幹燥劑性質及應用
概述【3】
幹燥劑也被稱作吸附劑,是用在防潮及防黴方面,起幹燥作用的(de)。日常生活中用吸附法除去(qù)水氣的(de)幹燥劑有矽膠、氧化鋁凝膠、分子(zǐ)篩、活性碳、骨炭、或活性白土等。用化學(xué)吸收法除去(qù)水氣的(de)常用吸附劑有氯化鈣、生石灰或五氧化磷等與水氣的(de)化學(xué)親和(hé)力大的(de)物質。當前,幹燥劑被廣泛應用于食品、農産品、家具、集成電路、精密電子(zǐ)、皮革制品、儀表儀器、紡織品、圖書文檔、文物字畫、集裝箱、汽車配件等産品的(de)防潮,可(kě)有效避免貨物在倉庫、集裝箱、紙箱、木箱和(hé)木盒內(nèi)受潮濕、凝結水的(de)影響而損壞。
種類【1】
幹燥劑按其酸堿性可(kě)分為(wèi):
1、酸性幹燥劑:濃硫酸、五氧化二磷、矽膠。
2、中性幹燥劑:無水氯化鈣、無水硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鈉、氧化鋁。
3、堿性幹燥劑:堿石灰( 主要成分CaO和(hé)NaOH) 、生石灰、固體氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣、氧化鋇。
按其氧化還原性又可(kě)分為(wèi):
1、氧化性幹燥劑:濃硫酸等。
2、還原性幹燥劑:鐵粉等。
分類【3】
幹燥劑分為(wèi)以下幾類:由天然礦物經過提純加工而成粒狀或珠狀的(de)矽膠幹燥劑;外觀形狀為(wèi)灰色小球,最适宜在 50℃以下的(de)環境中吸濕粘土幹燥劑;人工合成且對水分子(zǐ)有較強吸附性的(de)分子(zǐ)篩幹燥劑;由數種天然礦物組成,外觀為(wèi)灰白色小球的(de)礦物幹燥劑;由植物纖維組成,有較好的(de)吸濕效果,應用範圍較為(wèi)廣泛的(de)纖維幹燥劑要由氯化鈣及其他一(yī)些天然植物材料經特殊工藝精緻而成,安全方便實用又不占用空間氯化鈣幹燥劑。
性質及應用【1】【2】
1.濃硫酸:有強烈的(de)吸水性,可(kě)幹燥N2、O2、H2、CH4、CO等中性氣體和(hé)CO2、SO2、NO2、Cl2、HCl等非還原性的(de)酸性氣體,因其酸性故不能用來幹燥NH3等堿性氣體,又因其強氧化性故不能幹燥H2S、HBr、HI、C2H4(烯烴)等還原性氣體。
2.五氧化二磷:白色粉末,有“實驗室最強的(de)脫水劑”之說,可(kě)用來幹燥O2、H2、N2、CO、CH4等中性氣體和(hé)CO2、SO2、NO2、Cl2、HCl等酸性氣體。
3.矽膠:化學(xué)性質穩定,不溶于水和(hé)任何溶劑,內(nèi)部為(wèi)極細的(de)毛孔網狀結構,對水有強烈的(de)吸附作用,可(kě)做(zuò)袋裝食品的(de)幹燥劑,也常用來保持儀器的(de)幹燥,可(kě)幹燥O2、N2、NH3等。
4.堿石灰和(hé)固體氫氧化鈉:吸水快、是極佳的(de)幹燥劑,常用來幹燥N2、O2、H2、CH4、CO等中性氣體和(hé)NH3等堿性氣體,不可(kě)幹燥Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等酸性氣體。
5.生石灰:白色固體,堿性氧化物,可(kě)用來幹燥中性和(hé)堿性氣體。
6.無水氯化鈣:白色多孔固體,幹燥能力強,一(yī)般用以填充幹燥器,可(kě)幹燥多種藥品和(hé)N2、O2、H2、CH4、CO、CO2、SO2、NO2、Cl2、HCl等大多數氣體,不能用來幹燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。
7.無水硫酸鎂:吸水作用迅速,幹燥能力強,常用來幹燥有機試劑。
8.硫酸鈣:可(kě)幹燥H2、O2、CO2、CO、N2、Cl、HCl、H2S、NH3、CH4等。
9.活性氧化鋁:吸水量大,幹燥速度快。
