市场的应用》




    严敬华(杭州氧万博体育网址app生物科技有限公司,浙江 杭州 310023)

    *发表于中国化工企业管理协会杂志2015年07月《化工管理》P44~46

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    摘要:简要说明过氧碳酸钠的理化特性,查阅国内外相关文献,简述其在洗涤漂白、医疗卫生、化工生产和水质净化等领域的应用。过氧碳酸钠在全球各领域应用广泛、效果显著,具有良好的应用前景。

    关键词:过氧碳酸钠;洗涤漂白;造纸;医疗消毒

    过氧碳酸钠(CAS No.15630-89-4)的分子结构式为2Na2CO3·3H2O2,摩尔质量314.02,通用英文名称Sodium Percarbonate,简称SPC,又称过碳酸钠、分解后产生氧气、水合碳酸钠【1】。过氧碳酸俗称固态双氧水、固体过氧化氢,是过氧化氢(双氧水)与碳酸钠加成所形成的化合物。与液体双氧水拥有相同的特性,SPC同样可以在温度较低的环境下迅速分解并释放出氧气,从而实现洗涤漂白、去除污渍、消毒灭菌和去除异味等多种功能。作为高效氧系漂白剂的代表,SPC凭借其优良的漂白功能和杀菌功能,在洗涤漂白、造纸、医疗卫生、化工生产及水质净化等领域展均有广泛的应用。现就SPC在上述领域中的应用做一简要概述。

    1 洗涤漂白剂

    织物上的污垢按照其理化性质大体可以分为水溶性,脂溶性和色素性(颜/染料污垢)三大类。通常由蛋白质、油脂和淀粉等有机物所构成的污渍,用表面活性剂和一般助剂组成的普通洗涤剂就可以将其去除。但含有色素成分的污垢则必须使用漂白剂才能去除【2】,否则残留的色素性污垢极易引起织物泛黄,是目前洗涤产业中最棘手的问题之一。因此,从上世界60年代开始,欧美国家就将尝试将硼酸钠作为漂白剂添加到洗涤用品中。但是随着硼酸钠危害性研究越来越深入,世界各国、特别是欧洲国家【3】相继颁布了硼酸制品禁令。作为新型环保漂白剂,过氧碳酸钠已经完全取代硼酸钠。目前欧美市场上各种洗衣粉(包括超浓缩、高浓缩及部分普通洗衣粉)中都添加过氧碳酸钠作为新型漂白剂。拉美、欧洲典型洗涤配方中均含有过氧碳酸钠漂白剂【4】,详见表1。

     

    配方
    拉美配方
    欧洲配方
    磺酸盐(LAS石油磺酸盐)
    0~30
    0~30
    硫酸盐
    0~30
    0~20
    肥皂
    0~5
    0~15
    非离子
    0~5
    0~10
    助洗剂
    0~5
    0~10
    漂白剂(过氧碳酸钠)
    0~5
    0~10
    三聚磷酸钠
    0~20
    0~30
    NOBS(漂白活化剂)
    0~15
    NOBS+TAED(漂白活化剂)
    0~30
    沸石
    0~30
    0~40
    Na2O/SO2
    0~5
    0~40
    填料
    0~20
    0~20
    Na2SO4
    0~40
    0~40
    NaCl
    0~40

     

    消费者目前对洗涤用品的需求日益增加,且呈现出多元化的趋势,这促使市场不断开发洗涤作用越来越强的新产品。再加上目前全社会对于环境保护越来越重视,环保型洗涤添加剂过氧碳酸钠在高端品牌的洗衣粉中有望得到进一步的应用;目前国际国内【5】众多高端品牌洗涤剂中均含有过氧碳酸钠。

    四乙酰乙二胺是一种常见的漂白活化剂,目前作为洗涤添加剂,加入各种清洁与卫生产品中,这进一步增强了过氧碳酸钠的漂白能力,同时也改善了洗涤剂在常温甚至低温下的清洗能力。欧美国家对四乙酰乙二胺的添加标准规定为:普通洗衣粉(0.5%~3%);浓缩洗衣粉(3%~8%);彩漂粉(8%~20%);洗碗剂(4%~5%)。

