4A沸石化學(xué)式為Na12AL12Si12O48·27H2O,是由硅氧和鋁氧四面體組成的三維骨架狀結(jié)構(gòu)化合物,屬立方晶系,晶胞中心是一個直徑為1.14A空穴,它由一個8元環(huán)和6個相類似的空穴連接而成,這種8元環(huán)結(jié)構(gòu)形成的自由空穴直徑為4.12A,故稱為4A沸石。其傳統(tǒng)合成方法有水玻璃法、活性白土法、膨潤土法、高嶺土法和煤矸石法。水玻璃法工藝成熟,容易控制,但成本高。活性白土法和膨潤土法需添加鋁源,成本較高,且設(shè)備要防腐。高嶺土法和煤矸石法是利用其鋁硅比與4A沸石一致的特點,將其轉(zhuǎn)化為具有反應(yīng)活性的偏高嶺土,并在燒堿水溶液中進行水熱結(jié)晶轉(zhuǎn)化反應(yīng)而制成沸石,但這種工藝需要高溫焙燒原礦石,能源損耗較大,同時,對環(huán)境也會產(chǎn)生一定程度的污染。
它是一種無毒、無臭、無味且流動性較好的白色粉末,具有較強的鈣離子交換能力,對環(huán)境無污染,是替代三聚磷酸鈉理想的無磷洗滌助劑,表面吸附能力強,是理想的吸附劑和干燥劑。
4A沸石是水合鋁硅酸鈉,由于其分子結(jié)構(gòu)是三維體,有許多孔洞,孔徑為4A,恰好是鈣離子的直徑,可將鈣離子吸附,而對鎂離子的結(jié)合則很微弱,因此它達不到軟化水的效果。4A沸石的pH值為中性,因此應(yīng)在洗衣粉中添加一定的堿才能滿足洗衣粉所需的堿性。另外4A沸石不但不溶于水,而且易與污物結(jié)合生成殼狀水不溶物(即鈣沉積),造成衣物的二次污染、漂洗困難,為此需要加入檸檬酸鈉等作為分散劑。
4A沸石可以攜帶較多的非離子表面活性劑。對非離子表面活性劑的吸附,4A沸石是NTA(次氨基三乙酸鹽)和碳酸鈉的3倍,是STPP和硫酸鈉的5倍。這個性質(zhì)對于在附聚成型洗衣粉中配入更多的表面活性劑,制得洗滌和流動性能好的新產(chǎn)品很有意義。
4A沸石的協(xié)同作用。在洗滌劑中,不同的組分復(fù)配常常達到比混合物中任何單一組分都好的性能。4A沸石除了有螯合重金屬離子之外,還與其他電解質(zhì)一樣,存在與表面活性劑的協(xié)同效應(yīng)。沸石不溶于水,洗滌后的織物易出現(xiàn)落粉現(xiàn)象。大量實驗證明,沸石的結(jié)晶粒徑小、不凝集是防止落粉的關(guān)鍵。沸石粒徑為0.4~2μm較好,小于1μm最理想。