10.無水硫酸銅:具有一(yī)定的(de)幹燥性,吸水程度較小,一(yī)般用來檢驗水的(de)存在,吸水後變藍,不用來做(zuò)幹燥劑。
表1為(wèi)幾種常用幹燥劑的(de)幹燥性能比較
幹燥機理(lǐ)【3】
幹燥劑是一(yī)種從大氣中吸收潮氣的(de)除水劑,它的(de)幹燥原理(lǐ)就是通過物理(lǐ)方式将水分子(zǐ)吸附在自(zì)身的(de)結構中或通過化學(xué)方式吸收水分子(zǐ)并改變其化學(xué)結構,變成另外一(yī)種物質。
衡量标準【4】
1.顆粒規格
規定了幹燥劑顆粒的(de)尺寸。幹燥劑顆粒有球形顆粒和(hé)柱狀顆粒,球形顆粒的(de)尺寸為(wèi)粒徑尺寸大小,培狀顆粒尺寸為(wèi)柱長(cháng)和(hé)截面直徑大小。常用幹燥劑的(de)的(de)尺寸大小一(yī)般為(wèi)幾個毫米的(de)數量級。
2.顆粒強度
顆粒強度指的(de)是幹燥劑的(de)顆粒抗壓強度和(hé)磨損耗。幹燥劑在使用過程中顆粒強度高(gāo)、磨損耗低(dī),使用時不易破碎,幹燥劑的(de)使用效率也就較高(gāo)。
3.吸濕率
幹燥劑的(de)吸濕率指的(de)是特定條件下幹燥劑吸附的(de)水分質量與幹燥劑質量的(de)比值。
4.吸濕速率
吸濕速率指的(de)是幹燥劑吸濕的(de)快慢。即在濕度一(yī)定的(de)條件下下,幹燥劑達到吸濕飽和(hé)狀态所需要的(de)時間,時間越短(duǎn),說明幹燥劑的(de)吸濕速率越快。幹燥劑對于吸濕速率的(de)要求并不是很高(gāo)。
5.再生性
再生性是指幹燥劑吸濕後經過處理(lǐ)還能夠繼續使用的(de)特性。即幹燥劑在吸水後通過加熱等方法使水分蒸發,使幹燥劑可(kě)W再次使用。
6.有無毒害、污染等
規定了幹燥劑的(de)使用範圍和(hé)場所,幹燥劑對所幹燥的(de)對象物質和(hé)周圍環境不能具有毒害、腐蝕、污染、放射性等。對于幹燥劑這方面的(de)要求比較高(gāo)的(de)是食品行業。
應用【3】
幹燥劑常用于防濕包裝,比如(rú)照相機及感光材料、精密儀器/電器、食品、藥品、鞋、衣服、皮革、武器、電訊器材等;也可(kě)以用于空氣脫濕,如(rú)家庭內(nèi)壁櫥、櫃子(zǐ)、地(dì)闆、樂(yuè)器等;可(kě)以用在空氣幹燥方面,比如(rú)倉庫、制藥廠、精密機械、電子(zǐ)器材制造廠、壓縮空氣、儀表空氣幹燥。另外,活性礦物幹燥劑被廣泛應用于不能采用油封、氣相封存的(de)産品中,諸如(rú):光學(xué)儀器、電子(zǐ)産品、醫學(xué)保健、食品包裝及軍工産品和(hé)民用産品的(de)幹燥空氣封存。
1.日常生活中幹燥劑的(de)選擇。
首先,在使用幹燥劑時,還要考慮幹燥劑的(de)吸水容量和(hé)幹燥性能。吸水容量是指單位重量幹燥劑所吸得水量;幹燥效能是指達到平衡是液體幹燥的(de)程度,對于形成水合物的(de)無機鹽幹燥劑采用吸水後結晶水的(de)蒸汽壓來表示。此外選擇幹燥劑還要考慮幹燥速度和(hé)價格。另外,液體有機化合物的(de)幹燥,通常是将幹燥劑直接與之接觸,因而使用的(de)幹燥劑必須不與該物質發生化學(xué)反應或催化作用,不溶解于該液體中。例如(rú)酸性物質不能用堿性幹燥劑,堿性物質也不能用酸性幹燥劑。有的(de)幹燥劑能與某些被幹燥的(de)物質生成絡合物。如(rú)氯化鈣易與醇類。胺類形成絡合物,因而不能用來幹燥這些液體。強堿性幹燥劑如(rú)氧化鈣、氫氧化鈉能催化某些醛類或酮類發生縮合、自(zì)動氧化等反應,也能使脂類或酰胺類發生水解反應。氫氧化鉀(鈉)還能顯著地(dì)溶解于低(dī)級醇中。其次,選用幹燥劑的(de)基本原則就是所選幹燥劑不能與被幹燥氣體反應,幹燥過程中不能引入新物質。一(yī)般的(de)說,酸性幹燥劑不能幹燥堿性氣體,可(kě)以幹燥酸性氣體及中性氣體;堿性幹燥劑不能幹燥酸性氣體,可(kě)以幹燥堿性氣體及中性氣體;中性幹燥劑可(kě)以幹燥各種氣體。
