Полифосфат аммония
| |
| Имена | |
|---|---|
Другие имена
| |
| Идентификаторы | |
| КЭБ | |
| Информационная карта ECHA | 100.063.425 |
| номер Е | E452(v) (загустители, ...) |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| [NH 4 PO 3 ] n (OH) 2 | |
| Молярная масса | 97.01 g/mol |
| Появление | белый порошок |
| Плотность | 1,9 г/см 3 ; объемная плотность = 0,7 г/см 3 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Полифосфат аммония представляет собой неорганическую соль полифосфорной кислоты и аммиака, содержащую обе цепи и, возможно, разветвления. Его химическая формула H(NH 4 PO 3 ) n OH показывает, что каждый мономер состоит из ортофосфатного радикала атома фосфора с тремя атомами кислорода и одним отрицательным зарядом, нейтрализованным аммония, катионом оставляющим две связи свободными для полимеризации . В разветвленных случаях в некоторых мономерах отсутствует анион аммония, и вместо этого они связываются с тремя другими мономерами.
Свойства полифосфата аммония зависят от количества мономеров в каждой молекуле и в некоторой степени от того, как часто она разветвляется. Более короткие цепи ( n < 100) более чувствительны к воде и менее термически стабильны, чем более длинные цепи ( n > 1000). [1] но короткие полимерные цепи ( например , пиро-, триполи- и тетраполи-) более растворимы и демонстрируют возрастающую растворимость с увеличением длины цепи. [2]
Полифосфат аммония можно получить взаимодействием концентрированной фосфорной кислоты с аммиаком. Однако примеси железа и алюминия, растворимые в концентрированной фосфорной кислоте, образуют студенистые осадки или «шламы» в полифосфате аммония при pH от 5 до 7. [3] Другие металлические примеси, такие как медь, хром, магний и цинк, образуют зернистые осадки. [4] Однако, в зависимости от степени полимеризации, полифосфат аммония может действовать как хелатирующий агент, удерживая определенные ионы металлов растворенными в растворе. [5]
Полифосфат аммония используется в качестве пищевой добавки, эмульгатора ( номер E : E545) и в качестве удобрения .
Полифосфат аммония (APP) также используется в качестве антипирена во многих областях применения, таких как краски и покрытия, а также в различных полимерах: наиболее важными из них являются полиолефины и особенно полипропилен, где APP является частью вспучивающихся систем. [6] Рецептура с антипиренами на основе АПФ в полипропилене описана в . [7] Другими сферами применения являются термореактивные материалы, где АРР используется в ненасыщенных полиэфирах и гелькоутах (смеси АРР с синергистами), эпоксидных смолах и полиуретановых отливках (вспучивающиеся системы). APP также применяется к огнестойким пенополиуретанам .
Полифосфаты аммония, используемые в качестве антипиренов в полимерах, имеют длинные цепи и особую кристалличность (форма II). Они начинают разлагаться при 240 °C с образованием аммиака и фосфорной кислоты. Фосфорная кислота действует как кислотный катализатор при дегидратации полиспиртов на основе углерода, таких как целлюлоза в древесине. Фосфорная кислота реагирует со спиртовыми группами с образованием термонеустойчивых эфиров фосфорной кислоты . Эфиры разлагаются с выделением углекислого газа и регенерацией катализатора фосфорной кислоты. [ нужна ссылка ] . В газовой фазе выделение негорючей углекислоты способствует разбавлению кислорода воздуха и легковоспламеняющихся продуктов разложения горящего материала. В конденсированной фазе образующийся углеродистый полукокс помогает защитить основной полимер от воздействия кислорода и лучистого тепла. [8] Использование в качестве вспучивающегося средства достигается в сочетании с материалами на основе крахмала, такими как пентаэритрит и меламин, в качестве расширяющих агентов. Механизмы набухания и механизм действия АРР описаны в ряде публикаций. [9] [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ [1] Архивировано 22 мая 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ США 4041133 , Янг, Дональд К., «Производство полифосфата аммония», опубликован 9 августа 1977 г., передан Union Oil Co. из Калифорнии.
- ^ США 4721519 , Томас, Уильям П. и Лоутон, Уильям С., «Стабильный полифосфат аммония, жидкое удобрение из фосфорной кислоты товарного качества», опубликовано 26 января 1988 г., передано компании American Petro Mart Inc.
- ^ США 3044851 , Янг, Дональд К., «Производство фосфатов аммония и продуктов из него», опубликован 17 июля 1962 г., передан Collier Carbon & Chemical Co.
- ^ Говарикер, Васант; Кришнамурти, В.Н.; Говарикер, Судха; Дханоркар, Маник; Паранджапе, Кальяни (8 апреля 2009 г.). Энциклопедия удобрений . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780470431764 . Проверено 30 июня 2018 г. - через Google Книги.
- ^ Вейль, Э.Д., Левчик, С.В. Антипирены для пластмасс и текстиля, с. 16. Издательство Hanser, Мюнхен, Германия, 2009 г.
- ^ «В качестве огнезащитного средства» . Mindfully.org . Архивировано из оригинала 13 сентября 2007 года . Проверено 30 июня 2018 г.
- ^ US 4515632 , Маурер, Александер и Стендеке, Хорст, «Активированный полифосфат аммония, способ его получения и его использование», опубликован 7 мая 1985 г., передан Hoechst AG.
- ^ Камино, Г.; Люда М.П. Механистическое исследование вспучивания, с. 48 f, в Ле Бра, М.; Камино, Г.; Бурбиго, С.; Делобель, Р. Ред., Огнестойкость полимеров; Использование вспучивания, Королевское химическое общество, Кембридж, Великобритания, 1998 г.
- ^ Бурбиго, С.; Ле Брас, М. Антипирены вспучивания и образование обугливания, с. 139 f, в Troitzsch, J. Ed. Справочник по воспламеняемости пластмасс, 3-е изд., Hanser Publishers, Мюнхен, 2004 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- US 2950961 , Стриплин-младший, Маркус М.; Стинсон, Джон М. и Поттс, Джон М., «Производство жидких удобрений», опубликовано 30 августа 1960 г., передано властям долины Теннесси .
- US 4211546 , Jensen, William C., «Способ получения полифосфата аммония», опубликован 8 июля 1980 г., передан Western Farm Services Inc.