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二氯異氰尿酸鈉

鎖定
二氯異氰尿酸鈉(DCCNa),是一種有機化合物,分子式為C3Cl2N3NaO3,常温下為白色粉末狀晶體或顆粒,有氯氣味。
二氯異氰尿酸鈉是一種常用的消毒劑,具有很強的氧化性,對各種致病性微生物如病毒細菌芽孢真菌等有很強的殺生作用,是一種適用範圍廣,高效的殺菌劑 [1] 
中文名
二氯異氰尿酸鈉 [1] 
外文名
sodium dichloroisocyanurate [1] 
化學式
C3Cl2N3NaO3
分子量
219.946
外    觀
白色粉末狀晶體或顆粒
CAS登錄號
2893-78-9
EINECS登錄號
220-767-7
密    度
2.06 g/cm³
熔    點
225 ℃
沸    點
306.7 ℃
閃    點
139.3 ℃
溶解性
易溶於水,難溶於有機溶劑
安全性描述
S8;S26;S41;S60;S61
危險性符號
Xn
危險性描述
R8;R22;R31;R36/37;R50/53
UN危險貨物編號
2465

二氯異氰尿酸鈉理化性質

密度:2.06g/cm3
熔點:225℃
沸點:306.7℃
閃點:139.3℃
蒸汽壓:7.05E-05mmHg at 25°C
外觀:白色粉末狀晶體或顆粒
水溶性:易溶於水,難溶於有機溶劑

二氯異氰尿酸鈉計算化學數據

1、疏水參數計算參考值(XlogP):0.4
2、氫鍵供體數量:1
3、氫鍵受體數量:3
4、可旋轉化學鍵數量:0
5、拓撲分子極性表面積(TPSA):69.7
6、重原子數量:11
7、表面電荷:0
8、複雜度:220
9、同位素原子數量:0
10、確定原子立構中心數量:0
11、不確定原子立構中心數量:0
12、確定化學鍵立構中心數量:0
13、不確定化學鍵立構中心數量:0
14、共價鍵單元數量:1 [3] 

二氯異氰尿酸鈉產品特點

(1)殺菌消毒能力強,純的DCCNa的有效氯含量為64.5%,優質品的有效氯含量大於60%,有很強的消毒殺菌作用,在20ppm時,殺菌率達到99%。對各種細菌、藻類、真菌和病菌都有很強的殺滅效果。 [1] 
(2)它的毒性很低,半數致死量(LD50)高達1.67g/kg(三氯異氰尿酸的半數致死量僅為0.72~0.78g/kg)。國內外早已批准,在食品和飲用水的消毒殺毒過程中使用DCCNa。 [1] 
(3)適用範圍廣,該品不僅可用於食品飲料加工行業和飲用水消毒,公共場所的清洗和消毒,在工業循環水處理,民用家庭衞生消毒,養殖業的消毒等方面也有較廣的使用。 [1] 
(4)有效氯利用率高,DCCNa在水中的溶解度很高,25℃下每100mL水可以溶解30g DCCNa。即使在水温低至4℃的水溶液中,DCCNa也能迅速釋放其所含的全部有效氯,使其消毒殺菌效果得到充分利用。其它的固體含氯產品(除氯代異氰尿酸類外)由於溶解度較低或者所含的氯釋放速度緩慢等原因,氯值要比DCCNa低很多。 [1] 
(5)穩定性較好,由於氯代異氰尿酸類產品分子中三嗪環穩定性較高,所以DCCNa性質很穩定。據測定,將乾燥後的DCCNa貯存於倉庫中,在1年後,其有效氯的損失小於1%。 [1] 
(6)產品為固體,可以製成白色粉狀或顆粒,便於包裝和運輸,也方便用户的選擇和使用。 [1] 

