(2)氨基羧酸类络合剂它是强络合剂,金属离子与其结合发生化学反应生成螯合物。它具有较高的络合稳定常数,较强的络合能力,因此,它能够很快的和金属络合染料中已配位的金属离子发生反应[19]。这一类常见的络合剂有氨川三乙酸钠、乙二胺四醋酸、二乙烯三氨无醋酸。它们与钙、镁离子以及重金属离子具有较强的络合能力,络合后形成螯环化合物[20]。其形成的螯合物非常稳定,所以在干净洗剂中得到广泛使用。
(3)羧氨基羧酸类络合剂它是中等络合剂,金属离子和它发生反应生成的螯合物稳定性较高。这类络合剂常见的有羟乙二氨四醋酸、乙二醇双乙醚和二羟基甘氨酸。这些络合剂在pH值为9时,可以与铁离子发生反应,其稳定常数较小[21]。二羟乙基甘氨酸与镁、钙离子发生化学反应,它还可以和其它的金属离子发生反应。
(4)羧基酸盐及乙醇氨络合剂羧基酸,如草酸、酒石酸、柠檬酸以及葡萄糖酸属于这类络合剂。草酸和葡萄糖酸的螯合性能良好,但是酒石酸就不一样了,它螯合能力弱[22]。另外,大多数二价或三价金属离子都能和酒石酸和柠檬酸反应。羧甲基羟基丙二酸、羧甲基羟基丁二酸和羟乙基氨基乙酸也属于这类螯合剂。二乙醇胺与Fe3+在碱性环境下可以反应,也是有效的络合剂。
(5)甲叉磷酸脂类络合剂它是中等络合剂。这类甲叉磷酸脂螯合剂与金属离子形成的螯合物呈四面体,对水质不敏感,它与EDTA等为平面结构的螯合剂相比,没有它们更适合作为螯合剂[23]。另外,相比于NTA、EDTA和羧酸盐络合剂,对氧化剂的敏感度,它相对较小,它对环境影响太大。
(6)高分子聚合物络合剂这是一种弱络合剂,其中含有羟基的单体有丙烯酸、丙酸、丙二酸、丁二酸和马来酸酐共聚物。它们只能算是离子交换剂,只能在一定的条件下才能发生螯合反应。它能与其它的试剂混合使用,也能单独使用,还可以和金属离子交换,能够解决金属沉淀的问题[24]。在络合染料中使用,染料不会产生变色。因此,在印染行业或染色浴中,这种络合剂的使用会带来很大的功效,它的钠盐还有使溶液保持碱性的作用,起到缓冲效果。
1.2.3络合剂络合原理
有机物中,具有孤对电子的物体与氢原子结合时,共价键偏向电负性强的一方,使得氢原子露在外面,提高了解离的可能[25]。比如常见的羟基中,电子云会靠近氧原子。因此,氧原子易电离,被称为活泼原子。但是,在螯合剂的研究中,必须具备两个条件:孤立电子对和离子轨道空位,才能生成配位键,电子轨道杂化,形成正多面体等多种规则络合物[26]。
1.2.4络合剂的研究现状
随着科学技术的发展,络合剂的研究与应用得到了快速的发展。在当今社会中,络合剂的研究涉及到工业领域、医疗领域和生活领域。
(1)络合剂在医疗上的研究现状化学实验中络合物的稳定常数以及络合物和金属离子的亲和力研究表明,乙二胺四乙酸与钙、铅的络合常数极大,可以通过释放钙与铅络合形成络合物排出铅[27]。DTPA与一些重金属离子的稳定常数极大,这个是因为重金属离子有五个配位体可利用,通过临床医学证明,它确实可以从尿液中排出重金属[28]。
(2)络合剂在工业上的研究现状络合剂用在工业、航空等很多领域。从一开始工业设备上的使用、重金属中的使用转向印染行业。在印染工艺上,选用具有高效络合、悬浮、分散作用的络合剂是非常重要的,这样才能保证在络合剂使用量极低的情况下发生较强的络合反应,有不粘纺织品和设备的效果[29]。另外,还需要络合剂在不同的pH值下都能发生络合反应,还要求不含表面活性,含有较强的化垢功能。现代科学家们根据这些要求,研究出了符合要求的络合剂,并得出络合剂在印染上应用的工艺流程,从而让络合剂成为了印染行业中重要的原料。