    Church&Dwight,一个有着80年历史的老牌化工企业,曾生产出众多优秀的洗涤用品【6】。其旗下产品OxClean,主要活性成分便是SPC。OxClean被认为是具有强力去污性能的洗涤剂,可用于家用清洗或服装洗涤。美国最著名的家居杂志《Better homes&Garden》在2010年根据发放的五万多份调查问卷的反馈结果,评定OxiClean产品为2010年度最佳卫生清洁用品。

    2 医疗

    2.1 消毒灭菌  有研究表明SPC可杀灭或抑制包括葡萄球菌、链球菌和大肠杆菌等在内的常见致病菌【6】,可以作为各公共场所(包括医院)的杀菌消毒剂。由于其分解产物基本无害,SPC也可以用于各种餐具及食物的表面消毒。通过与四乙酰乙二胺的紧密结合,SPC可以经过复配,形成固态的过氧乙酸。相比于传统液态的过氧乙酸,复配后形成的固态过氧乙酸拥有液态过氧乙酸的全部理化性质和功能。同时固体过氧乙酸在运输、存储、使用等各方面较液体更为安全和便利,对细菌的杀伤作用也更加强力。复配SPC的这些优点“非典”时期得到了广泛应用。

    国内江汉大学张繁荣等通过研究证实,对食用培养基中常见的3种菌(大肠埃希菌、黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌)进行消毒灭菌实验,随着过氧碳酸钠的浓度升高,3种菌的数量均在减少。大肠埃希菌与黑曲霉菌在浓度为10000mg/L时全部被杀死,枯草芽孢杆菌在浓度为20000mg/L时被全部杀死。这也验证了过氧碳酸钠的杀毒灭菌作用。

    2.2 牙齿  过氧碳酸钠也可用于牙齿美白保色。佳洁士经过长达18个月的临床研究证实,其旗下的佳洁士夜间效果产品(含约19%过氧碳酸钠)的牙齿净白效果与佳洁士净白牙贴(含约6%过氧化氢)的美白效果无显著差异,提示过氧碳酸钠与过氧化氢均具有良好的牙齿美白作用。研究还提示含19%SPC的佳洁士产品不会引起明显的毒副作用【9】。《财富》【10】杂志曾在2004年统计过佳洁士产品的市场情况,统计结果显示,佳洁士旗下两款产品——净白牙贴和夜间效果总计3亿美元零售额,曾经占有同类产品70%的市场份额,其牙齿美白效果十分明显。

    过氧碳酸钠不仅只针对正常牙齿,同样也可以用于变色无髓牙齿的漂白。去除牙髓后,牙体由于得不到正常的营养供应,逐步失去光泽,牙釉质也由白色或淡黄色逐步变成黑灰色或褐色,严重影响了牙齿美观。佩罗斯塔联邦大学的学者们【11】经研究发现,SPC在无髓牙变色以后,也能产生一定的漂白作用。与传统组织清洗剂过氧化氢和过氧化脲相比,其细胞毒性和遗传毒性均无明显差异。

    2.3 急救供氧  作为固态双氧水,过氧碳酸钠同样可作为急救氧气的重要来源。将过碳酸钠与含有Cu、Fe、Co、Mn及聚乙烯酸等催化剂相混合,常温下加入适量的水,可因催化作用快速分解出大量氧气【12】。供养过程操作方便,供氧量大,适用于那些急需供养,而大型设备又难以到达的环境。如偏远地区(尤其是农村家庭)、军队野战急救、矿石开采等地下施工、抗洪抢险及灭火救灾等急救场合。

    2.4 组织工程  有学者提出过氧碳酸钠有可能用于医学组织工程。在组织工程中,如何保证离体组织的活力这一难题一直困扰着医学工作者。美国维克森林大学的学者【13】设计体外实验,将适量的SPC作为氧气产生剂,加入到组织工程材料PLGA中,结果SPC产生大量的活性氧,持续约24h,离体组织活力得到明显的提高,细胞凋亡和坏死组织都有所减少。实验证实SPC可以用于组织医学新型供氧剂。

