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Le polyphosphate d'ammonium APP est un sel inorganique d'acide polyphosphorique et d'ammoniac contenant les deux chaînes et éventuellement des ramifications.
La formule chimique du polyphosphate d'ammonium APP est H(NH4PO3)nOH, ce qui montre que chaque monomère est constitué d'un radical orthophosphate d'un atome de phosphore avec trois oxygènes et une charge négative neutralisée par un cation ammonium laissant deux liaisons libres pour polymériser.
Dans les cas ramifiés, certains monomères n'ont pas l'anion ammonium et se lient à la place à trois autres monomères.
CAS : 68333-79-9
MF : H12N3O4P
MW : 149.086741
EINECS : 269-789-9
Les propriétés du polyphosphate d'ammonium dépendent du nombre de monomères dans chaque molécule et dans une certaine mesure de la fréquence à laquelle il se ramifie.
Les chaînes plus courtes (n < 100) sont plus sensibles à l'eau et moins stables thermiquement que les chaînes plus longues (n > 1000), mais les chaînes polymères courtes (par exemple pyro-, tripoly- et tétrapoly-) sont plus solubles et présentent une solubilité croissante avec l'augmentation de la longueur de la chaîne.
Le polyphosphate d'ammonium APP peut être préparé en faisant réagir de l'acide phosphorique concentré avec de l'ammoniac.
Cependant, les impuretés de fer et d'aluminium, solubles dans l'acide phosphorique concentré, forment des précipités gélatineux ou « boues » dans le polyphosphate d'ammonium APP à un pH compris entre 5 et 7.
D'autres impuretés métalliques telles que le cuivre, le chrome, le magnésium et le zinc forment des précipités granulaires.
Cependant, selon le degré de polymérisation, le polyphosphate d'ammonium APP peut agir comme agent chélateur pour maintenir certains ions métalliques dissous dans la solution.
Le polyphosphate d'ammonium APP est utilisé comme additif alimentaire, émulsifiant (numéro E : E545) et comme engrais.
Le polyphosphate d'ammonium APP est également utilisé comme retardateur de flamme dans de nombreuses applications telles que les peintures et les revêtements, et dans une variété de polymères : les plus importants sont les polyoléfines, et en particulier le polypropylène, où le polyphosphate d'ammonium APP fait partie des systèmes intumescents.
Le compoundage avec des retardateurs de flamme à base de polyphosphate d'ammonium APP dans le polypropylène est décrit dans.
D'autres applications sont les thermodurcissables, où le polyphosphate d'ammonium APP est utilisé dans les polyesters insaturés et les gel coats (mélanges d'APP avec des synergistes), les époxydes et les moulages en polyuréthane (systèmes intumescents).
Le polyphosphate d'ammonium APP est également appliqué aux mousses de polyuréthane ignifuges.
Le polyphosphate d'ammonium APP utilisé comme retardateur de flamme dans les polymères a de longues chaînes et une cristallinité spécifique (Forme II).
Ils commencent à se décomposer à 240 °C pour former de l'ammoniac et de l'acide phosphorique.
L'acide phosphorique agit comme catalyseur acide dans la déshydratation des polyalcools à base de carbone, comme la cellulose dans le bois.
L'acide phosphorique réagit avec les groupes alcool pour former des esters de phosphate instables à la chaleur.
Les esters se décomposent pour libérer du dioxyde de carbone et régénérer le catalyseur d'acide phosphorique.
En phase gazeuse, la libération de dioxyde de carbone non inflammable contribue à diluer l'oxygène de l'air et les produits de décomposition inflammables du matériau en combustion.
En phase condensée, le charbon carboné résultant contribue à protéger le polymère sous-jacent des attaques de l'oxygène et de la chaleur radiante.
L'utilisation comme intumescent est obtenue lorsqu'il est combiné avec des matériaux à base d'amidon tels que le pentaérythritol et la mélamine comme agents d'expansion.
Les mécanismes d'intumescence et le mode d'action du polyphosphate d'ammonium APP sont décrits dans une série de publications.
Le polyphosphate d'ammonium APP est un sel organique d'acide polyphosphorique et d'ammoniac.
En tant que produit chimique, le polyphosphate d'ammonium APP est non toxique, respectueux de l'environnement et sans halogène.
Le polyphosphate d'ammonium APP est le plus souvent utilisé comme retardateur de flamme. La sélection de la qualité spécifique du polyphosphate d'ammonium peut être déterminée par la solubilité, la teneur en phosphore, la longueur de chaîne et le degré de polymérisation.
La longueur de chaîne (n) de ce composé polymère peut être linéaire ou ramifiée.
En fonction du degré de polymérisation, il existe deux grandes familles de polyphosphate d'ammonium : la phase cristalline I APP (ou APP I) et la phase cristalline II APP (ou APP II).
La phase I APP a une chaîne courte et linéaire (n < 100), le polyphosphate d'ammonium APP est plus sensible à l'eau (hydrolyse) et moins stable thermiquement ; en fait, il commence à se décomposer à des températures supérieures à 150 °C.
La deuxième famille de polyphosphate d'ammonium APP est la phase II APP ; qui a un degré de polymérisation élevé, avec n> 1000, sa structure est réticulée (ramifiée) et c'est un retardateur de flamme non halogéné de haute qualité.