二氯異氰尿酸鈉產品應用

DCCNa是一種高效的消毒殺菌劑,在水中的溶解度較高,並且殺毒能力持久,毒性較小,所以被廣泛用作飲用水消毒劑及家庭用消毒劑。DCCNa在水中能水解出次氯酸,在一些場合可以代替次氯酸,所以可以用作漂白劑。而且因為DCCNa可以大規模工業化生產,價格較低,所以被廣泛應用於很多行業: [1] 
羊毛防縮處理劑
DCCNa可以在水溶液中均勻地釋放出次氯酸,與羊毛鱗片層的蛋白質分子發生作用,破壞其蛋白質分子中的一部分鍵,使其分子結構發生變化從而防止羊毛收縮。另外,還可以在洗衣粉等洗滌劑中添加DCCNa,使其在洗滌羊毛製品時,有效防止羊毛粘接、起球等現象的發生。經DCCNa處理過的羊毛織物色澤鮮豔、手感好,而且基本不會縮水;在羊毛或羊毛混紡纖維及織物浸潰處理助劑中添加2%~3%的DCCNa溶液,就可以有效防止羊毛及其製品起球、氈縮等現象的發生。 [1] 
紡織工業漂白
在紡織工業中天然纖維和合成纖維的漂白劑中,DCCNa也得到大量使用。漂白的原理是造成天然纖維以及合成纖維中的色素被破壞。DCCNa可以在水溶液中均勻地釋放出次氯酸,次氯酸可與改變纖維中一些髮色基團,通過與其共軛鍵發生加成反應,破壞纖維中原有的色素,使纖維吸收光的波長髮生改變,從而達到漂白的目的。相較於使用傳統意義上的漂白劑,DCCNa有很大的優勢,傳統意義上的漂白劑只能在温度較低的條件下使用,因為高温條件下傳統漂白劑破壞纖維的分子結構的速度會加快,纖維的強度會在其影響下快速下降。而DCCNa即使在較低温度下,仍可取得良好的漂白效果;另外,用DCCNa對天然纖維和合成纖維分子結構的破壞速度較慢,漂白效果好,纖維的強度不會受到太大影響。此外在漂白劑中添加DCCNa還可以提高衣物的親水性,脱去衣物中的棉漿,以及降低纖維素的降解速度等作用,同時還提高衣物的柔韌性和延展性。 [1] 
養殖業的滅菌和消毒
(1)養蠶的滅菌和消毒如果養時有些疏忽,細菌和病蟲害就會對蠶造成侵害,甚至會使蠶體死亡。使用以DCCNa作為主要成分,添加適量的穩定劑和促進劑,使三者均勻混合形成消毒劑水溶液,對蠶體以及蠶體所在的生活壞境進行消毒殺菌,可以快速殺滅影響家蠶的病毒、真菌和細菌。可以對蠶室、蠶具以及蠶體上噴灑DCCNa水溶液,可防治蠶病同時殺滅胃腸型膿病多角體、胃腸型膿病病毒、血液型濃病多角體。與傳統的蠶用消毒劑相比,以DCCNa作為主要成分的消毒劑溶解度高、更為穩定、藥效持續時間更長。作為發展養蠶業極佳的消毒藥物,DCCNa對蠶的生長髮育及蠶質幾乎沒有影響。 [1] 
(2)水產養殖的滅菌和消毒在防治魚病方面,DCCNa也有不俗的表現。它可以快速殺滅水體中的細菌、真菌等微生物,還可防治魚類的病毒性疾病。所以DCCNa常被用於養殖魚、蝦、蟹、蛙等水產品的水體消毒。它在魚種消毒、和魚具消毒方面也有一定的運用。 [1]  二氯異氰尿酸鈉的飲水消毒效果:飲水經消毒後,雞的成活率在97%左右,而飲水未曾消毒的雞隻成活率平均在90.07%,多出近7個百分點,經二氯異氰尿酸鈉消毒過的水給雞飲用,對雞羣的健康大有裨益,大大提高雞的成活率,自然而然就提高了經濟效益。 [2] 