    3 化工生产

    过氧碳酸钠可以作为氧化剂,用于醛基酚羟化、有机硼烷氧化、烯烃环氧化、硫醚与胺氧化、酮氧化和A-二酮断裂氧化等化学反应。由于SPC众多优点,国内外【14】已经广泛使用SPC替代传统液态双氧水,用以完成各类有机氧化反应。过氧碳酸钠的优点很多,其中最重要的是反应条件比较温和、反应过程容易控制,适用于各种有机反应。同时,过氧碳酸钠还具有其他氧化剂少有的独特性质,即极少的含水量。

    广西大学马利【15】等人通过实验对过氧碳酸钠用于亚法糖厂的脱色工艺条件进行了探索,提出过氧碳酸钠可用于糖厂脱色。同时提出脱色的最佳工艺条件为pH=6,过氧碳酸钠添加量为2.0mg.L-1,硫熏强度为14ml。这进一步拓宽了过氧碳酸钠在化工领域的应用。

    4 水质净化领域

    作为一种固体芬顿试剂(Fenton reagent),过氧碳酸钠SPC也可以应用于处理各种工业废水和加速土壤中有机污染物的降解(POPs)【16】。芬顿反应是在催化剂亚铁离子(Fe3+)的协助下,使用过氧化氢(H2O2)等氧化剂对废水进行氧化处理,进而净化水质。这种由催化剂亚铁离子和氧化剂过氧化氢组成的化学体系则被称为芬顿试剂,它生成的羟基自由基具有极强的氧化性,可以与水中难降解有机物机结合成自由基,从而破坏结构有机物的结构,最终促使其氧化分解。芬顿反应能够降解处理的有机废水主要包括含硝基苯和ABS的废水。同时也可以用于一般废水的脱色和除臭。过氧碳酸钠产品可以通过氧化及促进生物修复等功能作用于土壤修复。通过自身分解并向地基内提供氧气,增强土壤内好氧菌的降解活性。

    此外,在部分渔业养殖和民用园艺活动中,过氧碳酸钠也是一种有效的增氧剂和杀菌剂【17】。美国国家环境保护局【18】(U.S. Environmental Protection Agency,简称EPA或USEPA)曾在《Biopesticiides Registration Action Document》(PC Code 128860)中指出,过氧碳酸钠相关产品可应用于温室、有机物质储藏室,苗圃培育场所、含有绿色植物的表层土壤和草坪。另外,过氧碳酸钠产品也可用于处理非氯泳池的日常污水【19】。

    5 结语

    过氧碳酸钠在洗涤、漂白、医疗卫生、化工生产及水质净化等领域展现了优良的应用效果和广泛的应用前景。目前由于使用成本及部分产品的在某些反应条件下稳定性的问题,过氧碳酸钠尚未得到全面推广。但是,随着人们新型漂白剂和供养剂以及过氧碳酸钠生产技术的提高,我们相信在不远的将来,过氧碳酸钠将会以更低的使用成本得到多领域更广泛的应用。

    ————————————————————————————

    参考文献

    【1】易琼,邹彬,欧阳贻德等.醇析法合成过碳酸钠的工艺条件[J].武汉工程大学学报,2014,36(12):34-38.

    【2】Xue-Hui Yuan,Shu-Ling Cui.Pre-treatment mechanism of Bu-gong tea saponin[C].//2013 Annual Shanghai Graduate Student Academic Innovation Forum of Fashion and Textile,The Seventh International Innovation Forum of Textile & Clothing(2013上海纺织 服装创意创新研究生学术论坛暨第七届纺织服装创新国际论坛)论文集.2013:166-170.

    【3】 Khanmohammadi, M.,Mashkuri, N.,Rostami, M. et al.Quantitative determination of sodium perborate and sodium percarbonate in detergent powders by infrared spectrometry[J].Journal of analytical chemistry,2012,67(4):330-334.

    【4】Agglomerations Group.A NOVEL BLEACH AUTOMATIC DISHWASHER DETERGENT[J].Agglomerations: the international detergent newsletter,2012,3(1):2-4.

    【5】汤鸣.宝洁公司的可持续发展概述[J].中国洗涤用品工业,2012,(10):37-39.

    【6】Celine LEDUC,Claude DANEAULT,Hong YE et al.Sodium percarbonate in the bleaching of mechanical pulps (softwood and hardwood) – efficiency and environmental impact[C].(59th Appita Annual Conference and Exhibition incorporating the 13th ISWFPC(International Symposium on Wood,Fibre and Pulping Chemistry) vol.3:13th ISWFPC Sessions-Poster Papers.2005:221-225.

