层状结晶二硅酸钠发展现状
来源：硅化工在线
作者：杨瑾
时间：2008-04-06
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3.4 层硅酸钠、速溶硅酸钠、偏硅酸钠等之间的区别
在可溶性硅酸盐中速溶硅酸钠、偏硅酸钠、层状硅酸钠、二硅酸钠等都可以用来充当洗涤助剂或填充剂，而且他们的生成原料都是泡花碱，由于层状硅酸钠的助洗性能最佳，所以在助剂市场上经常会遇见假冒伪劣的层硅产品，因此正确认识和区分它们也是个很重要的问题。
硅酸钠又称泡花碱，它是由石英砂和纯碱制成，其中砂和碱的比称：模数(m)。将固体硅酸钠在高温、高压下才能溶解、转变成液体硅酸钠方可以使用。硅酸钠的初级产品均为无定形硅酸钠，如固体硅酸钠、速溶硅酸钠。需经过一定的工艺条件可转变成结晶型硅酸钠，结晶型的硅酸钠在自然条件下溶解于水，如层状硅酸钠、偏硅酸钠等。这些各硅化合物都有着严格的定义，不能混淆。
速溶硅酸钠：为使泡花碱使用方便，使之易溶解，故通常是将模数在2.1-3.4之间的无定形硅酸钠液体，经喷雾干燥，制成蓬松粉状物，故称：速溶泡花碱。但它仍是无定形的硅酸钠，可在洗涤剂中当作填充剂使用。模数是2的速溶硅酸钠称二硅酸钠。
偏硅酸钠：是指模数为1的结晶型硅酸钠。是将液体泡花碱与液碱发生反应，经一定的工艺条件转变成结晶型硅酸钠，其分子晶态结构为针状排列结构。
层状硅酸钠：是将液体二硅酸钠经喷雾干燥后再经800℃左右高温下转换结晶，使其分子成为δ-型的层状晶态结构，δ表示其层间距离，此距离恰好是硬水中钙、镁离子的直径。在GB/T 19421中规定了层硅中x射线衍射仪法定性分析δ相层硅的方法。层硅的x射线衍射仪法定性分析图谱可见δ相的特征峰。
4 层硅酸钠的市场分析
目前被认为能代替三聚磷酸钠的有效物质有4A沸石、偏硅酸钠和有机物多元羧酸、丙烯共聚物。其中有机物价格太高，不易采用，4A沸石是现在普遍使用的无磷助洗剂，其次是偏硅酸钠。
4.1 4A沸石、偏硅酸钠等助剂将被淘汰
4A沸石是三维分子结构具有很多孔洞，其孔径为4A(1A=10-10m)故称4A沸石。①该物质之所以能软化水，是因为4A沸石孔洞的直径正好是水中钙离子的直径故将其吸附，而对水中的镁离子结合甚微。因此它的软化水性能一般。②由于4A沸石的PH值属中性，满足不了洗涤剂所需要的碱性，在使用时还得加入部分碱，这样就增加了洗涤剂生产成本。③4A沸石是不溶于水的固态物质，无悬浮、分散性能，因此用它生产的洗衣粉在洗涤时会产生甲壳状的钙沉积，给洗物造成二次污染或漂洗困难。为缓解这一不足，不得不加入分散剂柠檬酸钠，这样又增加了生产成本。另外排放掉的洗涤废水中的4A沸石会在不同的地表面形成新的堆积物，如果大量普及使用4A沸石生产洗衣粉会造成排水管道堵塞、河床淤泥增多，这对于生态、环境的危害不亚于三聚磷酸钠。
偏硅酸钠是可溶性硅酸盐，是由石英砂(SiO2)和碱(NaOH)生成，即二氧化硅与氧化钠的摩尔比为1。① 偏硅酸钠所以能软化水是由于可溶性的偏硅酸钠与水中氧化钙、氧化镁结合生成不溶于水的硅酸钙、硅酸镁絮状沉淀物所致。可溶性硅酸盐都具备这样性能，如碱性、中性泡花碱。②由于偏硅酸钠的氧化钠含量高，故其水溶液PH值高，1%的水溶液pH=14，虽可提供洗涤剂中所需碱性，但其用量不能超过8%。③偏硅酸钠在使用时生成硅酸钙沉淀与4A沸石一样无悬浮、分散性能由上述可以得出4A沸石、偏硅酸钠由于其性能差，只能部分替代三聚磷酸钠。为满足洗涤剂对助洗剂的要求，还得加入相应的“修正剂”这样即增加了洗涤剂生产成本，又复杂了生产工艺。根据我们研制的样品与德国赫斯特公司产品及4A沸石、偏硅酸钠的各项性能测试对照如表3可以看出：δ-层硅是代替三聚磷酸钠、4A沸石、偏硅酸钠的最佳产品。
表3 三聚磷酸钠各种替代品性能比较
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δ层硅
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五水偏硅
|
4A沸石
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赫斯特文献
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外观
|
白色粉末
|
白色粉末
|
白色粉末
|
/
|
|
|
溶解性
|
>92%
|
100%
|
<5%
|
/
|
|
|
沉降性
|
≤0.2
|
1
|
≤0.2
|
≤0.2
|
|
|
结合钙离子能力 mgCa2+/g
|
20℃
|
86
|
51
|
77
|
84
|
|
|
60℃
|
128
|
83
|
105
|
126
|
|
结合镁离子能力 mgMg2+/g
|
20℃
|
76
|
65
|
21
|
74
|
|
|
60℃
|
120
|
73
|
34
|
126
|
0
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