Polifosforan amonu jest związkiem szeroko stosowanym w produkcji nawozów i farb o właściwościach uniepalniających. Jego struktura powstaje w wyniku fuzji monomerycznych ortofosforanów w jeden łańcuch polimerowy. Surowcami do otrzymywania substancji są kwas fosforowy i amoniak.
Opis
Polifosforan amonu (lub polifosforan amonu, zgodnie z jego międzynarodową nazwą) to nieorganiczna sól o wysokiej masie cząsteczkowej pochodząca z kwasu fosforowego.
Wzór chemiczny substancji: (NH4PO3). Jego struktura krystaliczna może być dwojakiego rodzaju:
- Typ I (liczba jednostek monomeru n=100-200).
- II typ (n > 1000). Taki związek ma bardziej złożoną strukturę, większą masę cząsteczkową i stabilność termiczną oraz jest mniej rozpuszczalny w wodzie niż pierwszy typ. Cząsteczki mają rozmiary 10-40 mikronów lub więcej. Najczęściej ta konkretna sól jest używana w przemyśle.
Wzór strukturalny polifosforanu amonu wygląda jak na zdjęciuponiżej.
Właściwości fizyczne i chemiczne
Poniższe właściwości są typowe dla połączenia:
- stabilność i niestabilność;
- temperatura topnienia - 180-185 °C;
- po rozcieńczeniu w wodzie (rozpuszczalność 0,5g/cm3) wykazuje właściwości polielektrolitu i zwiększa lepkość cieczy;
- po podgrzaniu do 300 °C następuje aktywny rozkład na kwas polifosforowy i amoniak;
- poziom kwasowości w 10% roztworze wodnym - 5, 5-7, 5 pH;
- gęstość– 1,9 g/cm3;
- wygląd - biała, sypka substancja.
Forma uwalniania - w postaci proszku lub małych granulek. W stosunku do organizmów żywych związek jest przyjazny dla środowiska. Klasa zagrożenia polifosforanu amonu - IV zgodnie z GOST 12.1.007.
Odbierz
Produkcja tej substancji w przemyśle chemicznym odbywa się na kilka sposobów:
- Interakcja gazowego bezwodnika fosforu, amoniaku i pary wodnej. Fosfor spalany jest w temperaturze 3000-3500 °C, pary bezwodnika trafiają do specjalnej komory, gdzie po podgrzaniu do 400-500 °C w obecności NH3, polifosforanu amonu, Powstają kwasy monoamidopirofosforowy i diamidopirofosforowy.
- Neutralizacja kwasu polifosforowego amoniakiem.
- Termiczne odwodnienie fosforanów amonu.
- Neutralizacja H₃PO₄ amoniakiem i odwodnienie powstałego ortofosforanuamon.
Dokładny skład chemiczny polifosforanu amonu zależy od parametrów procesu. Zawartość azotu może wynosić 14-17%, fosforu - 30-32%, stopień polimeryzacji - 40-77%.
Polifosforan amonu: zastosowanie
Połączenie jest używane w następujących branżach:
- stosować jako dodatek w produkcji tworzyw sztucznych, termoplastycznego poliuretanu, pianek, izolacji piankowych i żywic polimerowych;
- produkcja płyt wiórowych, płyt pilśniowych, sklejki;
- produkcja osłon izolacyjnych kabli elektrycznych;
- zastosowanie jako środek przeciwgorączkowy w farbach i lakierach (lakiery, emalie), uszczelniaczach, smarach technicznych, klejach i innych związkach;
- produkcja nawozów dla rolnictwa.
Polifosforan amonu może być stosowany do wzbogacania wszystkich rodzajów gleby i karmienia każdego rodzaju roślin uprawnych. Nawóz najlepiej sprawdza się na glebach szarych. Ze względu na wysoką rozpuszczalność w wodzie substancja jest lepiej przyswajalna przez rośliny niż podobne posypki na bazie fosforanów fosforu. Nawozy z polifosforanem amonu stosuje się w postaci roztworów, które uzyskuje się przez mieszanie na gorąco lub na zimno. Najczęściej substancja ta wchodzi w skład opatrunków złożonych wraz z azotanem potasu lub chlorkiem mocznika. Związek ten dobrze łączy się również z mikroelementami i pestycydami.
Powłoki ognioodporne
Ze względu na swoje szczególne właściwości, gdy jest wystawiony na działanie otwartego ogniaPolifosforan amonu jest głównym składnikiem nowoczesnych farb i lakierów uniepalniających zarówno do materiałów niepalnych (metal, beton), jak i palnych (drewno, tkaniny, tworzywa sztuczne). Po zapaleniu sól nie wydziela toksycznych oparów do powietrza i spowalnia rozprzestrzenianie się ognia, co pozwala na zwiększenie odporności ogniowej konstrukcji.
Zasada działania tego związku polimerowego w składzie powłok ogniochronnych jest następująca:
- Pod wpływem wysokiej temperatury farba przeciwgorączkowa pęcznieje (bez topienia).
- W wyniku odwodnienia i ogrzewania na materiale bazowym (drewno, metal) powstaje kwas polifosforanowy.
- Na powierzchni tego ostatniego pojawia się film węglowy.
- Uwalniana jest duża ilość niepalnych gazów.
- Tworzy się warstwa pianki, która izoluje materiał bazowy i zapobiega dalszemu rozprzestrzenianiu się płomieni w konstrukcji budynku.
Jednocześnie podczas spalania uwalniane są niskotoksyczne gazy, które są bezpieczniejsze dla ludzi niż przy użyciu tradycyjnych powłok malarskich i lakierniczych.
