聚磷酸铵
聚磷酸铵化学试剂
聚磷酸铵化学试剂
聚磷酸铵是一种常用的化学试剂，也称为PPA，它的化学式为(NH4PO3)n。
它由重铵盐和磷酸反应生成，可以用作消防灭火剂、阻燃剂、粘合剂、晶体生长改性剂等。
聚磷酸铵的基本性质：
外观：白色粉末
相对分子质量：（NH4PO3）n
熔点：180-200℃
密度：1.9
热稳定性：不溶于水，在水中不稳定，易水解为磷酸和铵盐。
1.防火材料：
由于聚磷酸铵的磷酸基团可以形成玻璃状化合物，在受到高温时可以抑制燃点的提高
和物质的燃烧。
因此，PPA可以用作一种有效的阻燃剂。
2.水处理剂：
聚磷酸铵可以用于水处理中的软化剂和缩小膨胀剂，在水中可以与钙、镁离子形成不
溶的盐类，从而防止硬水的产生。
聚磷酸铵可以用于表面处理剂，在金属表面形成一种保护膜，起到防腐、防锈、防蚀
等作用。
4.其他用途：
聚磷酸铵还可以用作粘合剂、晶体生长改性剂、填料等。
在生物医药领域，聚磷酸铵
也有着广泛的应用，可以作为细胞生长材料和药物缓释的载体。
总之，聚磷酸铵是一种很重要的化学试剂，可以应用于许多领域，是很实用的阻燃剂、水处理剂、表面处理剂和粘合剂。
由于其在生物医药领域的广泛应用，还具有很大的发展
前景。
化学品界的“APP”—聚磷酸铵
化学品界的“APP”—聚磷酸铵（本文版权归好磷网所有，仅作交流共享之用，转载请注明出处）在如今的生活中，提起APP，基本是无人不知无人不晓，当然，绝大多数人可能想到的是手机软件商店里的应用。
其实，在化学品界，也有一个被简称为APP的东西，它就是我们今天要介绍的聚磷酸铵。
它可是一种十分重要的化工产品，在阻燃与肥料领域都有应用，特别是在阻燃方面。
由于它分子中同时含有磷、氮两种元素，燃烧过程中磷、氮具有协同阻燃效应，因而阻燃效果优于单含磷阻燃剂或单含氮阻燃剂。
下面我们就详细介绍一下它的性质、合成、应用与市场。
物质性质作为一种聚合物，它也是由一种聚合单元，通过聚合共价键连接而形成的物质，其通式为（NH4）n+2P n O3n+1，粉末状白色固体物。
在不同聚合度状态下，它的水溶性，有较大差异，聚合度n在10~20之间为水溶性，此时为短链APP；当n大于20时为长链APP，较难溶于水，n越大越不溶，直至成为不溶物。
其聚合度的高低直接影响APP的性质，特别是在应用方面，影响颇大。
聚磷酸铵结构简式文献报道的APP的晶型有六种，通常用到的是Ⅰ-型和Ⅱ-型结构的产品，其中Ⅰ-型晶体具有不规则外表面，由于该型晶体太小，晶胞参数难以确定；Ⅱ-型则具有规则的外表面，其应用效果更佳。
它们均属正交（斜方）晶系，晶胞参数为：a=0.4256nm，b=0.6475nm，c=1.204nm。
据了解，国内合成的APP的聚合度都相对较低并以Ⅰ-型聚磷酸铵居多，然而真正需求较大的是聚合度高的Ⅱ-型聚磷酸铵。
合成方法作为一种化工产品，其合成与制备工艺是永远绕不开的话题，就目前来说聚磷酸铵的合成方法主要有磷酸和尿素缩合法、聚磷酸铵化法、聚磷酸铵与氨气高温中和法，五氧化二磷—氨气—水高温气相反应法等。
通常会根据不同的用途，而采用不同的合成工艺路线。
磷酸和尿素缩合法：该法是将磷酸和尿素以一定比例混合，通过加热搅拌得到澄清透明的液体，并继续加热，经发泡、聚合和固化三个阶段即可得到白色干燥固体，冷却后即可得到一定聚合度的APP。
聚磷酸铵
聚磷酸铵[1]又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，1965年美国孟山都公司首先开发成功。
聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。
1 简介聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，1965年美国孟山都公司首先开发成功。
聚磷酸铵无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。
在20世纪70年代初，聚磷酸铵日本、前西德、前苏联等开始大量生产，目前应用较为普遍。
我国从20世纪80年代开始研制该类产品，生产企业有几十家，主要用作阻燃剂。
聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐，按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种，其聚合度越高水溶性越小，反之则水溶性越大。