民用衞生消毒
(1)洗滌用品添加劑在家用餐具洗滌液等洗滌用品中添加適量DCCNa,可以增加洗滌劑的功能,使其可以發揮殺毒滅菌的作用,清洗含有蛋白、果汁的污漬時效果十分顯著。可以稱取600mgDCCNa加入1L水中,將餐具放入水中浸泡消毒2min可殺滅100%大腸桿菌,浸泡消毒8min後芽胞桿菌的存活率降低至只有2%,浸泡消毒15min後可以乙型肝炎病毒會被徹底殺滅。此外,在水果蔬菜、禽蛋等農產品的消毒中DCCNa也被廣泛使用,是冰箱消毒劑和衞生間的消毒除臭劑的常用添加物。 [1] 
(2)游泳池水體消毒 [1] 
游泳池的水非常適合病菌等微生物的繁殖。若不經常消毒,藻類等其它微生物會迅速滋生,使池水散發出令人作嘔的氣味,並且黏附在池壁上形成一層又滑又髒的污垢。在游泳時碰到這些污垢會使游泳者產生厭惡感,同時也感染游泳者的皮膚,甚至感染游泳者的眼睛、呼吸道和呼吸器官。可以在游泳池水中加入適量的DCCNa消毒片,不僅可以使水體保持清澈發亮,還可以保持池壁清潔,清除粘附物,使游泳者身心愉悦。在使用濃度下DCCNa消毒片殺菌效果好,對人體基本沒有傷害。 [1] 
(3)飲用水消毒 [1] 
在飲用水中添加適量的DCCNa,可以快速地殺滅各種病菌病毒等微生物等。不僅如此,DCCNa還可以破壞水中硫化氫等污染物分子,消除其顏色及其氣味。DCCNa對質炎病毒、大腸肝菌的殺滅作用顯著,在每升水中加入10mgDCCNa,水中大腸桿菌存活率為0.01%。 [1] 
工業循環水處理
許多火力發電廠、石油煉化廠、化工廠在生產過程中會產生大量的熱量。這些熱量需要大量的冷卻水來處理。一般情況下,這些工業會採用熱交換設備如換熱器、冷凝器、循環管道、冷卻塔、泵系統等。但是這些熱交換設備中藻類非常容易繁殖從而滋生大量的污垢。採用殺菌劑處理可以非常有效地處理冷卻水中的藻類,其中DCCNa就是一種比較常用的冷卻水殺菌劑。DCCNa可以高效地抑制冷卻水中藻類微生物的繁殖,而且對工業設備的侵蝕很小,可較長時間地保持循環水系統中的水質處於良好狀態。因此,DCCNa是工業冷卻水處理劑的重要組成部分。 [1] 
食品工業、公共場所的清洗和消毒
食品加工業如乳品加工廠、啤酒廠等飲料廠也開始大量使用DCCNa用於清洗和消毒。主要用作於容器、管道、工具、場地等加工工藝過程設備的消毒滅菌。還有一些餐飲行業如冷飲店、茶館、餐廳等也經常要用DCCNa對托盤、碗、桌布、手巾等餐具來進行衞生消毒。使用DCCNa可以保持餐具和食品加工設備的衞生並消除由蛋白質引起的污漬、黴斑、異味等,保持餐具的光澤,防止疾病的傳染。 [1] 

