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二氧化硫脲.doc 二氧化硫脲 一、 二氧化硫脲的特点 二氧化硫脲(Thiourea Dioxide,简称TDO)是一种优良的还原剂与保险粉比较，如下几个优点: 1、稳定性好 在碱性溶液中，二氧化硫脲的稳定性超过一般用的还原剂。 2、还原能力强 二氧化硫脲的还原能力比目前市场上还在应用的几种还原剂都较强，如下所示: 各种还原剂原电位 还原剂 还原电位(-Mv) 20? 80? 二氧化硫脲 1040 1180 保险粉 800 1080 氢硼化钠 480 1000 锌盐保险粉 380 680 还原条件:还原剂5g+氢氧化钠15g/L 3、储藏安全 保险粉是一种细湿性粉末，暴露在空气中或者受潮受热都能使其分解加速乃至燃烧，因此需要防潮，密封保存。我国对保险粉运输要求为二级遇水燃烧物品，而二氧化硫脲是一种非吸湿性自由流动粉末，遇水不燃烧，属于一种安全化学品。 4、用量少 二氧化硫脲在印染中应用的数量一般只有保险粉的20%左右，而用量减低，不仅意味着成本下降而且还可以减少公害。 5、无污染性 二氧化硫脲没有诱变形活力，因此可以认为是一种不致癌物;另方面它已被生物降解。纯二氧化硫脲的化学耗氧量(COD)为0.29mg/L，生物需氧量(BOD)为0.21 mg/L 。二氧化硫脲在碱性溶液中的分解产物为尿素和硫酸钠，两者中任何一种都不会使COD和BOD增加，而且尿素还有益于生化法处理污水。因此可以认为二氧化硫脲属于无污染原料。 二、二氧化硫脲的物理及化学性质 1、名称:二氧化硫脲 别名:甲脒亚磺酸 外观及气味:白色晶体，无刺激性气味 分子式:CH4N2CSO2 分子量:108.11 熔点:126? PH值:4(1%Solution) CAS NO:1758-73-2或4198-44-0 UN NO: 3341 Dangerous Goods Class:4.2 Specrific Gravity:1.68 2、规格 含量: ?99.0% 残余硫脲: ?0.1% 水份: ?0.05% 铁: ?10PPM 硫酸盐: ?0.17% 目前二氧化硫脲的纯度可达到99%以上，它的分解温度为11508-117?，在水溶液中40?以 上时开始分解。二氧化硫脲在水中的溶解度不高，它是随温度升高而增加，如下表所示: 二氧化硫脲的溶解量 温度(?) 溶解量(g/L) 0 13.50 10 19.50 20 26.70 30 36.90 40 51.40 另外，二氧化硫脲在碱性溶液中能增加溶解量，而且随碱浓度增加而增加，如下表所示: 各种碱浓度与二氧化硫脲溶解的关系 氢氧化钠(g/L) 25?时溶解量(g/L) 0 31.50 5 58.10 10 78.00 20 114.70 30 143.70 除水以外，二氧化硫脲不溶于有机溶剂 二氧化硫脲的还原作用 纯粹的二氧化硫脲即非还原剂也非氧化剂。但是把溶有二氧化硫脲的碱性溶液加热，就具有很高的还原电位(-1230Mv)。 二氧化硫脲通过反应产生的亚磺酸(H2SO2 sulfoxylic acid或suljinic acid)成还原性，在氢氧化钠存在的情况下氧化成硫酸钠。在氢氧化钠溶液中加入甲醛则能生成雕白粉。 二氧化硫脲在烧碱存在和加温条件下，还原电位保持很高。在这方面的实践，它比保险粉要优越得多。