按其结构可以分为结晶形和无定形，结晶态聚磷酸铵为长链状水不溶性盐。
聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)Pn0(3n+1)，当n为10 ～20时，为水溶性；当n大于20时，为难溶性。
聚磷酸铵已逐渐进入复混肥和液体肥料的生产，特别是在发达国家已得到广泛应用。
20世纪70年代初，美国TVA开发了用商品湿法磷酸(54％P205，质量分数)生产聚磷酸铵基础液体肥料，也就是将湿法磷酸浓缩成过磷酸，在管式反应器中与氨反应，生成高浓度聚磷酸铵，加水冷却生成品级为10-34-0的液肥产品。
基础液肥可与氮溶液、钾肥生产液体复混肥。
我国目前尚未有专业生产聚磷酸铵肥料的企业，其性状、组成及生产方法尚存在争议，一般认为作为肥料用聚磷酸铵应是短链全水溶的，包含磷酸铵、三聚磷酸铵和四聚磷酸铵等多种聚磷酸铵，聚合度更高、链更长的聚磷酸铵只有少量存在；另有资料介绍，农用聚磷酸铵聚合度通常为5～18，且溶解性好，是液体肥料的主要品种。
农用聚磷酸铵目前在中国仅有少量生产，还未形成商品出售。
2.特性及用途APP广泛应用于膨胀型防火涂料、聚乙烯、聚丙稀、聚氨酯、环氧树脂、橡胶制品、纤维板及干粉灭火剂等，是一种使用安全的高效磷系非卤消烟阻燃剂。
聚磷酸铵阻燃剂配方
聚磷酸铵阻燃剂配方聚磷酸铵（Ammonium Polyphosphate，简称APP）是一种常用的阻燃剂。
它具有良好的耐热性、低毒性、低烟密度和高阻燃效果等优点，在建筑材料、电子产品、塑料和橡胶制品等广泛应用。
本文将从深度和广度两个标准，对聚磷酸铵阻燃剂的配方进行评估和探讨。
一、聚磷酸铵阻燃剂配方的基本构成（1）聚磷酸铵：作为主要的阻燃剂成分，聚磷酸铵能够在高温下释放出阻燃气体，有效减缓火焰的蔓延速度，起到阻燃的作用。
（2）磷酸盐化合物：作为辅助配方成分，磷酸盐化合物能够与聚磷酸铵发生化学反应，提高阻燃效果，使其具有更好的耐热性和氧化性能。
（3）填料：填料可以调节聚磷酸铵阻燃剂的粘度和流动性，保证阻燃剂在加工和应用过程中的稳定性。
二、聚磷酸铵阻燃剂配方的优化策略（1）优化聚磷酸铵与磷酸盐化合物的配比：通过调整聚磷酸铵与磷酸盐化合物的配比，可以控制阻燃剂的热解温度和释放速率，从而提高阻燃效果和耐热性。
（2）选择合适的填料：根据材料的具体要求，选择适合的填料，可以提高阻燃剂的加工性能和阻燃效果，同时降低成本。
（3）添加协同助剂：适量添加协同助剂，如氮、硼等元素，可以提高聚磷酸铵阻燃剂的稳定性和阻燃效果。
（4）应用新技术：利用纳米技术、包覆技术等新技术手段，可以提高聚磷酸铵阻燃剂的分散性和稳定性，进一步优化配方。
三、聚磷酸铵阻燃剂配方的应用案例（1）建筑材料：在建筑防火材料中广泛应用，如耐火涂料、防火门窗等。
通过优化配方，可以提高材料的阻燃等级，增强耐火性能。
（2）电子产品：在电子产品的阻燃材料中应用，如电路板、电缆等。
聚磷酸铵阻燃剂可以有效阻止电子产品在发生故障时燃烧，降低火灾风险。
（3）塑料和橡胶制品：在塑料和橡胶制品中使用聚磷酸铵阻燃剂，可以提高材料的阻燃性能，延缓火焰蔓延速度，减小火灾损失。
聚磷酸铵阻燃剂在配方中的选择和优化非常重要。
通过合理配比、选择合适的填料、添加协同助剂以及应用新技术，可以进一步提高阻燃剂的性能和安全性。
实验二十一聚磷酸铵的制备及阻燃性能的测试
实验二十一 聚磷酸铵的制备及阻燃性能的测试一、 实验目的1. 了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法。
2. 掌握阻燃性能测试的一般方法。
二、 实验原理聚磷酸铵（APP ）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃。
并可用于配制耐火材料。
APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。
同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。
其结构为(NH 4)n+2P n O 3n+1,有水溶性（n 为10~20）及水难溶性（n>20）两种，作为阻燃剂的n 一般大于25。
