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三聚磷酸鈉因生成溫度不同而有高溫型(Ⅰ型)和低溫型(Ⅱ型)之分,其區(qū)別在于兩者的鍵長(zhǎng)和鍵角不同,Ⅰ型和Ⅱ型產(chǎn)品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O,在相同條件下,Ⅰ型水合作用較快產(chǎn)生的熱量高,溶于水時(shí)易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象,這是由于Ⅰ型結(jié)構(gòu)中存在四配位體的鈉離子,四配位體對(duì)水有強(qiáng)親和力,反之Ⅱ型在水中則以很慢的速度生成六水物。
三聚磷酸鈉水溶液呈弱堿性(1%水溶液的PH值約為9.7),它在PH為4.3~14范圍水)中,形成懸濁液(類似乳化液)的作用,即分散作用。三聚磷酸鈉也能使液態(tài)、固態(tài)微粒更好的溶于液體(如水)介質(zhì)中,使溶液外觀完全透明,好像真溶液一樣,這就是增溶作用。由于三聚磷酸鈉具有以上獨(dú)特的性能,使之成為洗衣粉中的一種重要的理想原料。
三聚磷酸鈉由磷酸經(jīng)純堿中和成正磷酸鈉,再經(jīng)縮合而成。生產(chǎn)磷酸的方法有濕法和熱法兩種。濕法是將磷礦和無機(jī)酸(通常用硫酸,也可用鹽酸的)反應(yīng)后,經(jīng)萃取、精制后即得磷酸。熱法是在電爐中將磷礦與焦炭和硅石一起焙燒,磷礦物還原成磷,然后氧化、水合,即得磷酸。
由正磷酸鹽制取三聚磷酸鈉的工藝則比較簡(jiǎn)單,流程短,控制操作方便。主要有兩種方法。
①噴霧干燥-轉(zhuǎn)爐縮聚二段法:噴霧干燥器為一圓筒,上部與帶有氣體噴嘴的臥式燃燒器相接。溫度為400~500℃的氣體經(jīng)燃燒器通入噴霧干燥塔的上部,同時(shí)用高壓(4.2MPa)泵將正磷酸鹽的溶液噴入。含水 5%以下的干燥產(chǎn)品不斷從干燥器下部取出。正磷酸鹽混合物在旋轉(zhuǎn)爐中脫水縮聚成三聚磷酸鈉。此法特點(diǎn)是產(chǎn)品無需進(jìn)行粉碎,噴霧干燥器干燥效率高,干燥物料很均勻,不會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象。缺點(diǎn)是干燥與縮聚分兩段進(jìn)行,直接加熱脫水時(shí)粉塵損失大。
②干燥-脫水一段法:將料漿噴入旋轉(zhuǎn)爐,爐內(nèi)用噴嘴送入熱氣或燃燒石油以加熱。環(huán)狀擋板將爐分成火焰段和加熱段。在加熱段中,物料最終脫水縮聚而轉(zhuǎn)化成三聚磷酸鈉。冷卻筒與旋轉(zhuǎn)爐連成一體,由冷卻筒出來的粒狀產(chǎn)品在研磨機(jī)中磨細(xì),從爐中帶出的少量粉料在旋風(fēng)分離器中回收。此法將干燥、脫水和冷卻結(jié)合在一個(gè)單元設(shè)備內(nèi)進(jìn)行,使流程大為簡(jiǎn)化,熱利用率較高,而且可以減少基建投資,改善勞動(dòng)條件。
三聚磷酸鈉在工業(yè)中主要用作合成洗滌劑的助劑,是不可缺少的優(yōu)良助劑,不僅提高了洗滌劑的去污效果,清潔了我們的生存環(huán)境,同時(shí)它還可以被用于采礦、石油、造紙、冶金和水處理等。它的主要作用還有以下幾點(diǎn):
1、具有螯合致硬金屬離子的性能:在我們平時(shí)使用的洗滌用水中通常含有致硬金屬離子,它們會(huì)與洗滌劑中的活性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),形成金屬鹽。這樣一來不僅增加了洗滌劑的使用量,同時(shí)還會(huì)使洗滌之后的物品顏色變暗。三聚磷酸鈉的這一性能可以消除金屬鹽帶來的這些不利影響。
2、能促進(jìn)膠溶、乳化和分散:三聚磷酸鈉對(duì)人體分泌物中的蛋白質(zhì)有膠溶的效果,還能促進(jìn)脂肪類的物質(zhì)的乳化,對(duì)外界的沙土塵埃等固體粒子有分散懸浮作用 。
3、具有較大的堿性緩沖效果:作為合成洗滌劑的助劑,三聚磷酸鈉可以使洗滌劑的PH值維持在8.4左右,這可以促進(jìn)去除酸性的污垢。
4、保持干爽:在濕度較大的環(huán)境下,粉狀的合成洗滌劑容易出現(xiàn)一塊一塊的,這就在使用過程中帶來了不便。三聚磷酸鈉在吸水后能形成干爽的六水化合產(chǎn)物,它可以有效的防止結(jié)塊的這種現(xiàn)象,這樣就保持了粉狀合成洗滌劑的干爽。
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