二氯異氰尿酸鈉製備方法

DCCNa有三種主要合成方法,分別是二氯異氰尿酸法、三氯異氰尿酸複分解法和次氯酸鈉法,每種方法具有不同的特點,簡述如下: [1] 
次氯酸鈉法
此方法根據所使用次氯酸鈉溶液的濃度可分成低濃度次氯酸鈉法和高濃度次氯酸鈉法。低濃度次氯酸鈉法首先將氯氣通入氫氧化鈉溶液生成有效氯質量分數為 10%~11%的次氯酸鈉溶液,再將氰尿酸投入次氯化鈉溶液進行氯化反應生成DCCNa,最後經過冷卻結晶、過濾得到濕的產品,在氰尿酸與次氯化鈉溶液的反應中可以補充氯氣以進一步提高產品的有效氯含量,同時抑制三氯化氮的生成。也可用硫酸和鹽酸進行中和以降低母液的pH。低濃度次氯酸鈉法的優點是操作簡單,但是對原料次氯酸鈉的利用率較低。該法氯化工段中會生成大量無機鹽,需要反覆用二氯異氰尿酸鈉飽和水溶液進行洗去其中的鹽,所以生產過程較繁雜,而且產品二氯異氰尿酸有效氯含量較低。該法僅適合有大量副產次氯酸鈉的氯鹼廠。高濃度次氯酸鈉法的第一步是合成有效氯含量大於20%的次氯酸鈉(一般23%~25%),再與氰尿酸進行氯化反應生成DCCNa。該法產品的有效氯質量分數很大程度上取決於次氯化鈉溶液的濃度,使用高濃度次氯酸鈉合成出的產品有效氯含量高,可以用生產中產生的母液聯產三氯異氰尿酸以提高原料的利用率。 [1] 
二氯異氰尿酸法
此方法的第一步是合成二氯異氰尿酸,再將其與燒鹼反應制取DCCNa。首先按摩爾比1:2將氰尿酸與氫氧化鈉溶液混合使其發生中和反應生成氰尿酸二鈉鹽;再通入氯氣將氰尿酸二鈉鹽氯化成二氯代異氰尿酸漿料,離心過濾後得到濕的二氯異氰尿酸漿料並將其投入DCCNa母液中,在按摩爾比1:1加入燒鹼進行中和反應,冷卻、結晶、過濾後就會得到濕的DCCNa。乾燥後得粉末狀DCCNa或其二水化合物。該方法可以聯產生產二氯異氰尿酸,二氯異氰尿酸也是一種氯代異氰尿酸類消毒劑產品。二氯異氰尿酸溶解度很低,其濾餅可以經過充分洗滌去除其中的鹽類,因此產品純度高,含鹽量少。此方法的缺點是二氯異氰尿酸腐蝕性強,必須使用抗腐蝕能力較強的鈦材或內襯聚四氟乙烯的反應釜與離心機,導致設備成本增大;因為二氯異氰尿酸結晶細小較難分離,所以對分離技術的要求較高;需要較多的燒鹼溶液吸收氯化工段的尾氣。 [1] 
三氯異氰尿酸複分解法
此方法也被稱中和法。首先按摩爾比1:3將氰尿酸氫氧化鈉溶液混合使其發生中和反應生成氰尿酸三鈉鹽。然後在適當的温度下通入氯氣將氰尿酸三鈉鹽氯化成三氯異氰尿酸並將其離心過濾得到三氯異氰尿酸漿料,最後按摩爾比2:1將三氯異氰尿酸漿料打入氰尿酸三鈉鹽溶液中,使其在適當的温度下使其發生複分解反應生成DCCNa。最後通過將母液冷卻、結晶、過濾、乾燥等處理得到DCCNa。該方法的優點是可以同時聯產三氯異氰尿酸,三氯異氰尿酸也是一種重要的氯代異氰尿酸類消毒劑產品,可根據市場行情的變化調節兩種產品的產量;反應中使用的氫氧化鈉溶液濃度很高,分離以後得到的母液可以重複使用;該法生產過程中產生的無機鹽量很少,不需要反覆洗滌;產品的無機鹽含量少、有效氯質量分數較高;在氰尿酸三鈉鹽與氯氣的反應中可以採用連續氯化,產量大,安全性高。該法缺點:氯化產生的三氯異氰尿酸較難分離,所以對分離技術和設備的要求較高,投資大;在三氯異氰尿酸生產中,氯化工段中氯氣的利用率不高,需要較多的燒鹼溶液吸收氯化工段的尾氣。 [1] 
參考資料