Polyfosforečnan amónny je zlúčenina, ktorá sa široko používa pri výrobe hnojív a farieb s vlastnosťami spomaľujúcimi horenie. Jeho štruktúra vzniká fúziou monomérnych ortofosfátov do jedného polymérneho reťazca. Suroviny na získanie látky sú kyselina fosforečná a amoniak.
Popis
Polyfosforečnan amónny (alebo polyfosforečnan amónny, podľa jeho medzinárodného názvu) je anorganická soľ s vysokou molekulovou hmotnosťou odvodená od kyseliny fosforečnej.
Chemický vzorec látky: (NH4PO3). Jeho kryštálová štruktúra môže byť dvoch druhov:
- I typ (počet monomérnych jednotiek n=100-200).
- II typ (n > 1000). Takáto zlúčenina má zložitejšiu štruktúru, väčšiu molekulovú hmotnosť a tepelnú stabilitu a je menej rozpustná vo vode ako prvý typ. Častice majú veľkosť 10-40 mikrónov alebo viac. Najčastejšie sa táto konkrétna soľ používa v priemysle.
Štruktúrny vzorec polyfosfátu amónneho vyzerá ako na obrázkunižšie.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Nasledovné vlastnosti sú typické pre spojenie:
- stabilita a nevolatilita;
- bod topenia - 180-185 °C;
- po zriedení vo vode (rozpustnosť je 0,5g/cm3) vykazuje vlastnosti polyelektrolytu a zvyšuje viskozitu kvapaliny;
- pri zahriatí na 300 °C dochádza k aktívnemu rozkladu na kyselinu polyfosforečnú a amoniak;
- úroveň kyslosti v 10% vodnom roztoku - 5, 5-7, 5 pH;
- hustota– 1,9 g/cm3;
- vzhľad - biela sypká látka.
Uvoľňovacia forma - vo forme prášku alebo malých granúl. Vo vzťahu k živým organizmom je zlúčenina šetrná k životnému prostrediu. Trieda nebezpečnosti polyfosforečnanu amónneho - IV podľa GOST 12.1.007.
Prijať
Výroba tejto látky v chemickom priemysle prebieha niekoľkými spôsobmi:
- Interakcia plynného anhydridu fosforu, amoniaku a vodnej pary. Fosfor sa spaľuje pri teplote 3000-3500 °C, para anhydridu vstupuje do špeciálnej komory, kde pri zahriatí na 400-500 °C za prítomnosti NH3, polyfosforečnanu amónneho, vznikajú kyseliny monoamidopyrofosforečné a diamidopyrofosforečné.
- Neutralizácia kyseliny polyfosforečnej amoniakom.
- Tepelná dehydratácia fosforečnanov amónnych.
- Neutralizácia H₃PO₄ amoniakom a dehydratácia výsledného ortofosfátuamoniak.
Presné chemické zloženie polyfosfátu amónneho závisí od parametrov procesu. Obsah dusíka môže byť 14-17%, fosforu - 30-32%, stupeň polymerizácie - 40-77%.
Polyfosforečnan amónny: aplikácia
Pripojenie sa používa v nasledujúcich odvetviach:
- použitie ako prísada pri výrobe plastov, termoplastického polyuretánu, pien, penovej izolácie a polymérových živíc;
- výroba drevotriesky, drevovláknitých dosiek, preglejky;
- výroba izolačných plášťov elektrických káblov;
- použitie ako antipyretikum vo farbách a lakoch (laky, emaily), tmely, technické mazivá, lepidlá a iné zlúčeniny;
- výroba hnojív pre poľnohospodárstvo.
Polyfosfát amónny možno použiť na obohatenie všetkých typov pôdy a na kŕmenie akéhokoľvek druhu pestovaných rastlín. Hnojivo vykazuje najlepšiu účinnosť na sivých pôdach. Vďaka svojej vysokej rozpustnosti vo vode je látka lepšie absorbovaná rastlinami ako podobné vrchné obväzy na báze fosforečnanov. Hnojivá s polyfosfátom amónnym sa používajú vo forme roztokov, ktoré sa získavajú miešaním za tepla alebo za studena. Najčastejšie je táto látka súčasťou komplexných obväzov spolu s dusičnanom draselným alebo chloridom, močovinou. Táto zlúčenina sa tiež dobre spája s mikroživinami a pesticídmi.
Nátery spomaľujúce horenie
Vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam pri vystavení otvorenému ohňuPolyfosforečnan amónny je hlavnou zložkou moderných samozhášacích farieb a lakov pre nehorľavé (kov, betón) aj horľavé (drevo, tkaniny, plasty) materiály. Soľ pri vznietení neuvoľňuje toxické výpary do ovzdušia a spomaľuje šírenie požiaru, čo umožňuje zvýšiť požiarnu odolnosť konštrukcií.
Princíp fungovania tejto polymérnej zlúčeniny v zložení náterov spomaľujúcich horenie je nasledujúci:
- Vplyvom vysokej teploty sa farba s antipyretikom nadúva (bez roztápania).
- Vplyvom dehydratácie a zahrievania vzniká na základnom materiáli (drevo, kov) kyselina polyfosfátová.
- Na jeho povrchu sa objaví uhlíkový film.
- Uvoľňuje sa veľké množstvo nehorľavých plynov.
- Vytvára sa penová vrstva, ktorá izoluje základný materiál a zabraňuje ďalšiemu šíreniu plameňa v stavebnej konštrukcii.
Zároveň sa pri spaľovaní uvoľňujú nízko toxické plyny, ktoré sú pre ľudí bezpečnejšie ako pri použití tradičných náterov a lakov.