L'APP phase II, le polyphosphate d'ammonium, présente une stabilité thermique plus élevée (la décomposition commence à environ 300 °C) et une solubilité dans l'eau plus faible que l'APP I.
Propriétés chimiques du polyphosphate d'ammonium APP
Densité : 1,74 [à 20 °C]
Pression de vapeur : 0,076 Pa à 20 °C
Température de stockage : −20 °C
Solubilité : acide aqueux (légèrement)
Forme : solide
Couleur : blanc à blanc cassé
InChI : InChI=1S/3H3N.H3O4P/c;;;1-5(2,3)4/h3*1H3;(H3,1,2,3,4)
Clé InChI : ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N
LogP : -2,148 (est)
Référence de la base de données CAS : 68333-79-9
Système de registre des substances de l'EPA : APP Polyphosphate d'ammonium (68333-79-9)
Utilisations
Le polyphosphate d'ammonium APP est un produit chimique spécialisé qui trouve de nombreuses utilisations différentes dans les industries clés.
Le polyphosphate d'ammonium APP est un retardateur de flamme respectueux de l'environnement et sans halogène.
Le polyphosphate d'ammonium APP est le principal constituant de nombreux systèmes ignifuges intumescents : revêtements, peintures et plastiques techniques.
Le polyphosphate d'ammonium APP est utilisé pour préparer des retardateurs de flamme contenant 20 % de phosphore/azote. Il peut être utilisé seul ou en association avec d'autres matériaux dans le traitement ignifuge des textiles, papiers, fibres et bois.
Un traitement spécial peut être utilisé pour préparer des formulations ignifuges à haute concentration à 50 % requises pour des applications spéciales.
Les engrais polyphosphate d'ammonium les plus courants ont une composition N-P2O5-K2O (azote, phosphore et potassium) de 10-34-0 ou 11-37-0.
Les engrais polyphosphates d'ammonium APP offrent l'avantage d'une teneur élevée en nutriments dans un liquide clair et sans cristaux qui reste stable dans une large plage de températures et se conserve bien pendant de longues périodes.
Une variété d'autres nutriments se mélangent bien avec les engrais polyphosphates, ce qui en fait d'excellents transporteurs de micronutriments généralement nécessaires aux plantes.
Le polyphosphate d'ammonium APP est utilisé pour préparer un certain nombre de revêtements ignifuges expansifs à haute efficacité utilisés dans l'industrie de la construction, les navires, les trains, les câbles, etc.
Convient également au traitement ignifuge du bois, du contreplaqué, des panneaux de fibres, du papier, des fibres.
Le polyphosphate d'ammonium APP est un engrais liquide avec des compositions allant jusqu'à 11-37-0, fabriqué par la réaction de l'ammoniac anhydre avec de l'acide superphosphorique.
L'acide superphosphorique est fabriqué par la concentration d'acide par voie humide ordinaire jusqu'à des concentrations de P2O5 de 78 %.
Les polyphosphates granulaires adaptés au mélange en vrac sont fabriqués en faisant réagir de l'ammoniac avec un acide de procédé humide ordinaire contenant 52 % de P2O5 et en utilisant la chaleur de réaction pour chasser l'eau afin de produire une masse fondue de phosphate de 10-43-0, avec environ 40 % de phosphore sous forme de polyphosphate.
Le polyphosphate d'ammonium APP utilisé comme retardateur de flamme dans les polymères possède de longues chaînes et une cristallinité spécifique (forme II).
Ils commencent à se décomposer à 240 °C pour former de l'ammoniac et de l'acide polyphosphorique.
L'acide phosphorique agit comme catalyseur dans la déshydratation des polyalcools à base de carbone, tels que la cellulose du bois.
L'acide phosphorique réagit avec les groupes alcool pour former des esters de phosphate instables à la chaleur.
Les esters se décomposent pour libérer du dioxyde de carbone et régénérer le catalyseur d'acide phosphorique.
En phase gazeuse, la libération de dioxyde de carbone non inflammable contribue à diluer l'oxygène de l'air et les produits de décomposition inflammables du matériau en combustion.
En phase condensée, le charbon carboné résultant contribue à protéger le polymère sous-jacent des attaques de l'oxygène et de la chaleur radiante, empêchant ainsi la pyrolyse du substrat.
L'utilisation comme intumescent est obtenue lorsqu'il est combiné avec des polyalcools tels que le pentaérythritol et la mélamine comme agent d'expansion.
Les mécanismes d'intumescence et le mode d'action du polyphosphate d'ammonium APP sont décrits dans une série de publications.
En raison de son profil toxicologique et environnemental non critique, le polyphosphate d'ammonium APP a le potentiel de remplacer largement les retardateurs de flamme contenant des halogènes dans une série d'applications telles que la mousse PUR flexible et rigide et les thermoplastiques.
Utilisations agricoles
L'engrais polyphosphate d'ammonium APP est un engrais liquide unique à base d'azote et de phosphore produit en Russie uniquement par PhosAgro.
Disponibilité et absorption maximales du phosphore par les plantes par rapport aux engrais solides traditionnels à base de phosphore, en particulier sur les sols à forte teneur en carbonate de calcium.
Le polyphosphate d'ammonium APP assure une augmentation du rendement de différentes cultures lors de l'application foliaire.
Le polyphosphate d'ammonium APP est plus efficace par temps sec.
Le polyphosphate d'ammonium APP est facile à stocker dans les fermes.
