羥基乙叉二膦酸（HEDP）是一種重要的有機膦酸類化合物，化學式為C?H?O?P?，分子量為206.03。作為一種高效的螯合劑、緩蝕劑和阻垢劑，HEDP在工業水處理、日用化工、紡織印染等領域具有廣泛的應用。其獨特的化學性質使其成為現代工業中不可或缺的功能性化學品。本文將從HEDP的化學結構、物理化學性質、作用機理及主要應用領域等方面進行詳細闡述。

中文名：羥基乙叉二膦酸

外文名：Etidronic acid

別 名：乙烷-1-羥基-1,1-二磷酸

CAS NO：2809-21-4

EINECS：220-552-8

分子式：C2H8O7P2

分子量：206.03

外 觀：白色結晶顆粒/無色透明液體

包裝：25KG/袋，25KG/桶

一、HEDP的化學結構與物理化學性質

HEDP的化學名稱為1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸，其分子結構中包含一個羥基（-OH）和兩個膦酸基團（-PO?H?），這種結構賦予了它極強的螯合能力。HEDP通常以白色結晶粉末或無色透明液體形式存在，易溶于水，水溶液呈酸性（1%水溶液的pH值約為2）。其穩定性較高，在高溫（200℃以下）和寬pH范圍（1-14）內均能保持活性，且不易水解。此外，HEDP可與多種金屬離子（如Ca2?、Mg2?、Fe3?等）形成穩定的絡合物，這是其作為阻垢劑和緩蝕劑的核心機制。

1. 溶解性：易溶于水，20℃時溶解度可達60%以上，水溶液呈酸性（1%水溶液pH值約2.0-2.5）。

2. 熱穩定性：在200℃以下保持穩定，高溫下可能分解生成磷酸和有機碎片。

3. 晶體形態：常溫下為白色粉末或顆粒狀固體，無刺激性氣味。

HEDP，羥基乙叉二膦酸（HEDP液體）的化學性質及各種用途

二、HEDP羥基乙叉二膦酸的化學性質與作用機理

1.HEDP的 螯合作用

HEDP分子中的磷酸基團能與多種金屬離子（如Ca2?、Mg2?、Fe2?/Fe3?）形成穩定的五元環螯合物。例如，與鈣離子的結合常數高達10?級別，可有效阻止碳酸鈣、硫酸鈣等垢的結晶析出。這一特性使其成為高效阻垢劑，廣泛應用于工業循環水系統。

2. HEDP的緩蝕性能

通過吸附在金屬表面形成保護膜，HEDP可抑制電化學腐蝕。研究表明，其緩蝕效率在中性至弱堿性環境中可達80%以上，尤其對碳鋼、銅合金等材料效果顯著。與鋅鹽復配時，能產生協同效應，進一步提升防腐效果。

3. HEDP的抗氧化性

HEDP可捕獲自由基，延緩氧化反應。在紡織印染行業中，作為過氧化氫穩定劑，能控制雙氧水分解速率，提高漂白工藝的均勻性。

4. HEDP的pH適應性

在寬pH范圍（2-12）內均能保持活性，優于傳統聚磷酸鹽（如六偏磷酸鈉在pH>7時易水解失效）。

三、HEDP羥基乙叉二膦酸的工業應用領域

1. 工業水處理

HEDP是循環冷卻水、鍋爐水系統的核心處理劑。在石化、電力等行業，其與聚羧酸鹽、鋅鹽復配使用，可顯著提高阻垢率（＞95%）并降低設備腐蝕風險。例如，某煉油廠采用含5-10 mg/L HEDP的配方后，換熱器結垢周期從3個月延長至2年。

 2. 日用化學品

在洗滌劑中，HEDP（添加量0.1-0.5%）能軟化水質、增強去污力，同時避免磷酸鹽造成的富營養化問題。部分無磷洗衣粉通過HEDP與檸檬酸鈉復配實現環保效果。此外，它還被用于個人護理品（如洗發水）作為穩定劑，防止金屬離子引起的產品變質。

3. 紡織印染

作為漂白活化劑和染料分散劑，HEDP能有效絡合織物加工中的鐵、銅離子，避免織物泛黃（如棉布白度提升15%以上）。在活性染料染色中，添加0.2 g/L HEDP可使色牢度提高半級至一級。

4. 其他領域

- 電子工業：用于半導體清洗劑，去除硅片表面的金屬雜質。

- 農業：作為肥料增效劑，抑制土壤中磷酸鈣沉淀，提高磷利用率20%-30%。

- 造紙業：控制紙漿漂白過程中的金屬催化降解，保持纖維強度。

四、HEDP羥基乙叉二膦酸的環境與安全特性

1. 生物降解性

HEDP在自然環境中降解緩慢（28天降解率<20%），但因其投加量低（ppm級）且毒性低（LD??>2000 mg/kg，大鼠經口），被多數國家列為低環境風險物質。歐盟REACH法規要求其在水體中的排放濃度需低于1 mg/L。

2. 使用注意事項

- 高濃度溶液對皮膚有輕微刺激性，操作時需佩戴防護手套。

- 與強氧化劑（如次氯酸鈉）混合可能產生有毒氯氣，需避免配伍使用。

五、HEDP羥基乙叉二膦酸的市場與發展趨勢

全球HEDP年需求量約20萬噸，中國占60%以上產能。隨著環保法規趨嚴，其綠色改性成為研究熱點：

1. 復配技術優化：開發與PESA（聚環氧琥珀酸）、PASP（聚天冬氨酸）等可降解藥劑的協同配方。

2. 納米化應用：將HEDP負載于納米二氧化鈦，提升在高溫水系的分散性。

3. 生物基替：嘗試以植物源性原料合成類似結構的環保型膦酸衍生物。

六、HEDP羥基乙叉二膦酸的結語

羥基乙叉二膦酸憑借其分子設計的精準性和功能多樣性，在工業可持續發展中持續發揮重要作用。未來，通過分子修飾與工藝創新，其應用邊界將進一步拓展，為綠色化學與資源高效利用提供更多可能性。綜上所述，HEDP羥基乙叉二膦酸憑借其多功能的化學特性，在工業生產和日常生活中發揮著不可替代的作用。隨著技術進步，其應用邊界還將進一步拓展，為綠色化學和可持續發展提供更多解決方案。