سدیم تری پلی فسفات

سدیم تری پلی فسفات چیست؟

سدیم تری پلی فسفات (sodium tripolyphosphate) با فرمول Na_5­P₃O₁₀ در ساختار خود دارای عناصر فسفر، اکسیژن و سدیم است. نام دیگر آن پنتا سدیم تری فسفات است و همچنین آن را به طور مخفف  STPP نیز می نامند. این پودر سفید رنگ و بی بو محلول در آب و نامحلول در اتانول است.

خواص فیزیکی و شیمیایی:

این ترکیب محلول در آب و نامحلول در اتانول است. این ماده در واقع  نمک آنیون پنتا فسفات بوده و جاذب رطوبت است. به همین دلیل باید در محیط خنک و خشک نگهداری شود. این ماده به دو حالت بدون آب و شش آبه وجود دارد. پایداری آن نسبت به دیگر فسفات ها بیشتر است و این موضوع به علت ساختار پلیمری آن است. در جدول زیر برخی از خواص این ماده را مشاهده می کنید:

ساختار
نام های دیگر	پنتا سدیم تری فسفات سدیم تری فسفات تری فسفریک اسید thermphos polygen STPP
فرمول شیمیایی	Na5­P3O10
cas no	7758-29-4
جرم مولکولی	367.86 g/mol
چگالی	2.52 g/ml
نقطه ذوب	622ºC
حلالیت	کاملا محلول در آب نامحلول در اتانول
pH (محلول 1%، دمای اتاق)	10- 9

روش تولید

در ادامه برخی از روش های تولید این ماده را بررسی خواهیم کرد:

• • یکی از روش های تولید این ترکیب، واکنش الکتروگرمایی اسید فسفریک است. این فرآیند در نتیجه حرارت بالا بخار فسفر ایجاد می شود. در ادامه با استفاده از مخلوطی از دو ماده سدیم هیدروکسید و کربنات سدیم با نسبت 1:2 اسید را خنثی می کنند. نتیجه این خنثی سازی، محلول نهایی حاوی مخلوطی از مونو سدیم فسفات (خرید مونو سدیم فسفات) و دی سدیم فسفات (خرید دی سدیم فسفات) خواهد بود. نهایتا با استفاده از کلسینه کردن و خشک کردن در دماهای بالا، کریستال STPP تولید می شود.

2Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄ → Na₅P₃O₁₀ + 2H₂O

• فرآیند مرطوب: در این فرآیند ابتدا اسید فسفریک با یک ترکیب حاوی سدیم واکنش داده می شود تا pH به بالاتر از 6 برسد. سپس آن را تا دمای 400 الی 550 درجه سانتیگراد حرارت می دهند. در مرحله بعدی کریستالیزاسیون صورت می گیرد تا کریستال های Na₂HPO₄.7H₂O تشکیل شود. در ادامه در نتیجه انجام یک مرحله کریستالیزاسیون دیگر، محصول Na₄H₅(PO₄)₃.2H₂O تشکیل می شود. با مخلوط کردن دو کریستال تشکیل شده، حرارت دادن و در نهایت یک مرحله کلسینه کردن محصول نهایی یعنی STPP تولید می شود.

با استفاده از روش های بالا می توان این ماده را با کیفیت عالی تهیه کرد.

سدیم تری پلی فسفات سنگین

نوع سنگین این ترکیب به صورت توده ای است که از جمع شدن ذرات STPP حاصل می شود. چگالی آن از نوع ذره ای آن کمتر است. برای تهیه آن از پلی ژن های بازیافت شده، آب و فسفات سدیم خشک استفاده می شود. مخلوط حاصل در دمای بالا و حدود 400 تا 550 درجه سانتیگراد قرار داده می شود تا STPP سنگین حاصل شود. مقدار چگالی این ترکیبات معمولا بین 1.04 تا 1.07 kg/dm³  است. عمده کاربرد این ترکیبات در تولید مواد شوینده است.

کاربرد سدیم تری پلی فسفات

در ادامه برخی از کاربردهای این ماده را بررسی خواهیم کرد.

