Ammoniumpolyphosphat ist eine Verbindung, die bei der Herstellung von Düngemitteln und Farben mit flammhemmenden Eigenschaften weit verbreitet ist. Seine Struktur wird durch die Fusion von monomeren Orthophosphaten zu einer Polymerkette gebildet. Die Rohstoffe zur Gewinnung des Stoffes sind Phosphorsäure und Ammoniak.
Beschreibung
Ammoniumpolyphosphat (oder Ammoniumpolyphosphat, gemäß seinem internationalen Namen) ist ein anorganisches Salz mit hohem Molekulargewicht, das von Phosphorsäure abgeleitet ist.
Die chemische Formel der Substanz: (NH4PO3). Seine Kristallstruktur kann von zweierlei Art sein:
- I-Typ (Anzahl der Monomereinheiten n=100-200).
- II Typ (n > 1000). Eine solche Verbindung hat eine komplexere Struktur, ein größeres Molekulargewicht und eine höhere thermische Stabilität und ist in Wasser weniger löslich als der erste Typ. Partikel haben Größen von 10–40 Mikron oder mehr. Am häufigsten wird dieses spezielle Salz in der Industrie verwendet.
Die Strukturformel von Ammoniumpolyphosphat sieht aus wie auf dem Bildunten.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Folgende Eigenschaften sind typisch für eine Verbindung:
- Stabilität und Nichtvolatilität;
- Schmelzpunkt - 180-185 °C;
- zeigt bei Verdünnung in Wasser (Löslichkeit beträgt 0,5 g/cm3) Polyelektrolyteigenschaften und erhöht die Flüssigkeitsviskosität;
- beim Erhitzen auf 300 °C findet eine aktive Zersetzung in Polyphosphorsäure und Ammoniak statt;
- Säuregrad in 10%iger wässriger Lösung - 5, 5-7, 5 pH;
- Dichte– 1,9 g/cm3;
- Aussehen - weiße, frei fließende Substanz.
Freisetzungsform - in Form von Pulver oder kleinen Körnchen. In Bezug auf lebende Organismen ist die Verbindung umweltfreundlich. Ammoniumpolyphosphat Gefahrenklasse - IV nach GOST 12.1.007.
Empfangen
Die Herstellung dieses Stoffes in der chemischen Industrie erfolgt auf verschiedene Weise:
- Wechselwirkung von gasförmigem Phosphoranhydrid, Ammoniak und Wasserdampf. Phosphor wird bei einer Temperatur von 3000-3500 °C verbrannt, Anhydriddampf tritt in eine spezielle Kammer ein, wo er beim Erhitzen auf 400-500 °C in Gegenwart von NH3, Ammoniumpolyphosphat, Monoamidopyrophosphorsäure und Diamidopyrophosphorsäure werden gebildet.
- Neutralisation von Polyphosphorsäure mit Ammoniak.
- Thermische Dehydratisierung von Ammoniumphosphaten.
- Neutralisation von H₃PO₄ mit Ammoniak und Dehydratisierung des entstehenden OrthophosphatsAmmonium.
Die genaue chemische Zusammensetzung von Ammoniumpolyphosphat hängt von den Prozessparametern ab. Der Stickstoffgeh alt kann 14-17% betragen, Phosphor - 30-32%, der Polymerisationsgrad - 40-77%.
Ammoniumpolyphosphat: Anwendung
Die Verbindung wird in folgenden Branchen eingesetzt:
- Verwendung als Zusatzstoff bei der Herstellung von Kunststoffen, thermoplastischen Polyurethanen, Schäumen, Schaumisolierungen und Polymerharzen;
- Produktion von Spanplatten, Faserplatten, Sperrholz;
- Herstellung von Isoliermänteln für Elektrokabel;
- Anwendung als Antipyretikum in Farben und Lacken (Lacken, Lacke), Dichtstoffen, technischen Schmiermitteln, Klebstoffen und anderen Massen;
- Produktion von Düngemitteln für die Landwirtschaft.
Ammoniumpolyphosphat kann verwendet werden, um alle Arten von Böden anzureichern und jede Art von Kulturpflanzen zu ernähren. Dünger zeigt die beste Wirksamkeit auf grauen Böden. Aufgrund der hohen Wasserlöslichkeit wird die Substanz besser von Pflanzen aufgenommen als vergleichbare Top-Dressings auf Basis von Phosphorphosphaten. Düngemittel mit Ammoniumpolyphosphat werden in Form von Lösungen verwendet, die durch Heiß- oder K altmischen erh alten werden. Meistens ist diese Substanz zusammen mit Kaliumnitrat oder Chlorid, Harnstoff Teil komplexer Verbände. Diese Verbindung passt auch gut zu Mikronährstoffen und Pestiziden.
Feuerhemmende Beschichtungen
Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften, wenn es offenem Feuer ausgesetzt istAmmoniumpolyphosphat ist der Hauptbestandteil moderner flammhemmender Farben und Lacke sowohl für nicht brennbare (Metall, Beton) als auch für brennbare (Holz, Stoffe, Kunststoff) Materialien. Beim Entzünden gibt das Salz keine giftigen Dämpfe an die Luft ab und verlangsamt die Ausbreitung des Feuers, wodurch die Feuerbeständigkeit von Bauwerken erhöht werden kann.
Das Funktionsprinzip dieser Polymerverbindung in der Zusammensetzung von feuerhemmenden Beschichtungen ist wie folgt:
- Unter dem Einfluss hoher Temperaturen bläht sich die Farbe mit fiebersenkenden Mitteln auf (ohne zu schmelzen).
- Durch Austrocknung und Erhitzen entsteht auf dem Grundmaterial (Holz, Metall) Polyphosphatsäure.
- Auf der Oberfläche des letzteren erscheint ein Kohlenstofffilm.
- Eine große Menge nicht brennbarer Gase wird freigesetzt.
- Es bildet sich eine Schaumschicht, die das Grundmaterial isoliert und eine weitere Flammenausbreitung im Baukörper verhindert.
Zugleich werden bei der Verbrennung gering toxische Gase freigesetzt, die für den Menschen ungefährlicher sind als bei herkömmlichen Farb- und Lackbeschichtungen.