其合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法，本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应：()()27224424222CO O P NH PO H NH NH CO +→+ ()()()23132422722442CO NH O P NH nNH CO O P NH n n n ++→+++ 当n 值很大时，产物可写成(NH 4PO 3)N 。
三、实验药品与仪器试剂：液体石蜡（碳数在16以上），尿素，磷酸二氢胺，苯，去离子水，聚乙烯醇缩甲醛胶，三聚氰胺，六偏磷酸钠（10%），羧甲基纤维素钠（2%），季戊四醇，甲基硅油消泡剂等。
仪器：烧杯（500ml,200ml ），抽滤装置，温度计，电炉，搅拌器等。
HCP00-2型氧指数测试仪，SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵。
四、实验步骤1 合成在500ml干燥的烧杯中，加入150ml液体石蜡，加热到200℃，在该温度下，不断搅拌，将30g尿素与28g磷酸二氢胺混合，分批加入到温度为200℃的液体石蜡中，注意温度不能过高，30分钟内加完。
与190~200℃的条件下继续反应25~30分钟，观察反应产物（由粘稠泡沫液体变为白色）。
然后冷却到室温，尽可能倾出液体石蜡，将生成物研细后，每次用30~40ml苯浸洗2-3次，产物中夹留的石蜡，抽滤，回收笨。
聚磷酸铵锂离子电导率
聚磷酸铵锂离子电导率
聚磷酸铵（NH₄PO₄）是一种具有离子导电性质的固体电解质材料，特别是在锂离子电池中常被用作电解质。
锂离子电导率通常由电解质的结构和化学成分决定。
关于聚磷酸铵的锂离子电导率，以下是一些可能的信息：
1.研究数据：具体的锂离子电导率数值通常需要通过实验测量获得，可以查阅相关的
研究文献或专业材料数据库以获取详细的数据。
2.影响因素：锂离子电导率受多种因素影响，包括温度、晶体结构、材料纯度等。
通
常在高温下，离子的运动性较高，电导率也相对较高。
3.应用领域：聚磷酸铵等材料在固态电解质领域被广泛研究，以提高锂离子电池的安
全性和性能。
这些固态电解质材料的锂离子电导率越高，电池的性能通常越好。
请注意，电导率的数值可能因样品制备方法、测试条件等因素而有所不同。
聚磷酸铵通式
聚磷酸铵通式
聚磷酸铵是一种无机高分子化合物，其化学式为(NH4PO3)n，其中n表示聚合度，一般为100-2000左右。
聚磷酸铵在室温
下为白色无定形粉末，易溶于水，不溶于大多数有机溶剂。
聚磷酸铵具有良好的阻燃性能，因此被广泛应用于各种材料的防火领域。
其阻燃机理是在高温下分解产生无烟、无毒的氮磷氧化物，形成保护层，防止火势蔓延。
除了防火领域，聚磷酸铵还可以用于制备高分子材料、涂料、陶瓷等领域。
在高分子材料中，聚磷酸铵可以作为增塑剂、稳定剂等添加剂，提高材料的性能。
在涂料中，聚磷酸铵可以作为防火剂、增稠剂等添加剂，提高涂料的防火性能和涂装性能。
在陶瓷领域，聚磷酸铵可以作为粘结剂、增塑剂等添加剂，提高陶瓷的强度和韧性。
聚磷酸铵的制备方法一般有两种：一种是采用传统的湿法制备方法，将磷酸和氨水混合反应得到聚磷酸铵；另一种是采用溶液聚合法制备，将磷酸和氨水在适当的条件下反应得到聚磷酸铵。
聚磷酸铵的应用前景非常广阔，随着人们对环保和安全性的要求越来越高，聚磷酸铵的市场需求也在逐渐增加。
未来，随着
技术的不断进步和应用领域的不断扩展，聚磷酸铵必将成为一种重要的高分子材料。
聚磷酸铵热解过程-概述说明以及解释
聚磷酸铵热解过程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚磷酸铵是一种常见的无机高分子材料，由磷酸铵分子通过化学键连接而成。
它具有不易燃烧、耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于火灾防护、涂料、橡胶、塑料等领域。
聚磷酸铵的热解过程是指在高温条件下，聚磷酸铵分子发生分解反应，产生氨气、磷酸和无机磷化合物等物质。
这个过程是一个复杂的热化学反应过程，具有重要的理论和实践意义。
研究聚磷酸铵的热解过程可以深入了解其分解机理、反应动力学和产物生成规律，为聚磷酸铵在防火材料、能源存储等领域的应用提供基础理论支持。
