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保水剂
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三聚磷酸钠

三聚磷酸钠

 中文名称:三聚磷酸钠。

 

中文别名:磷酸五钠,焦偏磷酸钠,STPP,三聚磷酸五钠。

英文名称:Sodium Tripolyphosphate。

分子式:Na5P3O10。

 

物理性质

 

物化性质:白色粉末状结晶,流动性较好。

密度:Ⅰ型的密度为2.62g/cm3,Ⅱ型的密度为2.57g/cm3。

熔点:622℃ 。

溶解性:易溶于水,其水溶液呈碱性。20 g/100 mL (20℃)

 

化学性质

 

水合性能

三聚磷酸钠因生成温度不同而有高温型(Ⅰ型)和低温型(Ⅱ型)之分,其区别在于两者的键长和键角不同,Ⅰ型和Ⅱ型产品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O,在相同条件下,Ⅰ型水合作用较快产生的热量高,溶于水时易产生结块现象,这是由于Ⅰ型结构中存在四配位体的钠离子,四配位体对水有强亲和力,反之Ⅱ型在水中则以很慢的速度生成六水物。

三聚磷酸钠在室温下相当稳定,在潮湿的空气中会缓慢的发生水解反应,更终生成正磷酸钠,反应如下:Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO4。

对金属离子的螯合能力

三聚磷酸钠与溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子有络合作用,生成可溶性络合物,如: Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+。

三聚磷酸钠的络合能力一般以钙值表示,即100g磷酸盐所能络合钙离子的克数,理论值为13.4。

 

缓冲作用

 

三聚磷酸钠水溶液呈弱碱性(1%水溶液的PH值约为9.7),它在PH为4.3~14范围水)中,形成悬浊液(类似乳化液)的作用,即分散作用。三聚磷酸钠也能使液态、固态微粒更好的溶于液体(如水)介质中,使溶液外观透明,好像真溶液一样,这就是增溶作用。由于三聚磷酸钠具有以上独特的性能,使之成为洗衣粉中的一种重要的理想原料。

 

生产工艺

 

三聚磷酸钠由磷酸经纯碱中和成正磷酸钠,再经缩合而成。生产磷酸的方法有湿法和热法两种。湿法是将磷矿和无机酸(通常用硫酸,也可用盐酸的)反应后,经萃取、精制后即得磷酸。热法是在电炉中将磷矿与焦炭和硅石一起焙烧,磷矿物还原成磷,然后氧化、水合,即得磷酸。

由正磷酸盐制取三聚磷酸钠的工艺则比较简单,流程短,控制操作方便。主要有两种方法。

①喷雾干燥-转炉缩聚二段法:喷雾干燥器为一圆筒,上部与带有气体喷嘴的卧式燃烧器相接。温度为400~500℃的气体经燃烧器通入喷雾干燥塔的上部,同时用高压(4.2MPa)泵将正磷酸盐的溶液喷入。含水 5%以下的干燥产品不断从干燥器下部取出。正磷酸盐混合物在旋转炉中脱水缩聚成三聚磷酸钠。此法特点是产品无需进行粉碎,喷雾干燥器干燥效率高,干燥物料很均匀,不会发生分层现象。缺点是干燥与缩聚分两段进行,直接加热脱水时粉尘损失大。

②干燥-脱水一段法:将料浆喷入旋转炉,炉内用喷嘴送入热气或燃烧石油以加热。环状挡板将炉分成火焰段和加热段。在加热段中,物料更终脱水缩聚而转化成三聚磷酸钠。冷却筒与旋转炉连成一体,由冷却筒出来的粒状产品在研磨机中磨细,从炉中带出的少量粉料在旋风分离器中回收。此法将干燥、脱水和冷却结合在一个单元设备内进行,使流程大为简化,热利用率较高,而且可以减少基建投资,改善劳动条件。

 

用途

 

  用作洗涤品助剂,亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等。主要用作合成洗涤剂的助剂,用于肥皂增效剂和防止条皂油脂析出和起霜。对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用,可用于调节缓冲皂液的PH值。工业用水的软水剂。制革---剂。染色助剂。油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮时作分散剂。钻井泥浆分散剂。造纸工业用作防油污剂。食品工业中用于罐头,果汁饮料,奶制品,豆乳等的品质改良剂,水分保持剂。主要供火腿罐头嫩化,蚕豆罐头中使豆皮软化,亦可用作软化剂和增稠剂。

由于国家的限磷政策的出台,三聚磷酸钠在洗涤剂助剂方面的应用逐渐减少,逐步被层状硅酸钠、分子筛等产品代替。