Wenn wir über halogenfreie Flammschutzmittel sprechen, taucht ein Wort sehr häufig auf – APP. Aber es ist nicht die mobile App, sondern Ammoniumpolyphosphat.
Als „Seelenfigur“ des Flammschutzsystems ist die Rolle von APP tatsächlich weit mehr als nur die Bereitstellung von Phosphor und Stickstoff.
01 Was genau ist eine APP?
Ammoniumpolyphosphat ist ein halogenfreies und umweltfreundliches Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel.
Strukturell kann APP als Kondensationsprodukt von Ammoniumphosphat betrachtet werden, und seine Eigenschaften variieren stark je nach Polymerisationsgrad n. Es wird normalerweise in zwei Kristallformen unterteilt: Typ I und Typ II:
Im expandierenden Flammschutzsystem spielt APP die Rolle einer Säurequelle – bei Erwärmung zersetzt es sich in starke Säuren wie Phosphorsäure, Metaphosphorsäure und Polyphosphorsäure. Diese Säuren können die Dehydratisierung und Karbonisierung von Kohlenstoffträgern katalysieren und ein Kohlenstoffschichtgerüst bilden.
02 Wie wird die APP hergestellt?
Es gibt viele Synthesemethoden für APP, und die in der Industrie üblicherweise verwendeten sind die Ammoniumdihydrogenphosphat-Harnstoff-Methode und die Phosphorpentoxid-Ammoniumphosphat-Harnstoff-Methode.
Ammoniumdihydrogenphosphat-Harnstoff-Methode: Ammoniumdihydrogenphosphat und Harnstoff in einem bestimmten Verhältnis mischen, bei etwa 220 °C polymerisieren und APP erhalten. Diese Methode liefert jedoch meistens APP vom Typ I mit geringer Aggregation.
Phosphorpentoxid-Ammoniumphosphat-Harnstoff-Methode: Phosphorpentoxid, Ammoniumphosphat und Harnstoff mischen und in einer Ammoniatatmosphäre (280–300 °C) erhitzen, um APP vom Typ II mit hohem Polymerisationsgrad zu erhalten. Diese Methode erfordert hohe Ausrüstungsanforderungen, aber die Produktqualität ist gut.
In den letzten Jahren ist auch die Synthesetechnologie von piperazinmodifiziertem Ammoniumpolyphosphat aufgetaucht. Durch die Reaktion von Piperazin mit APP wird die Piperazinstruktur eingeführt, um die thermische Stabilität und Karbonisierung zu verbessern.
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