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工(gong)业(ye)(ye)三(san)聚(ju)磷酸(suan)钠(Sodium Tripolyphosphate,简称STPP),化(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)式为Na₅P₃O₁₀,是一种(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)无机化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)产品(pin),主(zhu)要(yao)有川(chuan)东三(san)聚(ju)磷酸(suan)钠,广泛应(ying)用于洗涤剂(ji)、食品(pin)加工(gong)、水(shui)处理、陶(tao)瓷工(gong)业(ye)(ye)等(deng)领域。其独特的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)性质(zhi)和多功(gong)能性使其成为现代工(gong)业(ye)(ye)中不可或缺的(de)原(yuan)料之一。以下(xia)将(jiang)从(cong)物理性质(zhi)、化(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)性质(zhi)、生产工(gong)艺、应(ying)用领域及环境影响等(deng)方面全面解析(xi)这一化(hua)(hua)(hua)(hua)合物。
一(yi)、物(wu)理(li)性质
工(gong)(gong)业三(san)聚磷酸钠(na)通常为白(bai)色粉末或颗粒状固体,无(wu)臭,易(yi)溶于水(shui),水(shui)溶液(ye)呈碱性(1%水(shui)溶液(ye)的pH值约为9.5)。其(qi)密(mi)度(du)约为2.52 g/cm³,熔点为622°C,在(zai)高(gao)温下会分解为焦(jiao)磷酸钠(na)和(he)偏磷酸钠(na)。三(san)聚磷酸钠(na)具有较强(qiang)的吸湿性,在(zai)潮湿环境中(zhong)易(yi)结(jie)块,因此储存(cun)时需注(zhu)意(yi)防(fang)潮。根据结(jie)晶(jing)形态的不同(tong),可分为无(wu)水(shui)物(wu)(Na₅P₃O₁₀)和(he)六(liu)水(shui)合物(wu)(Na₅P₃O₁₀·6H₂O),其(qi)中(zhong)无(wu)水(shui)物(wu)更常见于工(gong)(gong)业应(ying)用。
三聚磷酸(suan)钠是一种无机物,化(hua)学(xue)式(shi)Na5P3O10,是一类无定形水溶性线(xian)状(zhuang)聚磷酸(suan)盐(yan),常用于食品中,作水分保持剂、品质改良剂、pH调节剂、金(jin)属螯合剂。
分子量(liang):367.86413
分子式:Na5P3O10
CAS号:7758-29-4
英文(wen)别(bie)名(ming):pentasodium triphosphate; Pentasodium Tripolyphosphate; Sodium Phosphate Tripoly; STPP; Triphosphoric acid, pentasodium salt; Pent-sodium Phosphate; Sodium triphosphate; Sodium Tripolyphos; sodium phosphate (3:1)
英(ying)文名称:Sodium Tripolyphosphate
品牌(pai):川东三(san)聚磷酸钠
中文(wen)别名(ming):磷酸(suan)五钠(na); 焦偏(pian)磷酸(suan)钠(na); STPP; 三聚磷酸(suan)五钠(na)
中文名称:三聚磷酸(suan)钠
InChI:InChI=1S/H5O10P3/c1-11(2,3)9-13(7,8)10-12(4,5)6/h(H,7,8)(H2,1,2,3)(H2,4,5,6)/p-5
EINECS号:231-838-7
描(miao)述:性(xing)(xing)状 白色粉(fen)末。 熔(rong)点 622℃ 溶(rong)解(jie)性(xing)(xing) 易(yi)溶(rong)于水,其水溶(rong)液呈碱(jian)性(xing)(xing)。
水溶(rong)性(xing):20 g/100 mL (20℃)
熔点:622℃
产品用途:用于(yu)肉(rou)类加工处(chu)理(li)、合成洗(xi)涤(di)剂(ji)配方、纺织品染色,也用作(zuo)分散剂(ji)、助溶剂(ji)等。
三聚(ju)磷酸钠具(ju)有螯(ao)合、悬浮、分散、胶溶、乳化、pH缓冲等(deng)作用,可(ke)用作合成(cheng)洗(xi)涤剂(ji)(ji)(ji)主(zhu)要助剂(ji)(ji)(ji)、工业水软水剂(ji)(ji)(ji)、制革预鞣剂(ji)(ji)(ji)、染色(se)助剂(ji)(ji)(ji)、有机合成(cheng)催(cui)化剂(ji)(ji)(ji)、医药工业分散剂(ji)(ji)(ji)和食(shi)品添加剂(ji)(ji)(ji)等(deng)。除出口STPP外,国(guo)内(nei)STPP消费主(zhu)要集中在洗(xi)涤剂(ji)(ji)(ji)行业,食(shi)品、陶瓷等(deng)。