同时，研究聚磷酸铵的热解过程还可以为火灾防控技术的改进和研发提供重要参考。
本篇文章将首先介绍聚磷酸铵的基本性质，包括其化学结构、物理特性等方面的内容。
然后，重点探讨聚磷酸铵的热解过程，包括反应机理、热解动力学以及产物生成规律等方面的研究进展。
最后，对聚磷酸铵的热解过程进行总结，并展望其在防火材料、能源存储等领域的应用前景。
通过深入研究聚磷酸铵的热解过程，有望为提高聚磷酸铵的防火性能、研发新型能源存储材料以及改进火灾防控技术等方面提供理论和实践指导，具有重要的科学意义和应用价值。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述为：文章将分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将概述聚磷酸铵热解过程的背景和重要性，介绍聚磷酸铵的基本性质，并说明文章的目的。
正文部分将包括两个小节，分别介绍聚磷酸铵的基本性质和热解过程。
在2.1小节中，将详细讨论聚磷酸铵的化学结构、物理性质以及其在工业中的应用。
在2.2小节中，将重点探讨聚磷酸铵在热解过程中的反应机制、产物生成和影响因素等内容。
结论部分将总结聚磷酸铵热解过程的关键要点，概括热解过程的主要研究进展。
并对聚磷酸铵热解过程的应用前景进行展望，指出其在能源领域、催化剂、阻燃材料等方面的潜在应用。
1.3 目的本文的主要目的是深入研究聚磷酸铵的热解过程，并总结和分析其关键要点。
通过对聚磷酸铵的基本性质和热解过程的深入探索，希望能够更好地理解其化学反应机制和热解行为。
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聚磷酸铵
摘要：以磷酸铵盐、尿素为原料，制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。
测定了聚磷酸铵的溶解度[1]。
以防火材料的制备测定防火性能，对现代工艺的提高有了自己的认识和理解。
关键词：聚磷酸铵、阻燃性能、防火材料[2]。
前言：聚磷酸铵（APP）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火材料。
APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。
同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。
1实验部分
1.1实验原理
其结构是为(NH4)n+2PnO3n+1。
APP有水溶性（n为10∽20）及水难溶性（n›0）两种。
作为阻燃剂的n一般大于25[3]。
合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法。
本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应：
CO(NH2)2 +2NH4H2PO4-----(NH4)2P2O7+CO2
(NH4)2P2O7+CO(NH2)2-----2/n(NH)4n+2PnO3n+1+4NH3+CO2
当n很大时，产物可写成（NH4PO3）。
1.2药品与仪器
药品：液体石蜡（碳数在16 以上），尿素，磷酸二氢铵，苯等。
仪器：烧杯（500ml，200ml），抽滤装置，电炉，温度计。
1.3合成
在500ml干燥的烧杯中，加入150ml液体石蜡，加热至200℃,在该温度下，不断搅拌，将30g尿素与28克磷酸二氢胺混合，分批加入至温度为200℃的液体石蜡中，注意温度不能过高，30分钟内加完。
与190∽200℃的条件下继续反应25∽30分钟，观察反应产物（由粘稠泡沫液体变为白色固体）。
然后冷却至室温，尽可能倾出液体石蜡，将生成物研细后，每次用30∽40ml苯浸洗2-3次，除去产物中夹留得石蜡，抽滤，回收苯。
然后用蒸馏水洗涤产物。
在120℃烘箱中，烘30分钟，即得产物，成重，计算产率。
1.4产品质量检验
(1) 溶解度测定：准确称取上述产物2克加入50ml蒸馏水煮沸5分钟后，过滤产物，烘干，称余物，计算100ml蒸馏水中的溶解度。
(2) 阻燃性能测试：称取4gAPP加100ml蒸馏水，搅拌均匀后，将一片滤纸浸在此液体中。
10分钟后称出烘干，与一未处理的滤纸，使燃烧对比实验，观察其现象。