2.日常生活中使用幹燥劑貯存茶葉
使用幹燥劑,可(kě)使茶葉的(de)貯存時間延長(cháng)到一(yī)年(nián)左右。選用幹燥劑的(de)種類,可(kě)依茶類和(hé)取材方便而定。貯存綠茶,可(kě)用塊狀未潮解的(de)石灰;貯存紅(hóng)茶和(hé)花茶,可(kě)用幹燥的(de)木炭;有條件者,也可(kě)用變色矽膠。用生石灰保存茶葉時,可(kě)先将散裝茶用薄質牛皮紙包好(以幾兩到半斤成包),捆牢,分層環列于幹燥而無味完好的(de)壇子(zǐ)或無鏽無味的(de)小口鐵筒四周,在壇和(hé)筒中間放一(yī)袋或數袋未風化的(de)生石灰,上面再放茶葉數小包,然後用牛皮紙、棉花墊堵塞壇或筒口,再蓋緊蓋子(zǐ),置于幹燥處貯藏。一(yī)般1-2個月換一(yī)次石灰,隻要按時更換石灰,茶葉就不會吸潮變質。
3.日常生活中使用幹燥劑保存藥品。
為(wèi)了保持藥品的(de)幹燥或對制得的(de)氣體進行幹燥,必須使用幹燥劑。常用的(de)幹燥劑有三類:一(yī)類為(wèi)酸性幹燥劑,有濃硫酸、五氧化二磷、矽膠等;第二類為(wèi)堿性幹燥劑,有固體燒堿、石灰和(hé)堿石灰等;第三類是中性幹燥劑,如(rú)無水氯化鈣、無水硫酸鎂等。常用幹燥劑的(de)性能和(hé)用途如(rú)下:濃H2SO4具有強烈的(de)吸水性,常用來除去(qù)不與H2SO4反應的(de)氣體中的(de)水分,常作為(wèi)H2、O2、CO、SO2等氣體的(de)幹燥劑;無水氯化鈣幹燥能力強而被廣泛應用,幹燥速度快,能再生,脫水溫度473K,一(yī)般用以填充幹燥器和(hé)幹燥塔,幹燥藥品和(hé)多種氣體;無水硫酸鎂有很強的(de)幹燥能力,吸水後生成MgSO4.7H2O,常用來幹燥有機試劑;固體氫氧化鈉和(hé)堿石灰吸水快、效率高(gāo)是極佳的(de)幹燥劑,常用來幹燥氫氣、氧氣等氣體;變色矽膠常用來保持儀器、天平的(de)幹燥。
4.幹燥劑在日常食品包裝中的(de)應用
食品包裝中放入幹燥劑就是為(wèi)了減低(dī)食品袋中的(de)濕度防止食品變質腐敗。食品中常用的(de)幹燥劑是氧化鈣(CalciumOxide)和(hé)矽膠(SilicaGel)。氧化鈣也就是我們常叫的(de)生石灰,是白色或灰白色的(de)塊狀物,有很強的(de)吸收空氣中水分的(de)功能。幹燥劑放入食品包裝中是為(wèi)了減低(dī)食品袋中的(de)濕度,防止食品變質腐敗,在兒童食品的(de)包裝中最為(wèi)常用。食品中的(de)幹燥劑一(yī)般是無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環境污染;而實驗室的(de)幹燥劑如(rú)濃硫酸,堿石灰等等就太危險了,但是它們也有優點,例如(rú)吸水極快,效率高(gāo),價格便宜等。
活性礦物幹燥劑采用純天然原料礦物及活性吸濕劑精煉而成,綠色環保,無毒無味,對人體無損害。産品在室溫及一(yī)般濕度下吸附性能良好,具有吸附活性,靜态減濕和(hé)異味去(qù)除等功效。并且價格低(dī)廉、吸附速度快,制備成本低(dī)。與目前市場上銷售的(de)其它類型幹燥劑相比,不僅吸附速度快,吸附能力高(gāo)且無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環境污染,尤其應用于食品包裝,對人體無害。
蒙脫石幹燥劑采用純天然原料膨潤土,綠色環保,無毒無味,對人體無損害。它在室溫及一(yī)般濕度下吸附性能良好,具有吸附活性,靜态減濕和(hé)異味去(qù)除等功效。不僅吸附速度快,吸附能力高(gāo)且無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環境污染,尤其應用于食品包裝,對人體無害。被廣泛應用于不能采用油封、氣相封存的(de)食品包裝及軍工産品和(hé)民用産品的(de)幹燥空氣封存。