二、化学性(xing)质
1. 螯合作(zuo)用:三(san)聚磷(lin)酸钠能与水(shui)中的钙、镁等(deng)金(jin)属(shu)离(li)子形(xing)成(cheng)稳定的可溶性(xing)络(luo)合物,从而软(ruan)化硬水(shui)。这一(yi)特(te)性(xing)使其成(cheng)为洗涤(di)(di)剂(ji)中的重要助剂(ji),可显著提高洗涤(di)(di)效果。
2. 分(fen)散作(zuo)用(yong):它(ta)能吸附于(yu)固(gu)体颗(ke)粒表面(mian),增强颗(ke)粒间的静(jing)电(dian)排斥力(li),防(fang)止污垢(gou)再沉积,因此(ci)在陶(tao)瓷和染料工业中(zhong)用(yong)作(zuo)分(fen)散剂(ji)。
3. 缓(huan)冲作用:其水(shui)溶液能维(wei)持(chi)稳定的pH值(zhi),适用于需要(yao)碱性环境的工业流(liu)程(cheng)。
4. 热(re)稳定性(xing):高温(wen)(wen)下会分解,但在常(chang)规(gui)使用温(wen)(wen)度范(fan)围内(<100°C)性(xing)质稳定。
三、生产(chan)工(gong)艺
工业三(san)聚磷(lin)酸钠(na)主要通过磷(lin)酸与纯碱的中和反应制得,具体流程(cheng)包括:
1. 中和(he)反应:将磷酸(H₃PO₄)与碳酸钠(na)(Na₂CO₃)按比例混(hun)合,生成磷酸氢二(er)钠(na)(Na₂HPO₄)和(he)磷酸二(er)氢钠(na)(NaH₂PO₄)的混(hun)合溶液。
2. 聚合(he)反应:将混合(he)溶液浓(nong)缩后高温脱水聚合(he),生成三聚磷酸钠。反应温度通常控制在400–500°C。
3. 冷(leng)却成(cheng)型(xing):熔融产物经冷(leng)却、粉碎(sui)、筛分后得到成(cheng)品(pin)。
四、主要用途
1. 洗涤剂(ji)行业
作为传统洗(xi)涤助(zhu)剂,三聚磷酸钠(na)能有效软(ruan)化(hua)水质、增强去(qu)污力(li),并防止(zhi)污垢(gou)再沉积。尽管部(bu)分国家因(yin)环(huan)保(bao)限制其使用,但在工业(ye)清洗(xi)剂和特定地区仍广泛应(ying)用。
2. 食品工业(限食品级)
在肉(rou)类加工中作为保水剂,可提(ti)升火腿、香肠等产品(pin)的嫩度和(he)出品(pin)率;在水产品(pin)中用(yong)于(yu)锁住水分,延长保鲜期(qi)。需(xu)(xu)注意添加量需(xu)(xu)符合国(guo)家(jia)标准(如(ru)中国(guo)GB 2760规定)。
3. 工业领域
- 陶瓷生产:作为(wei)电解质,改善泥浆流动性。
- 石油开(kai)采:用(yong)于钻井泥浆的分散剂。
- 纺织印(yin)染:辅助漂白和染料分(fen)散(san)。
4. 水处理
作(zuo)为缓蚀剂和软(ruan)水(shui)剂,用于锅炉及循环冷却水(shui)系统(tong),防(fang)止结垢(gou)。
五(wu)、安(an)全与(yu)环保(bao)注意事(shi)项(xiang)
1. 健(jian)康风(feng)险:长(zhang)期吸入粉尘可能刺激(ji)呼吸道,操作时需(xu)佩戴防护(hu)用(yong)具;食品级(ji)产品需(xu)严格(ge)管(guan)控(kong)用(yong)量。
2. 环境影响:含磷废(fei)水可能导(dao)致(zhi)水体富营(ying)养化(hua),川东企业多采用(yong)化(hua)学沉淀法回收磷资源。
3. 存(cun)储要(yao)求:需置于干燥阴凉处,避免与酸类物质接触(chu)。
六、市场(chang)现状与(yu)发展趋(qu)势
随着环保(bao)法规趋严,三聚磷(lin)酸(suan)钠在洗涤(di)剂中的份额逐渐(jian)被无磷(lin)助剂取代,但(dan)在食品和特(te)种(zhong)工业领(ling)域需求稳(wen)定。川东地区通过技(ji)术升级开发出低(di)磷(lin)型产品,并探(tan)索在阻(zu)燃材料等新兴领(ling)域的应用,未来或(huo)向(xiang)高附加值方向(xiang)转型。
工(gong)业三聚(ju)(ju)磷酸(suan)钠以其(qi)多(duo)功能性在(zai)(zai)多(duo)个行(xing)业中占(zhan)据(ju)重要地位,但(dan)其(qi)环境(jing)问题不容忽视。在(zai)(zai)追(zhui)求经济效(xiao)益的(de)同时,需(xu)平衡生态保护与技术创新,推动可持续发(fa)展。随(sui)着环保法(fa)规(gui)的(de)完善和替代技术的(de)成(cheng)熟,三聚(ju)(ju)磷酸(suan)钠的(de)应用将逐步(bu)向(xiang)更精细(xi)化、绿色化的(de)方向(xiang)发(fa)展。