(3) 测定产品的熔点
1.5防火涂料的制备及防火性能
涂料的配比见下表1
表1：涂料配方
品名用量品名用量
聚乙烯醇缩甲醛胶25.0 聚磷酸铵22
三聚氰胺11.5 季戊四醇 6.0
六偏磷酸钠（10%） 5.0 甲基硅油消泡剂0.5
羧甲基纤维素钠 3.0 去离子水22.0 制备步骤为：将六偏磷酸钠，羧甲基纤维素钠分别配制成10%和2%的水溶液；将要求量的去离子水加入烧杯中；低速（约800r/min）搅拌下，将配方量的阻燃剂、颜料、填料、分散剂依次加入，再加入适量的消泡剂，然后高速搅拌（大
约4000r/min），搅拌大约1h后，研磨前一定要将三辊机调到所需的细度（小于100μm）；将基料和其它助剂加入磨好的涂料浆中，加入时搅拌速度要小，大约800r/min，以免破坏聚合物，搅拌时间为1h；用去离子水调节涂料的固含量即得产品。
将涂料涂刷到三夹板上，晾干，上氧指数仪进行测定氧指数值。
2结果与讨论
2.1实验数据记录如下
2.1.1实验现象：在合成过程中，不断产生白色泡沫，液体粘稠，渐渐有固体析出；在溶解度测定中，有少许固体不溶解；在阻燃性能测试中，未处理的滤纸很快燃烧，而处理过的滤纸较难燃烧；在防火涂料的制备及防火性能中，三夹板较难燃烧，防火性能较好。
2.1.2实验结果
(1)在合成中，所得数据如下表2
表2：合成过程中的数据
表面皿重量含产物的表面皿重量产物的重量125.60g 154.32g 28.72g
(2)在产品质量检验中，所得数据如下表3
表3：溶解度的测定
滤纸重量抽滤后烘干后的滤纸重量溶解的质量
0.51g 0.56g 1.95g
(3)氧指数值测定的结果如下表4
表4：氧指数值的测定
氮气流量氧气流量
2.4L/min 7.75L/min
2.2实验数据计算
2.2.1产率的计算
产物质量=28.72g
2.2.2溶解度的测定
50ml蒸馏水中溶解的产物为1.95g
故100ml蒸馏水中的溶解度为3.9g
2.2.3氧指数值的测定
氧指数OI的计算公式如下：
OI=[O2]*100/([O2]+[N2])
其中：[O2]——氧气流量（升/分）
[N2]——氮气流量（升/分）
故据此可得氧指数OI=7.75*100/（7.75+2.4）=76.4
2.3实验数据分析
氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数<22属可燃材料，氧指数在22~27之间属可燃材料，氧指数>27属难燃材料。
从所测氧指数值来看，处理木板氧指数值在>27，属难燃材料，可见所制备的防火涂料有一定的防火作用。
在此次实验中，测得的氧指数为76.4，远远大于27，故其属于及其难燃烧的材料，也可以从侧面看出本次实验较为成功。
3实验小结
3.1实验过程中需要注意的事项
(1)小心加热液体石蜡，以免在加热过程中溅出，发出灼烧。
(2)洗涤产物的有机溶剂回收，待蒸馏后可重新使用。
3.2实验过程中误差分析
(1)在合成中，未能一直持续不断的搅拌，致使有部分原料黏在底部以及玻璃棒上，导致产物的损失；
(2)抽滤过程中损失部分产物，致使产物的损失；
(3)在测定溶解度过程中，滤纸的质量及之后烘干的质量不够精确，这样的方法有偏差；
(4)在测定氧指数时，涂料涂抹的不够均匀；
(5)在制备防火涂料前，未将干燥的产物碾磨成小颗粒物，有大颗粒的存在使涂料较为粗糙，不够细腻，影响防火性能。
3.3实验过程中可以改进的地方
(1)在聚磷酸铵的制备过程中，因溶液颜色变深、颗粒变粗更易粘壁，要随时控制温度，不断搅拌，实验台必须同时至少有两人监控；
(2)在加尿素和磷酸二氢铵混合物时不能一次性加入太多量，否则反应生成的产物会包裹在为反应的反应物外面阻止反应的进一步进行，从而聚结、粘黏在器壁及玻璃棒上；
(3)在干燥完产物后，将产物碾磨成细腻的小颗粒；
(4)防火涂料应该均匀且薄的附在三夹板上；
(5)在合成过程中，如果能够使自动搅拌代替人工搅拌，则产物的结出更好更细腻。
参考文献：
[1]贾云,陈君和.新型高聚合度聚磷酸铵阻燃材料的合成[Ｊ].华中科技大学学报:自然科学版,2006,34(4):109-111.
[2]李蕾.聚磷酸铵阻燃剂的生产及应用[Ｊ].武警学院学报,2004,20(2):88-89.
[3]郭冬冬.高效无机阻燃剂——聚磷酸铵的制备研究[D].中国石油大学.2009。