    【7】魏丹,王晓春,张良文等.过氧碳酸钠对金黄色葡萄球菌杀灭效果检测[J].中国现代医学杂志,2011.5(14):121-122.

    【8】张繁荣,胡志辉,雷刚等.过碳酸钠和微波对食用菌种植常见3种杂菌消毒试验[J].江汉大学学报,2014.9(16):90-93.

    【9】Bizhang M,Miller M,Phark J H,et al.Clinical trial of long-term color stability of hydrogen peroxide strips and sodium percarbonate film[J].American Journal of Dentistry,2007,20:23-27.

    【10】Patricia Sellers.P&G::teaching an old dog new tricks[J].Fortune ,2004,149(11):15-20.

    【11】MR Fernandez, RV Carvalho, FA Ogliari et al.Cytotoxicity and genotoxicity of sodium percarbonate: a comparison with bleaching agents commonly used in discoloured pulpless teeth[J]. International Endodontic Journal,2010,43:102-108.

    【12】马立国,梁艳茹,李聚军等.化学法制备速度均匀医用氧气的研究[J].2010,38(9):98-100.

    【13】Benjamin S Harrison,Daniel Eberli,Sang Jin Lee,et al. Oxygen producing biomaterials for tissue regeneration[J]. Biomaterials,2007,28:4628-4634.

    【14】Giancarlo Cravotto, Arianna Binello, Stefano Di Carlo,et al.Oxidative degradation of chlorophenol derivatives promoted by microwaves or power ultrasound:a mechanism investigation[J].Environ Sci Pollut Res,2010,17:674-687.

    【15】马利,卢家驹,林金梅等.过碳酸钠用于糖汁脱色的初步探索[J].广西轻工业,2008,10(10):3-4.

    【16】Giancarlo Cravotto,Stefano Di Carlo, Bernd Ondruschka,el al.Decontamination of soil containing POPs by the combined action of solid fenton-lick reagents and microwaves[J].Chemosphere,2007,69:1326-1329.

    【17】Rasmus D Heinecke,Kurt Buchmann.Control of Ichthyophthirius multifiliis using a combination of water filtration and sodium percarbonate:Dose-response studies[J].Aquaculture,2009,288:32-35.

    【18】US Environmental Protection Agency Office of Pesticide Programs Biopesticides and Pollution Prevention Division. Biopesticides Registration Action Document[G].SodiumCarbonate Peroxyhydrate(PCCode 128860),2009-09-06.

    【19】Brian C small.Evaluation of sodium carbonate peroxyhydrate as a potential catfish egg disinfectant[J].Journal of Aquatic Animal Health,2009,21(2):117-123.

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  • 作者:氧万博体育网址app 2015年10月23日, 下午12:13

    《中文科技期刊数据库》 http://www.cqvip.com/QK/80982X/201520/665761742.html

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  • 作者:氧万博体育网址app 2015年11月4日, 下午3:08

    核心专利原料:SPC。SPC即:过碳酸钠,英文名称:Sodium Percarbonate,是过氧化氢与碳酸钠的加成化合物,分解后产生氧气、水和碳酸钠,其有效活性所含量相当于14.5%的双氧水。SPC不仅具有液体双氧水的功能,在较低的水温下迅速分解释放出氧气从而实现漂白、去污、杀菌、除异味等功能,而且它也同时分解生成碳酸钠。碳酸钠能提高水中的PH值,降低硬水中钙、镁离子的能力,使水软化,另外的作用是使污垢和纤维在pH值增加时,带有更多的负电荷,从而增加污垢与纤维之间的排斥性,提高了漂白和洗涤效果。SPC加入水中后,迅速产生双氧水,双氧水不稳定,产生氧气和水,反应最终的碳酸钠,干燥时为白色粉末或颗粒,无气味,是一种碱性的盐。俗称苏打,食用对人体无危害,并不产生铅、砷等重金属。过碳酸钠的分解物:氧气、水和碳酸钠是天然存在的物质,对环境无任何负面影响,因而过碳酸钠是一种非常环保的高性能低温氧系漂白剂。

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