Аммоний полифосфаты – отқа төзімді қасиеттері бар тыңайтқыштар мен бояулар өндірісінде кеңінен қолданылатын қосылыс. Оның құрылымы мономерлік ортофосфаттардың бір полимер тізбегіне қосылуынан түзіледі. Зат алу үшін шикізат фосфор қышқылы және аммиак болып табылады.
Сипаттамасы
Аммоний полифосфаты (немесе аммоний полифосфаты, оның халықаралық атауына сәйкес) - фосфор қышқылынан алынған жоғары молекулалы бейорганикалық тұз.
Заттың химиялық формуласы: (NH4PO3). Оның кристалдық құрылымы екі түрлі болуы мүмкін:
- I тип (мономерлер бірліктерінің саны n=100-200).
- II түрі (n > 1000). Мұндай қосылыс құрылымы күрделірек, молекулалық массасы және термиялық тұрақтылығы жоғары, бірінші түріне қарағанда суда аз ериді. Бөлшектердің өлшемдері 10-40 микрон немесе одан да көп. Көбінесе бұл тұз өнеркәсіпте қолданылады.
Аммоний полифосфатының құрылымдық формуласы суреттегідейтөменде.
Физикалық және химиялық сипаттамалар
Келесі сипаттар қосылымға тән:
- тұрақтылық және өзгермелілік;
- балқу температурасы - 180-185 °C;
- суда сұйылтқанда (ерігіштігі 0,5г/см3) полиэлектролиттік қасиеттерді көрсетеді және сұйықтықтың тұтқырлығын арттырады;
- 300 °C дейін қыздырған кезде полифосфор қышқылына және аммиакқа белсенді ыдырау жүреді;
- 10% сулы ерітіндідегі қышқылдық деңгейі - 5, 5-7, 5 рН;
- тығыздығы – 1,9 г/см3;
- сыртқы түрі - ақ еркін ағынды зат.
Шығарылатын пішін – ұнтақ немесе ұсақ түйіршіктер түрінде. Тірі организмдерге қатысты қосылыс экологиялық таза. Аммоний полифосфатының қауіптілік класы - ГОСТ 12.1.007 бойынша IV.
Алу
Бұл затты химия өнеркәсібінде өндіру бірнеше жолмен жүзеге асырылады:
- Газ тәрізді фосфор ангидриді, аммиак және су буының әрекеттесуі. Фосфорды 3000-3500 °С температурада күйдіреді, ангидридті бу арнайы камераға түседі, онда 400-500 °С дейін қыздырғанда NH3, аммоний полифосфаты, моноамидопирофосфор және диамидопирофосфор қышқылдары түзіледі.
- Полифосфор қышқылын аммиакпен бейтараптандыру.
- Аммиак фосфаттарының термиялық сусыздануы.
- H₃PO₄ аммиакпен бейтараптандыру және алынған ортофосфатты сусыздандыруаммоний.
Аммоний полифосфатының нақты химиялық құрамы процесс параметрлеріне байланысты. Азот мөлшері 14-17%, фосфор - 30-32%, полимерлену дәрежесі - 40-77% болуы мүмкін.
Аммоний полифосфаты: қолдану
Байланыс келесі салаларда қолданылады:
- пластикалық, термопластикалық полиуретанды, пенопласттарды, көбік оқшаулағыштарын және полимерлі шайырларды өндіруде қоспа ретінде пайдалану;
- ДСП, ДВП, фанера өндірісі;
- электр кабельдерінің оқшаулағыш қабықшаларын өндіру;
- бояулар мен лактар (лактар, эмальдар), герметиктер, техникалық майлау материалдары, желімдер және басқа қосылыстардағы антипиретик ретінде қолдану;
- ауыл шаруашылығына арналған тыңайтқыштар өндіру.
Аммоний полифосфаты топырақтың барлық түрлерін байыту және кез келген мәдени өсімдіктерді азықтандыру үшін қолданылуы мүмкін. Тыңайтқыш сұр топырақта ең жақсы тиімділікті көрсетеді. Суда жоғары ерігіштігінің арқасында зат фосфор фосфаттарына негізделген ұқсас үстіңгі таңғыштарға қарағанда өсімдіктерге жақсы сіңеді. Аммоний полифосфаты бар тыңайтқыштар ыстық немесе суық араластыру арқылы алынған ерітінділер түрінде қолданылады. Көбінесе бұл зат калий нитраты немесе хлориді, несепнәрмен бірге күрделі таңғыштардың бөлігі болып табылады. Бұл қосылыс микронутриенттермен және пестицидтермен де жақсы үйлеседі.
Өртке қарсы жабындар
Арнайы қасиеттеріне байланысты ашық отқа ұшыраған кездеАммоний полифосфаты жанбайтын (металл, бетон) және жанғыш (ағаш, маталар, пластик) материалдарға арналған қазіргі заманғы отқа төзімді бояулар мен лактардың негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Тұтанған кезде тұз ауаға улы түтін шығармайды және өрттің таралуын бәсеңдетеді, бұл құрылымдардың отқа төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Отқа төзімді жабындар құрамындағы бұл полимер қосылысының жұмыс істеу принципі келесідей:
- Жоғары температураның әсерінен антипиретикалық бояу жоғары көтеріледі (ерітпей).
- Сусыздандыру және қыздыру салдарынан негізгі материалда (ағаш, металл) полифосфат қышқылы түзіледі.
- Соңғысының бетінде көміртекті қабық пайда болады.
- Жанбайтын газдардың көп мөлшері бөлінеді.
- Негізгі материалды оқшаулайтын және ғимарат құрылымында жалынның одан әрі таралуына жол бермейтін көбік қабаты пайда болады.
Сонымен қатар жану кезінде улылығы аз газдар бөлінеді, олар дәстүрлі бояу мен лак жабындарын пайдаланғаннан гөрі адамдар үшін қауіпсіз.
