Ammooniumpolüfosfaat on ühend, mida kasutatakse laialdaselt leegiaeglustavate omadustega väetiste ja värvide tootmisel. Selle struktuur moodustub monomeersete ortofosfaatide liitmisel üheks polümeeriahelaks. Tooraineks aine saamiseks on fosforhape ja ammoniaak.
Kirjeldus
Ammooniumpolüfosfaat (või ammooniumpolüfosfaat, selle rahvusvahelise nimetuse järgi) on suure molekulmassiga anorgaaniline sool, mis on saadud fosforhappest.
Aine keemiline valem: (NH4PO3). Selle kristallstruktuur võib olla kahte tüüpi:
- I tüüp (monomeeriühikute arv n=100–200).
- II tüüp (n > 1000). Sellisel ühendil on keerulisem struktuur, suurem molekulmass ja termiline stabiilsus ning see on vees vähem lahustuv kui esimest tüüpi. Osakeste suurus on 10-40 mikronit või rohkem. Kõige sagedamini kasutatakse seda konkreetset soola tööstuses.
Ammooniumpolüfosfaadi struktuurvalem näeb välja selline nagu pildilallpool.
Füüsikalised ja keemilised omadused
Ühendusele on tüüpilised järgmised omadused:
- stabiilsus ja mittevolatiilsus;
- sulamistemperatuur - 180-185 °C;
- vees lahjendatuna (lahustuvus on 0,5 g/cm3) avaldab polüelektrolüütomadusi ja suurendab vedeliku viskoossust;
- temperatuurini 300 °C kuumutamisel toimub aktiivne lagunemine polüfosforhappeks ja ammoniaagiks;
- happesuse tase 10% vesilahuses - 5, 5-7, 5 pH;
- tihedus – 1,9 g/cm3;
- välimus – valge vab alt voolav aine.
Vabastusvorm - pulbri või väikeste graanulite kujul. Seoses elusorganismidega on ühend keskkonnasõbralik. Ammooniumpolüfosfaadi ohuklass – IV vastav alt standardile GOST 12.1.007.
Võta vastu
Selle aine tootmine keemiatööstuses toimub mitmel viisil:
- Gaasilise fosforanhüdriidi, ammoniaagi ja veeauru koostoime. Fosfor põletatakse temperatuuril 3000-3500 °C, anhüdriidi aur siseneb spetsiaalsesse kambrisse, kus kuumutamisel temperatuurini 400-500 °C NH3, ammooniumpolüfosfaat, Tekivad monoamidopürofosfor- ja diamidopürofosforhapped.
- Polüfosforhappe neutraliseerimine ammoniaagiga.
- Ammooniumfosfaatide termiline dehüdratsioon.
- H₃PO4 neutraliseerimine ammoniaagiga ja tekkiva ortofosfaadi dehüdratsioonammoonium.
Ammooniumpolüfosfaadi täpne keemiline koostis sõltub protsessi parameetritest. Lämmastiku sisaldus võib olla 14-17%, fosfori - 30-32%, polümerisatsiooniaste - 40-77%.
Ammooniumpolüfosfaat: rakendus
Ühendust kasutatakse järgmistes tööstusharudes:
- kasutada lisandina plastide, termoplastse polüuretaani, vahtude, vahtisolatsiooni ja polümeervaikude valmistamisel;
- puitlaastplaadi, puitkiudplaadi, vineeri tootmine;
- elektrikaablite isolatsioonikestade tootmine;
- kasutamine palavikualandajana värvides ja lakkides (lakid, emailid), hermeetikutes, tehnilistes määrdeainetes, liimides ja muudes ühendites;
- põllumajanduse väetiste tootmine.
Ammooniumpolüfosfaati saab kasutada igat tüüpi pinnase rikastamiseks ja igasuguste kultuurtaimede toitmiseks. Väetis näitab parimat efektiivsust hallidel muldadel. Tänu oma suurele vees lahustuvusele imenduvad taimed paremini kui sarnased fosforfosfaatidel põhinevad pealisväetised. Ammooniumpolüfosfaadiga väetisi kasutatakse lahuste kujul, mis saadakse kuuma või külma segamise teel. Kõige sagedamini on see aine osa keerulistest sidemetest koos kaaliumnitraadi või kloriidi, karbamiidiga. See ühend sobib hästi ka mikroelementide ja pestitsiididega.
Tuleaeglustavad katted
Eriliste omaduste tõttu avatud tulega kokkupuutelAmmooniumpolüfosfaat on nii mittesüttivate (metall, betoon) kui ka põlevate (puit, kangad, plast) materjalide kaasaegsete leegiaeglustavate värvide ja lakkide põhikomponent. Süütamisel ei eraldu sool õhku mürgiseid aure ja aeglustab tule levikut, mis võimaldab tõsta konstruktsioonide tulepüsivust.
Selle polümeersegu toimimispõhimõte tuleaeglustavate kattekihtide koostises on järgmine:
- Kõrge temperatuuri mõjul paisub palavikku alandav värv (ilma sulamata).
- Dehüdratsiooni ja kuumutamise tõttu tekib alusmaterjalile (puit, metall) polüfosfaathape.
- Viimase pinnale ilmub süsinikkile.
- Välja eraldub suur hulk mittesüttivaid gaase.
- Moodustub vahtkiht, mis isoleerib alusmaterjali ja takistab leegi edasist levikut ehituskonstruktsioonis.
Samas eralduvad põlemisel vähetoksilised gaasid, mis on inimesele ohutumad kui traditsiooniliste värvi- ja lakikatete kasutamisel.
