Ammoniumpolyfosfaat is een verbinding die veel wordt gebruikt bij de productie van meststoffen en verven met vlamvertragende eigenschappen. De structuur wordt gevormd door de fusie van monomere orthofosfaten in één polymeerketen. De grondstoffen voor het verkrijgen van de stof zijn fosforzuur en ammoniak.
Beschrijving
Ammoniumpolyfosfaat (of ammoniumpolyfosfaat, volgens de internationale naam) is een anorganisch zout met een hoog molecuulgewicht dat is afgeleid van fosforzuur.
De chemische formule van de stof: (NH4PO3). De kristalstructuur kan van twee soorten zijn:
- I type (aantal monomeereenheden n=100-200).
- II type (n > 1000). Een dergelijke verbinding heeft een complexere structuur, groter molecuulgewicht en thermische stabiliteit en is minder oplosbaar in water dan het eerste type. Deeltjes hebben afmetingen van 10-40 micron of meer. Meestal wordt dit specifieke zout in de industrie gebruikt.
De structuurformule van ammoniumpolyfosfaat ziet eruit als op de afbeeldinghieronder.
Fysische en chemische eigenschappen
De volgende eigenschappen zijn typisch voor een verbinding:
- stabiliteit en niet-volatiliteit;
- smeltpunt - 180-185 °C;
- wanneer verdund in water (oplosbaarheid is 0,5g/cm3) vertoont het polyelektrolyteigenschappen en verhoogt het de viscositeit van de vloeistof;
- bij verhitting tot 300 °C treedt actieve ontleding op in polyfosforzuur en ammoniak;
- zuurgraad in 10% waterige oplossing - 5, 5-7, 5 pH;
- dichtheid– 1,9 g/cm3;
- uiterlijk - witte vrij vloeiende substantie.
Afgiftevorm - in de vorm van poeder of kleine korrels. Ten opzichte van levende organismen is de verbinding milieuvriendelijk. Ammoniumpolyfosfaatgevarenklasse - IV volgens GOST 12.1.007.
Ontvangen
De productie van deze stof in de chemische industrie vindt op verschillende manieren plaats:
- Interactie van gasvormig fosforanhydride, ammoniak en waterdamp. Fosfor wordt verbrand bij een temperatuur van 3000-3500 °C, anhydridedamp komt in een speciale kamer, waar, bij verhitting tot 400-500 °C in aanwezigheid van NH3, ammoniumpolyfosfaat, monoamidopyrofosforzuur en diamidopyrofosforzuur worden gevormd.
- Neutralisatie van polyfosforzuur met ammoniak.
- Thermische uitdroging van ammoniumfosfaten.
- Neutralisatie van H₃PO₄ met ammoniak en uitdroging van het resulterende orthofosfaatammonium.
De exacte chemische samenstelling van ammoniumpolyfosfaat hangt af van de procesparameters. Het stikstofgeh alte kan 14-17% zijn, fosfor - 30-32%, de polymerisatiegraad - 40-77%.
Ammoniumpolyfosfaat: toepassing
De verbinding wordt gebruikt in de volgende industrieën:
- gebruik als additief bij de vervaardiging van kunststoffen, thermoplastisch polyurethaan, schuim, schuimisolatie en polymeerharsen;
- productie van spaanplaat, vezelplaat, multiplex;
- productie van isolatiemantels van elektrische kabels;
- toepassing als antipyreticum in verven en vernissen (vernissen, lakken), kitten, technische smeermiddelen, lijmen en andere verbindingen;
- productie van meststoffen voor de landbouw.
Ammoniumpolyfosfaat kan worden gebruikt om alle grondsoorten te verrijken en alle soorten gecultiveerde planten te voeden. Meststof geeft het beste rendement op grijze bodems. Door de hoge oplosbaarheid in water wordt de stof beter door planten opgenomen dan vergelijkbare topdressing op basis van fosforfosfaten. Meststoffen met ammoniumpolyfosfaat worden gebruikt in de vorm van oplossingen die worden verkregen door warm of koud mengen. Meestal maakt deze stof deel uit van complexe verbanden, samen met kaliumnitraat of chloride, ureum. Deze verbinding gaat ook goed samen met micronutriënten en pesticiden.
Brandvertragende coatings
Vanwege zijn speciale eigenschappen, bij blootstelling aan open vuurAmmoniumpolyfosfaat is het hoofdbestanddeel van moderne vlamvertragende verven en lakken voor zowel onbrandbare (metaal, beton) als brandbare (hout, stoffen, kunststof) materialen. Wanneer het wordt ontstoken, stoot het geen giftige dampen uit in de lucht en vertraagt het de verspreiding van vuur, wat het mogelijk maakt om de brandwerendheid van constructies te vergroten.
Het werkingsprincipe van deze polymeerverbinding in de samenstelling van brandvertragende coatings is als volgt:
- Onder invloed van hoge temperatuur zwelt de verf met antipyretica op (zonder te smelten).
- Door uitdroging en verhitting wordt polyfosfaatzuur gevormd op het basismateriaal (hout, metaal).
- Er verschijnt een koolstoffilm op het oppervlak van de laatste.
- Er komt een grote hoeveelheid niet-brandbare gassen vrij.
- Er wordt een schuimlaag gevormd die het basismateriaal isoleert en verdere vlamverspreiding in de bouwconstructie voorkomt.
Tegelijk komen er bij de verbranding weinig giftige gassen vrij, die voor de mens veiliger zijn dan bij het gebruik van traditionele verf- en lakcoatings.