在恒温条件下，分别定时测定二氧化硫脲和保险粉的还原电位，如下表所示: 二氧化硫脲与保险粉的稳定度比较 时间(h) 保险粉(-Mv) 二氧化硫脲(-Mv) 0 841 1047 1 820 1038 2 632 1020 3 516 991 4 485 962 从表中可以看到，保险粉在4 h内还原电位下降了-356 Mv，而二氧化硫脲在同期内再下降了-85Mv。从数字上可以看到二氧化硫脲的氧化分解为保险粉的1/4。因此采用保险粉还原染色时往往要用4倍于理论的用量，才能有效抵消氧化分解从而保持染料隐色体稳定，但还原剂用量增加，并不有助于还原速率，上色速率或得色量的提高。而二氧化硫脲在水溶液周围内具有良好的稳定性，因此不存在二氧化硫脲由于氧化分解作用产生的麻烦。在碱性溶液中，二氧化硫脲的分解速度加快，但仍然比保险粉稳定的多。 在实际生产中采用二氧化硫脲作还原剂时，可以在5-6 h以前就先配好还原工作液，不必担心还原力下降，这就为生产提供了方便。 三、二氧化硫脲的应用 1、二氧化硫脲应用于还原染料染色，首选必须注意使用的温度，因为二氧化硫脲对温度的依赖性很大。只有使用合适的温度才能使其不稳定的同质异构体转变成亚磺酸和脲素，才能达到最大的还原负电位。实践证明，二氧化硫脲的最佳温度为70?或稍高一些。采用隐色 体乙法或丙法染色时，二氧化硫脲很难全部转化为亚磺酸和脲素。因此提出了还原加速剂(reduction acceleraters)的研究.二氧化硫脲和保险粉之间有一种较好的协同作用，因此建议用乙法和丙法染色时，保险粉的用量将为75%和添加10%的二氧化硫脲来代替。理论解释是，保险粉首选将还原染料转化成了染浴的稳定性，节省了保险粉用量。 二氧化硫脲由于它的热稳定性较保险分为高，因此适用于温隐色体法染色和连续轧蒸的悬浮体法染色。根据波洛科夫(Lipopokob)等报道还可用于悬浮体一浴法染色，其轧浴组成举例如下: 还原黄金 KX?? 35g/L 二氧化硫脲 35g/L 40%氢氧化钠 80g/L 由于低温时二氧化硫脲不会发生反应，所以利用这种特性，进行一浴法染色。 国内在应用二氧化硫脲方面，主要是与保险粉混用。如在悬浮体法染色中还原浴组成为: 二氧化硫脲(98%) 1g/L 保险粉(85) 10g/L 氢氧化钠(400Be) 29mL/L 如单独使用二氧化硫脲时，还原液的组成为: 二氧化硫脲(98%) 3.6g/L 氯化钠 13.4g/L 氢氧化钠(400Be) 34mL/L 相应的单独使用保险粉作还原剂时，还原液的组成为: 保险粉 20g/L 氢氧化钠(400Be) 40mL/L (轧染也周围内染料含量在10g/L左右) 2、二氧化硫脲在靛蓝-硫化染料染色中应用二氧化硫脲有以下好处: (1)用量少，1t二氧化硫脲能代替5-6t保险粉; (2)二氧化硫脲稳定性好，贮存、使用方便; (3)在硫化染色中，用二氧化硫脲代替硫化碱，是染色条件有高温变为室温，可大大减少能量消耗; (4)二氧化硫脲具有较强的还原能力，染色后废液中含硫量较少，有利于环境保护。 在靛蓝劳动布染色中应用经纱连续染色工艺，如用二氧化硫脲代替传统的保险粉，最佳工艺参数为:如染料浓度控制在1.6g/L,浸轧5次即可达到深色;此时,二氧化硫脲总用量控制在3g/L左右,NaOH控制在8g/L左右，食盐用量为20g/L左右，渗透剂M用量为2.3g/L左右;在70-75?,10-15min就可使靛蓝充分还原,选择室温染色(20-30?)