Amonium polifosfat: penerangan, sifat, penggunaan

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Ammonium polyphosphate ialah sebatian yang digunakan secara meluas dalam penghasilan baja dan cat dengan sifat kalis api. Strukturnya dibentuk oleh gabungan ortofosfat monomerik menjadi satu rantai polimer. Bahan mentah untuk mendapatkan bahan tersebut ialah asid fosforik dan ammonia.

Penerangan

Amonium polifosfat (atau ammonium polifosfat, mengikut nama antarabangsanya) ialah garam tak organik berat molekul tinggi yang diperoleh daripada asid fosforik.

Formula kimia bahan: (NH₄PO₃)_{. Struktur kristalnya boleh terdiri daripada dua jenis:}

• I type (bilangan unit monomer n=100-200).
• II jenis (n > 1000). Sebatian sedemikian mempunyai struktur yang lebih kompleks, berat molekul yang lebih besar dan kestabilan haba, dan kurang larut dalam air daripada jenis pertama. Zarah mempunyai saiz 10-40 mikron atau lebih. Selalunya, garam khusus ini digunakan dalam industri.

Formula struktur ammonium polifosfat kelihatan seperti dalam gambardi bawah.

Ciri fizikal dan kimia

Sifat berikut adalah tipikal untuk sambungan:

• kestabilan dan tidak turun naik;
• takat lebur - 180-185 °C;
• apabila dicairkan dalam air (keterlarutan ialah 0.5g/cm3) mempamerkan sifat polielektrolit dan meningkatkan kelikatan cecair;
• apabila dipanaskan hingga 300 °C, penguraian aktif kepada asid polifosforik dan ammonia berlaku;
• paras keasidan dalam larutan akueus 10% - 5, 5-7, 5 pH;
• ketumpatan– 1.9 g/cm3;
• penampilan - bahan putih mengalir bebas.

Borang pelepasan - dalam bentuk serbuk atau butiran kecil. Berhubung dengan organisma hidup, sebatian ini mesra alam. Kelas bahaya ammonium polifosfat - IV mengikut GOST 12.1.007.

Terima

Penghasilan bahan ini dalam industri kimia dijalankan dalam beberapa cara:

• Interaksi fosforus anhidrida gas, ammonia dan wap air. Fosforus dibakar pada suhu 3000-3500 °C, wap anhidrida memasuki ruang khas, di mana, apabila dipanaskan hingga 400-500 °C dengan kehadiran NH_{3, polifosfat ammonium, asid monoamidopyrophosphoric dan diamidopyrophosphoric terbentuk.}
• Peneutralan asid polifosforik dengan ammonia.
• Dehidrasi terma ammonium fosfat.
• Peneutralan H₃PO₄ dengan ammonia dan dehidrasi ortofosfat yang terhasilammonium.

Komposisi kimia ammonium polifosfat yang tepat bergantung pada parameter proses. Kandungan nitrogen boleh 14-17%, fosforus - 30-32%, tahap pempolimeran - 40-77%.

Amonium polifosfat: aplikasi

Sambungan digunakan dalam industri berikut:

• gunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan plastik, poliuretana termoplastik, buih, penebat buih dan resin polimer;
• pengeluaran papan serpai, papan gentian, papan lapis;
• pengeluaran sarung penebat kabel elektrik;
• aplikasi sebagai antipiretik dalam cat dan varnis (varnis, enamel), pengedap, pelincir teknikal, pelekat dan sebatian lain;
• pengeluaran baja untuk pertanian.

Amonium polifosfat boleh digunakan untuk memperkayakan semua jenis tanah dan memberi makan kepada sebarang jenis tumbuhan yang ditanam. Baja menunjukkan kecekapan terbaik pada tanah kelabu. Oleh kerana keterlarutan yang tinggi dalam air, bahan ini lebih baik diserap oleh tumbuhan daripada pembalut atas yang serupa berdasarkan fosfat fosforus. Baja dengan ammonium polifosfat digunakan dalam bentuk larutan yang diperoleh dengan mencampurkan panas atau sejuk. Selalunya, bahan ini adalah sebahagian daripada pembalut kompleks bersama-sama dengan kalium nitrat atau klorida, urea. Kompaun ini juga berpasangan dengan baik dengan mikronutrien dan racun perosak.

Salutan kalis api

Disebabkan sifat istimewanya, apabila terdedah kepada api terbukaAmmonium polifosfat ialah komponen utama cat kalis api moden dan varnis untuk kedua-dua bahan tidak mudah terbakar (logam, konkrit) dan mudah terbakar (kayu, fabrik, plastik). Apabila dinyalakan, garam tidak mengeluarkan asap toksik ke udara dan melambatkan penyebaran api, yang memungkinkan untuk meningkatkan ketahanan api struktur.

Prinsip operasi sebatian polimer ini dalam komposisi salutan kalis api adalah seperti berikut:

• Di bawah pengaruh suhu tinggi, cat dengan antipiretik mengembang (tanpa cair).
• Disebabkan dehidrasi dan pemanasan, asid polifosfat terbentuk pada bahan asas (kayu, logam).
• Sebuah filem karbon muncul pada permukaan yang terakhir.
• Sejumlah besar gas tidak mudah terbakar dibebaskan.
• Lapisan buih terbentuk yang melindungi bahan asas dan menghalang penyebaran api selanjutnya dalam struktur bangunan.

Pada masa yang sama, gas beracun rendah dibebaskan semasa pembakaran, yang lebih selamat untuk manusia berbanding apabila menggunakan salutan cat dan varnis tradisional.