Πολυφωσφορικό αμμώνιο: περιγραφή, ιδιότητες, εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 17:44

Το πολυφωσφορικό αμμώνιο είναι μια ένωση που χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή λιπασμάτων και χρωμάτων με ιδιότητες επιβραδυντικής φλόγας. Η δομή του σχηματίζεται από τη σύντηξη μονομερών ορθοφωσφορικών σε μία πολυμερή αλυσίδα. Οι πρώτες ύλες για τη λήψη της ουσίας είναι το φωσφορικό οξύ και η αμμωνία.

Περιγραφή

Το πολυφωσφορικό αμμώνιο (ή πολυφωσφορικό αμμώνιο, σύμφωνα με τη διεθνή του ονομασία) είναι ένα ανόργανο άλας υψηλού μοριακού βάρους που προέρχεται από φωσφορικό οξύ.

Ο χημικός τύπος της ουσίας: (NH₄PO₃)_{. Η κρυσταλλική του δομή μπορεί να είναι δύο ειδών:}

• Τύπος I (αριθμός μονάδων μονομερούς n=100-200).
• II τύπος (n > 1000). Μια τέτοια ένωση έχει πιο πολύπλοκη δομή, μεγαλύτερο μοριακό βάρος και θερμική σταθερότητα και είναι λιγότερο διαλυτή στο νερό από τον πρώτο τύπο. Τα σωματίδια έχουν μεγέθη 10-40 microns ή περισσότερο. Τις περισσότερες φορές, το συγκεκριμένο αλάτι χρησιμοποιείται στη βιομηχανία.

Ο δομικός τύπος του πολυφωσφορικού αμμωνίου μοιάζει στην εικόναπαρακάτω.

Φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά

Οι ακόλουθες ιδιότητες είναι τυπικές για μια σύνδεση:

• σταθερότητα και μη μεταβλητότητα;
• σημείο τήξεως - 180-185 °C;
Το
• όταν αραιώνεται σε νερό (η διαλυτότητα είναι 0,5 g/cm3) εμφανίζει ιδιότητες πολυηλεκτρολύτη και αυξάνει το ιξώδες του υγρού.
• όταν θερμαίνεται στους 300 °C, λαμβάνει χώρα ενεργή αποσύνθεση σε πολυφωσφορικό οξύ και αμμωνία.
• επίπεδο οξύτητας σε υδατικό διάλυμα 10% - 5, 5-7, 5 pH;
• πυκνότητα– 1,9 g/cm3;
• εμφάνιση - λευκή ουσία που ρέει ελεύθερα.

Μορφή απελευθέρωσης - σε μορφή σκόνης ή μικρών κόκκων. Σε σχέση με τους ζωντανούς οργανισμούς, η ένωση είναι φιλική προς το περιβάλλον. Κατηγορία κινδύνου πολυφωσφορικού αμμωνίου - IV σύμφωνα με το GOST 12.1.007.

Λήψη

Η παραγωγή αυτής της ουσίας στη χημική βιομηχανία πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους:

• Αλληλεπίδραση αερίου ανυδρίτη φωσφόρου, αμμωνίας και υδρατμών. Ο φώσφορος καίγεται σε θερμοκρασία 3000-3500 °C, ο ατμός ανυδρίτη εισέρχεται σε έναν ειδικό θάλαμο, όπου, όταν θερμαίνεται στους 400-500 °C παρουσία NH_{3, πολυφωσφορικού αμμωνίου, Σχηματίζονται μονοαμιδοπυροφωσφορικά και διαμιδοπυροφωσφορικά οξέα.}
• Εξουδετέρωση πολυφωσφορικού οξέος με αμμωνία.
• Θερμική αφυδάτωση φωσφορικών αμμωνίων.
• Εξουδετέρωση του H3PO4 με αμμωνία και αφυδάτωση του προκύπτοντος ορθοφωσφορικούαμμώνιο.

Η ακριβής χημική σύνθεση του πολυφωσφορικού αμμωνίου εξαρτάται από τις παραμέτρους της διαδικασίας. Η περιεκτικότητα σε άζωτο μπορεί να είναι 14-17%, φώσφορος - 30-32%, ο βαθμός πολυμερισμού - 40-77%.

Πολυφωσφορικό αμμώνιο: εφαρμογή

Η σύνδεση χρησιμοποιείται στους ακόλουθους κλάδους:

• χρήση ως πρόσθετο στην κατασκευή πλαστικών, θερμοπλαστικής πολυουρεθάνης, αφρού, μονωτικού αφρού και πολυμερών ρητινών.
• παραγωγή μοριοσανίδων, ινοσανίδων, κόντρα πλακέ;
• παραγωγή μονωτικών περιβλημάτων ηλεκτρικών καλωδίων;
• εφαρμογή ως αντιπυρετικό σε χρώματα και βερνίκια (βερνίκια, σμάλτα), σφραγιστικά, τεχνικά λιπαντικά, κόλλες και άλλες ενώσεις,
• παραγωγή λιπασμάτων για τη γεωργία.

Το πολυφωσφορικό αμμώνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εμπλουτισμό όλων των τύπων εδάφους και τη διατροφή κάθε είδους καλλιεργούμενων φυτών. Το λίπασμα δείχνει την καλύτερη απόδοση σε γκρίζα εδάφη. Λόγω της υψηλής διαλυτότητάς της στο νερό, η ουσία απορροφάται καλύτερα από τα φυτά σε σχέση με παρόμοιους επιδέσμους που βασίζονται σε φωσφορικά άλατα φωσφόρου. Λιπάσματα με πολυφωσφορικό αμμώνιο χρησιμοποιούνται με τη μορφή διαλυμάτων που λαμβάνονται με ζεστή ή κρύα ανάμειξη. Τις περισσότερες φορές, αυτή η ουσία είναι μέρος σύνθετων επιδέσμων μαζί με νιτρικό κάλιο ή χλωριούχο, ουρία. Αυτή η ένωση συνδυάζεται επίσης καλά με μικροθρεπτικά συστατικά και φυτοφάρμακα.

Επιβραδυντικές επικαλύψεις πυρκαγιάς

Λόγω των ειδικών ιδιοτήτων του, όταν εκτίθεται σε ανοιχτή φωτιάΤο πολυφωσφορικό αμμώνιο είναι το κύριο συστατικό των σύγχρονων επιβραδυντικών φλόγας χρωμάτων και βερνικιών τόσο για άκαυστα (μέταλλο, σκυρόδεμα) όσο και για εύφλεκτα (ξύλο, υφάσματα, πλαστικό) υλικά. Όταν αναφλέγεται, το αλάτι δεν εκπέμπει τοξικές αναθυμιάσεις στον αέρα και επιβραδύνει την εξάπλωση της φωτιάς, γεγονός που καθιστά δυνατή την αύξηση της αντοχής στη φωτιά των κατασκευών.

Η αρχή λειτουργίας αυτής της ένωσης πολυμερούς στη σύνθεση επιβραδυντικών επικαλύψεων πυρκαγιάς είναι η εξής:

• Υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας, το χρώμα με αντιπυρετικό φουσκώνει (χωρίς να λιώνει).
• Λόγω αφυδάτωσης και θέρμανσης, σχηματίζεται πολυφωσφορικό οξύ στο βασικό υλικό (ξύλο, μέταλλο).
• Εμφανίζεται ένα φιλμ άνθρακα στην επιφάνεια του τελευταίου.
• Απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα μη εύφλεκτων αερίων.
• Σχηματίζεται ένα στρώμα αφρού που μονώνει το υλικό βάσης και εμποδίζει την περαιτέρω διάδοση της φλόγας στη δομή του κτιρίου.

Ταυτόχρονα, κατά την καύση απελευθερώνονται αέρια χαμηλής τοξικότητας, τα οποία είναι ασφαλέστερα για τον άνθρωπο από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται παραδοσιακές επιστρώσεις χρωμάτων και βερνικιών.