较为适宜,浸渍时间初浸60s,复浸30s,氧化时间为3-5min。 小样染色处方举例:靛蓝1.6g/L,二氧化硫脲3g/L ，烧碱8g/L，氯化钠20g/L，渗透剂M2.3g/L，轧余率为70%左右。染色工艺及条件:采用干缸还原法，用土耳其红油预先将靛蓝染料调成浆状，加入3g/L二氧化硫脲，并加需用量的水。在70-75?的条件下，还原10min左右，使还原液呈黄色透明状，取出倒入已配好的染浴中，待温度隆至室温后，投入生纱，浸渍60s，轧车轧干，透风氧化3-5min(为使氧化充分及缩短时间，也可以用过硼酸钠或H2O2进行氧化)，再浸渍30s，轧干透风氧化……，如此重复5次浸轧后，充分水洗，干燥。 为降低成本，也可先用硫化染料打底，再用靛蓝染料套染。如以二氧化硫脲作为硫化染料的还原剂，与硫化钠相比，还原速率快，还原液稳定，用量也小，仅相当于硫化钠的22.2%。小样染色举例:硫化氰g/L,硫化蓝1.5g/L，二氧化硫脲3g/L，NaOH5.6g/L,NaC120g/L, ? 即 还原黄金GK和黄金RK 渗透及M2.1g/L,扎余率70%。染色工艺:在55-60?还原5-10min即可。在室温下染色，浸渍时间60s，轧干，透风氧化3-5min。再浸渍靛蓝染液30s,轧干，透风氧化3-5min，再浸渍靛蓝30s，……。经过三次浸轧三次氧化后，充分水洗即可，用硫化染料打底，不但可加深纱线的色泽，还可减少靛蓝浸轧次数。硫化染料打底后，只需三次浸轧靛蓝即可达到单独五次浸轧靛蓝的色泽深度，而且不影响各项牢度指标。但是，经硫化染料打底染出的色纱光与靛蓝染色相比，显得灰暗、呆板。 二氧化硫脲的其他作用: 1、不良染面的剥色剂(牛仔布，棉纤布，合成纤维布) 2、还原清洗。 3、硫化与士林染料的染色。 4、染缸清洗剂。 5、蚕丝的拔白。 使用: 1、 还原清洗 建议用量:二氧化硫脲 0.2—0.4 g/L T=85? NaOH36% 1—,g/L 表面活性剂 1—,g/L T=30min 2、不良染面的剥色 建议用量:二氧化硫脲 ,—,g/L T=110? t=30min 3、清缸 建议用量:二氧化硫脲 ,—3g/L T=110? NaOH36% 1—3g/L t=30min 表面活性剂 0.8—1.5 g/L 一般认为，用保险粉作还原剂时，分解的盐类能促使染料上染，而二氧化硫脲则不会产生钠离子，一次染得色泽较浅，所以在还原液中添加氯化钠补救。这种浅色现象在隐色体竭尽法染色法中乙法和丙法最为显著。为此威斯氏对还原黄3GC，橙RR,紫酱BR和灰M等染料进行了研究。每克保险粉能释放出钠离子量与0.67g氯化钠相似，因此他认为用二氧化硫脲单独作还原剂时，必须添加盐类予以补救，如与保险粉混用时则可以少加盐类或不加盐类。编者曾经采用二氧化硫脲和盐类的碱性还原浴对还原绿8号(卡其GG)作悬浮法染色的长期生产试验，发现在20h内得色正常而后则趋于下降，难以控制，因此造成色泽浅化的现象不完全是由于缺少钠离子的缘故。 使用二氧化硫脲作还原剂时，相应配伍的氢化钠量视染料品而定。一般来说，对称型的硫靛和蓝蒽酮类染料用碱量与保险粉相似。而其它染料则可以下降。低碱量不仅意味着成本下降，减少水洗负荷，对减轻污水处理都有好处。 河南宏业化工有限公司是全球最大的二氧化硫脲生产供用商，年产50000吨，80%出口到国外，目前国内许多印染企业逐步开始应用二氧化硫脲代替保险粉，应用前景十分广阔，市场容量相当可观。 联系电话:0393—8787128