Ammonium polyphosphate היא תרכובת שנמצאת בשימוש נרחב בייצור דשנים וצבעים בעלי תכונות מעכבות בעירה. המבנה שלו נוצר על ידי היתוך של אורתופוספטים מונומריים לשרשרת פולימרית אחת. חומרי הגלם להשגת החומר הם חומצה זרחתית ואמוניה.
Description
Ammonium polyphosphate (או אמוניום polyphosphate, לפי שמו הבינלאומי) הוא מלח אנאורגני במשקל מולקולרי גבוה המופק מחומצה זרחתית.
הנוסחה הכימית של החומר: (NH4PO3). מבנה הגביש שלו יכול להיות משני סוגים:
- I סוג (מספר יחידות מונומר n=100-200).
- II סוג (n > 1000). לתרכובת כזו מבנה מורכב יותר, משקל מולקולרי גדול יותר ויציבות תרמית, והיא פחות מסיסה במים מהסוג הראשון. לחלקיקים גדלים של 10-40 מיקרון או יותר. לרוב, המלח המסוים הזה משמש בתעשייה.
נוסחת המבנה של אמוניום פוליפוספט נראית כמו בתמונהלמטה.
מאפיינים פיזיים וכימיים
המאפיינים הבאים אופייניים לחיבור:
- יציבות ואי-תנודתיות;
- נקודת התכה - 180-185 מעלות צלזיוס;
- כאשר מדולל במים (המסיסות היא 0.5g/cm3) מציג תכונות פוליאלקטרוליט ומגביר את צמיגות הנוזל;
- כאשר מחומם ל-300 מעלות צלזיוס, מתרחש פירוק פעיל לחומצה פולי-פוספורית ואמוניה;
- רמת חומציות בתמיסה מימית של 10% - 5, 5-7, 5 pH;
- density– 1.9 גרם/ס"מ3;
- מראה - חומר לבן שזורם חופשי.
טופס שחרור - בצורת אבקה או גרגירים קטנים. ביחס לאורגניזמים חיים, התרכובת ידידותית לסביבה. דרגת סיכון אמוניום פוליפוספט - IV לפי GOST 12.1.007.
קבל
ייצור החומר הזה בתעשייה הכימית מתבצעת במספר דרכים:
- אינטראקציה של אנהידריד זרחן גזי, אמוניה ואדי מים. זרחן נשרף בטמפרטורה של 3000-3500 מעלות צלזיוס, אדי אנהידריד נכנסים לתא מיוחד, שבו, כאשר מחומם ל-400-500 מעלות צלזיוס בנוכחות NH3, אמוניום פוליפוספט, נוצרות חומצות מונואמידו-פירו-זרחתיות ודיאמידו-פירו-זרחניות.
- ניטרול חומצה פולי-פוספורית עם אמוניה.
- התייבשות תרמית של אמוניום פוספטים.
- ניטרול של H₃PO₄ עם אמוניה והתייבשות של האורתופוספט שנוצראמוניום.
ההרכב הכימי המדויק של אמוניום פוליפוספט תלוי בפרמטרים של התהליך. תכולת החנקן יכולה להיות 14-17%, זרחן - 30-32%, מידת הפילמור - 40-77%.
Ammonium polyphosphate: יישום
החיבור משמש בתעשיות הבאות:
- שימוש כתוסף בייצור פלסטיק, פוליאוריטן תרמופלסטי, קצף, בידוד קצף ושרף פולימר;
- ייצור של סיבית, לוחות סיבים, דיקט;
- ייצור של מעטפות בידוד של כבלים חשמליים;
- יישום כחומר להורדת חום בצבעים ולכות (לכות, אמייל), חומרי איטום, חומרי סיכה טכניים, דבקים ותרכובות אחרות;
- ייצור דשנים לחקלאות.
אמוניום פוליפוספט יכול לשמש להעשרת כל סוגי האדמה ולהאכיל כל סוג של צמחים תרבותיים. דשן מראה את היעילות הטובה ביותר על קרקעות אפורות. בשל מסיסותו הגבוהה במים, החומר נספג טוב יותר בצמחים מאשר רטבים דומים המבוססים על פוספטים זרחניים. דשנים עם אמוניום פוליפוספט משמשים בצורה של פתרונות המתקבלים על ידי ערבוב חם או קר. לרוב, חומר זה הוא חלק מחבישות מורכבות יחד עם אשלגן חנקתי או כלוריד, אוריאה. תרכובת זו משתלבת היטב גם עם מיקרונוטריינטים וחומרי הדברה.
ציפויים מעכבי אש
בשל תכונותיו המיוחדות, בעת חשיפה לאש גלויהאמוניום פוליפוספט הוא המרכיב העיקרי של צבעים ולכות מעכבי בעירה מודרניים עבור חומרים בלתי דליקים (מתכת, בטון) וגם דליקים (עץ, בדים, פלסטיק). בהצתה המלח אינו פולט אדים רעילים לאוויר ומאט את התפשטות האש, מה שמאפשר להגביר את עמידות המבנים באש.
עקרון הפעולה של תרכובת פולימר זו בהרכב של ציפויים מעכבי אש הוא כדלקמן:
- בהשפעת הטמפרטורה הגבוהה, הצבע עם נופח חום מתנפח (ללא נמס).
- עקב התייבשות וחימום, נוצרת חומצת פוליפוספט על חומר הבסיס (עץ, מתכת).
- סרט פחמן מופיע על פני השטח של האחרון.
- משתחררת כמות גדולה של גזים לא דליקים.
- נוצרת שכבת קצף המבודדת את חומר הבסיס ומונעת התפשטות להבה נוספת במבנה המבנה.
במקביל, גזים רעילים נמוכים משתחררים במהלך הבעירה, שהם בטוחים יותר לבני אדם מאשר בעת שימוש בציפויי צבע ולכה מסורתיים.