پاک کننده ها

از مهم ترین کاربردهای این ترکیب استفاده از آن در تولید پاک کننده ها و شوینده ها است. این مواد می توانند میزان نفوذ مواد شوینده به عمق لباس ها را افزایش داده و در نتیجه میزان پاک سازی آلودگی ها و لکه ها را افزایش دهد. از طرفی به علت قابلیت آن در تشکیل کی لیت با یون های سخت موجود در آب، باعث نرم شدن آب و افزایش کف مواد شوینده می شود.

از دیگر مزایای این ماده خاصیت بازی آن است. این خاصیت به از بین بردن لکه ها کمک می کند و به خنثی سازی خاصیت اسیدی کمک می کند.

نگهدارنده مواد غذایی

این ترکیب به عنوان یک افزودنی غذایی به حفظ رطوبت مواد غذایی کمک می کند. همچنین به منظور حفظ رنگ طبیعی و بهبود بافت گوشت و محصولات دریایی مانند ماهی کمک می کند.

این ماده به عنوان امولسیفایر عمل می کند و از چرب شدن گوشت، طیور یا ماهی در حین حرارت دیدن جلوگیری می کند. از آن در محصولات فرآوری شده، گوشت و لبنیات استفاده می شود.

غذای حیوانات خانگی

تری پلی فسفات سدیم (E451) به عنوان نگهدارنده به غذای سگ اضافه می شود و به غذاهای مرطوب کمک می کند رطوبت را حفظ کنند تا برای مدت طولانی تری تازه به نظر برسند.

تصفیه آب

به علت خواص ضدعفونی کننده ای و همچنین قابلیت آن در تشکیل کی لیت با یون های موجود در آب، از آن برای تصفیه آب و نرم کردن آب استفاده می شود.

برنزه کننده چرم

این ماده در برنزه کردن چرم ها استفاده می شود. همچنین کاربرد گسترده ای در جلوگیری از روغنی شدن کاغذ دارد.

محصولات آرایشی

STTP به عنوان یک عامل کیلیت و تنظیم کننده pH در محصولات مراقبت شخصی مانند شامپو، ادکلن، خمیر دندان، دهانشویه و سایر محصولات مراقبت از پوست استفاده می شود. در محصولات مراقبت از پوست STPP به عنوان یک امولسیفایر برای تثبیت قطرات روغن یا آب در لوسیون ها و کرم ها استفاده می شود.

(STP) معمولاً برای از بین بردن لکه در خمیردندان استفاده می شود. نمک‌های فسفات سدیم و فلوراید، برای محافظت از مینای دندان در برابر حملات اسیدی، ترمیم مینا و بهبود بافت سخت دندان می‌شود.

کاغذ سازی

در فرآیند کاغذسازی STPP یا TSPP در جداسازی و پراکندگی ذرات در شرایط آب سخت برای تولید کاغذ یکنواخت با استحکام ایده آل  موثر هستند.

در کاشی و سرامیک

این ماده به عنوان عامل پخش کننده در پردازش سرامیک استفاده می شود و می تواند یک نرم کننده ارزان در تولید کاشی و سرامیک باشد. این ترکیب باعث شکل گیری و خشک شدن سریع بتن می شود.

استخراج معدن

این ترکیب می تواند تأثیرات منفی یون های کلسیم و منیزیم را بر پراکندگی ذرات معدنی و لخته سازی انتخابی بوکسیت کارآمدتر از کربنات سدیم (SC) کاهش دهد.STPP همچنین یک عامل  مؤثر در استخراج مس است.

کاربردهای دیگر

سایر کاربردهای این ماده شامل:

• عامل کنترل تارتار
• کنترل خوردگی
• کنترل سرب
• سفید کننده
• برنزه کننده.

جایگزین های سدیم تری پلی فسفات:

جایگزین های این ماده شامل سدیم سیترات، زئولیت، پلی کربوکسیلات، سدیم گلوکونات، کربنات سدیم، ادتا 4 سدیم و پتاسیم پیروفسفات هستند. البته هر جایگزین مزایا و معایب خاص خود را دارد که انتخاب جایگزین مناسب به کاربردها و خواص مورد نظر آن وابسته است.

مزایا و معایب: