کاربرد نمک فسفونات

دی اتیلن تری آمینو پنتا فسفونیک اسید DTPMP
دی اتیلن تری آمین پنتا متیلن فسفونیک اسید یک عامل کیلیت کننده چند دندانه و یکی از 1 هایی است که به عنوان عامل ممانعت از تشکیل کریستال عمل می کند. این فسفونات با نام متیلن فسفونیک اسید، نیز شناخته می شود

1های صنعتی DTPMP ونمک های آن:

• شوینده ها و تمیز کننده ها( DTPMP.NA7 )
• تصفیه آب
• ضد رسوب
• ضد خوردگی
• عامل کیلیت ساز
• فلاکولانت ها
• بازدارنده رسوب
• صنایع کشاورزی

عامل مؤثر در شوینده ها و تمیز کننده ها

متیلن فسفونات ها به وسیله حذف سختی باعث پایداری سورفاکتانت ها و سیستم آن ها شده و از دو فازه شدن و لخته شدگی در محصولات شیمیایی ژل و مایع جلوگیری می کنند. یون های سخت مانند منیزیم و کلسیم و یا یون های فلزی مثل آهن، کروم و مس در مواد شوینده با تشکیل نمک های کم محلول با این گونه سورفاکتانت ها، باعث ناپایداری آن ها شده و نتیجه آن تجزیه موادی مانند رنگ، آنزیم ها و اسانس ها است. برای جلوگیری از این مسئله از متیلن فسفونات ها استفاده می گردد. پایداری رنگ، آنزیم، اسانس و دیگر مواد تشکیل دهنده در انواع شوینده ها از تاثیرات متیلن فسفونات ها است.

همچنین به دلیل ویژگی ضد خوردگی ای که در متیل فسفنات وجود دارد، این ماده باعث محافظت از بدنه های داخلی ماشین های ظرف شویی و لباس شویی شده و نیز سینک را از خطر خوردگی توسط شوینده ها نجات می دهد.

این ماده به دلیل بالا بودن کارایی خود حتا در غلظت های پایین، می تواند تا چند برابر حجم خود رقیق شده و در محصولات مختلف مورد استفاده قرار گیرد. از این رو استفاده از آن بسیار مقرون به صرفه خواهد بود. از محصولاتی که در آن متیلن فسفنات به کار رفته می توان به مایع ظرف شویی، مایع لباس شویی، لکه برها، قرص ظرف شویی، شامپو فرش، محصولات شست و شوی خودرو و… اشاره کرد.

کاربرد DTPMP در تولید کودهای شیمیایی

این فسفونات ها از لحاظ ساختاری مشابه آمینو پلی کربوکسیلات مانندEDTA هستند. پایداری کمپلکس های فلزی با افزایش تعداد گروه های فسفونیک اسید افزایش می یابد. DTPMP شامل اتم های نیتروژن و فسفر در مولکول است که می تواند کمپلکس پایداری با فلزات قلیایی و واسطه تشکیل دهد.

از ویژگی های کمپلکس های فلزی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فلز – فسفونات ها در pH خنثی و قلیایی پایدار هستند.
• در تولید کودهای مایع کاربرد دارند.
• فلزاتی مثل کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، روی و مس می توانند با این آمینو فسفونیک اسید کمپلکس پایدار دهند. در نتیجه یک مولکول تنها می تواند نیتروژن، فسفر و فلزات مذکور را به ریشه گیاه برساند.
• سازگاری آن ها با محیط زیست کم است.(توصیه میگردد جهت تولید کودمایع از فسفونات HEDP بدلیل سازگاری محیط زیست استفاده گردد.)

کاربرد DTPMP در تصفیه آب

از فسفونات ها در تولید آب آشامیدنی به عنوان عامل ضد رسوب به منظور جلوگیری از رسوب نمک ها در فیلترهای اسمز معکوس (RO membrain) به کرات استفاده می شود. در میان فسفونات ها، DTPMP به دلیل خواص تکنیکی آن، مورد توجه قرار گرفته است.

خاصیت بازدارندگی رسوب DTPMP در صنایع نفت و گاز

گرفتگی مسیرهای جریان سیال توسط رسوبات معدنی یکی از مهم ترین خسارات را به صنایع نفت و گاز وارد می کند. ذرات رسوب ته نشین شده در مخزن، حفره خروجی چاه، لوله های تولید یا تأسیسات باعث انسداد مسیرها می شود. فسفونات ها طبقه مهمی از ضد رسوب های معدنی هستند که برای کنترل رسوب میادین نفتی مورد استفاده قرار می گیرند. با تزریق فسفونات ها به درون مخزن میادین نفتی، رسوب های کلسیم – فسفونات تشکیل می شوند و متعاقباً در آب تولیدی، برای کنترل رسوب، فسفونات آزاد می کنند.

ممانعت از خوردگی کربن استیل به وسیله DTPMP

ممانعت کننده ها برای محافظت فلزات از خوردگی استفاده می شوند. عموماً برای کاربردهای صنعتی تعداد زیادی از ممانعت کننده ها مانند ترکیبات آلی، آمین ها، ترکیبات هترولیک و فسنونیک اسید و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد پلی فسفات ها و مشتقات آنها توجه فراونی را به خود جلب کرده اند. این ترکیبات ممانعت کننده های خوبی در غیاب سموم طبیعی هستند. غلظت های خیلی پایین از این ممانعت کننده ها (ppm) برای محافظت سیستم های ذخیره آب و مخصوصاً در تصفیه آب سرد استفاده می شود. فسفونات ها همچنین عامل کمپلکس دهنده خوبی نیز هستند.

اسید فسفونیک ها به تنهایی کاربرد ممانعت کنندگی دارند اما در حضور ماده افزودنی هایی که خاصیت سینرجیسم دارند، درصد بازدارنگی را افزایش می دهد. یک تیم تحقیقاتی در هند ثابت کرده اند که استفاده از کاتیون های دو ظرفیتی فلزاتی مثل روی در کنار اسید فسفونیک ها، کارایی ضد خوردگی را با تشکیل یک فیلم محافظ روی سطح کربن استیل بهبود می دهد. آن ها مکانیسم ضد خوردگی را به کمک آنالیز اسپکتروسکپی امپدانس الکتروشیمیایی به دست آوردند که مکانیسم مناسبی را نشان می دهد.

شرایط نگهداری و بسته بندی:

DTPMP در بشکه های پلاستیکی در محیط خشک و تاریک به مدت ۱۲ ماه قابل نگهداری است.

نکات ایمنی:

• سیستم GHS این ماده را با ویژگی های زیر طبقه بندی می کند.
• خورنده فلز
• عامل سوختگی شدید پوست و آسیب چشم
• سوزش و خارش پوست
• در هنگام کار با DTPMP باید از تماس آن با چشم ها و پوست اجتناب کرد و در صورت تماس، با آب فراوان شسته شود

خواص فیزیکی و شیمیایی DTPMP

متیلن فسفونیک اسید عموماً به صورت نمک است؛ زیرا حالت اسیدی آن انحلال پذیری ناچیزی در آب دارد.

نمک هفت سدیمی این مادهDTPMP.NA7 خاصیت ضد رسوب مخصوصاً در محیط سولفات باریم دارد و می تواند به عنوان پایدار کننده برای پراکسیدهای سفیدکننده ها، شوینده ها، آب مورد استفاده در صنایع و شهرداری، آب میادین نفتی و غیره مورد استفاده قرار گیرد.

در محیط های با دمای بالا (بالای ۲۱۰ ) DTPMP در مقایسه با سایر فسفنات ها (ATMP, HEDP) خاصیت ضد خوردگی و ضد رسوب بهتری از خود نشان می دهد.

نمک هفت سدیم فسفونات (متیلن فسفونات) DTPMP.Na7

نمک متیلن فسفونات (نمک فسفونات) بنابر استاندارد های اروپایی بهترین سختی گیر شوینده ، دارای پایداری در مقابل دمای بالا در محیط های اسیدی و قلیایی می باشد و با این خاصیت به صورت نامحدود در آب حل می شود.

متیلن فسفونات اثر ضد رسوب و ضدشوره و ضد خوردگی در ماشین های لباسشویی وسایر شوینده ها دارد و افزایش طول عمر دستگاه های شستشوی خانگی را در پی دارد.

مهم : سدیم فسفونات سازگاری با pH نهایی کلیه محصولات شوینده را دارد.

متیلن فسفونات ها دسته ای از ترکیبات الی هستند که مهم ترین ویژگیشان، تشکیل کمپلکس های پایدار با یون های چند ظرفیتی نظیر آهن، منیزیم، کلسیم و… است. با تشکیل این گونه کمپلکس های پایدار، انواع شوینده ها و پاک کننده قادر خواهند بود بر سختی محلول ها و آب غلبه کنند.

این ماده به شکل پودر کریستالی تولید شده که حلالیت بالایی در آب دارند و به دلیل حلالیت بالا بدون وابستگی به دما، قابلیت بالایی برای استفاده در فصل زمستان و در نواحی سردسیر دارا هستند. توانایی غلبه بر سختی آب که در بالا اشاره شد، این ماده را تبدیل یکی از ارکان اصلی در تولید شویندهای صنعتی و خانگی کرده است. علاوه بر آن، در کلاته کردن یون ها ، قابلیت بالایی داشته و در غلظت های بالا نه تنها باعث خوردگی نشده، که آن را مهار نیز می کند. از معروف ترین نمک های متیلن فسفونات می توان به هیدروکسی اتیلن دی فسفونیک اسید HEDP، دی اتیلن پنتا متیلن فسفونیک اسید DTPMP، آمینوتری متیلن فسفونیک اسید ATMP، نمک هفت سدیمی، نمک چهار سدیمی و سه سدیمی اشاره کرد.

متیلن فسفنات در تصفیه آب:

برای آب هایی که دارای عناصر سخت هستند، این ماده می تواند به سان یک نجات دهنده، سختی آب را برطرف کند. همچنین در تصفیه خانه های صنعتی و خانگی و روش اسموز معکوس ، متیلن فسفونات کاربرد مهم و فراوانی دارد. از این ماده به دلیل داشتن ویژگی آنتی اسکالانت در سیستم های تصفیه آب استفاده می شود.

آب به دلیل داشتن املاح معدنی در خود، هنگام تصفیه در سیستم های اسموسیز معکوس، هنگام شناوری و عبور از ممبران و فیلترهای مختلف، رسوب تشکیل می دهد. این رسوب به مرور زمان باعث اختلال در سیستم تصفیه شده و ایجاد خسارت کرده و بازدهی سیستم را پایین می آورد. به همین دلیل آنتی اسکالانت ها نقش مهمی در این صنعت ایفا می کنند.

آنتی اسکالانت ها موادی هستند که با خاصیت ضد رسوب بودنشان، برای جلوگیری از رسوب شدن مواد در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) استفاده می شوند. و نیز به عنوان ماده جلوگیری کننده از خوردگی، در سیستم های آب سرد چرخشی کاربرد دارند.

همچنین به همراه اسید پلی کربوکسیلیک، نمک و اسید ارگانو فسفریک به عنوان ماده اولیه برای ساخت فاضلاب های قلیایی استفاده می گردند.

عامل کلاته کننده :

کلاته یا در زبان فارسی چنگاله، به فرآیندی گفته می شود که در آن یک ترکیب شیمیایی با یک یون فلزی ترکیب شده و ساختار آن را استحکام بخشیده و ترکیب حلقه ای پایدار تشکیل می دهد. مواد کلاته کننده یا چنگالنده در درمان مسمویت با فلزات مورد استفاده قرار می گیرد.

متیلن فسفونات یکی از مهمترین کلاته کننده ها در صنایع شیمیایی است. این ماده با داشتن همین ویژگی و نیز مقاومت بالا در برابر هیدرونیزه شدن، باعث شده که با ترکیب های یونی محلول در آب پیوند برقرار کرده تا مانع از رسوب آن ها در سیستم های چرخشی و تصفیه ای شود.

همچنین در مواد شوینده و ضدعفونی کننده، به عنوان کلاته کننده آنزیم ها، رنگ ها و سایر عناصر محلول شده و باعث می شود که این مواد در دماها و شرایط مختلف پایدار مانده و تجزیه نشوند و به عنوان سختی گیر شوینده ها مورد استفاده قرار می گیرد.

نکته : متیلن فسفونات جایگزین ماده EDTA ( دو یا چهارسدیم )

فسفونات ها با برقراری پیوند با یون های سخت و یون های فلزی باعث استحکام و پایداری ترکیب مواد شده و به اصطلاح آن ها را کلاته می کنند. برای مقایسه با EDTAها با خاصیت مشابه، تنها مقدار کمی فسفونات قادر خواهد بود مقدار زیادی از یون های سخت کلسیم و منیزیم و… را کلاته کند. اما در EDTAها این مقدار باید برابر باشد که به هیچ عنوان مقرون به صرفه نخواهد بود. به همین دلیل است که استفاده از نمک فسفونات عنوان جایگزین EDTA کاملا موجه جلوه می کند.

همچنین در سیستم های تصفیه آب و خطوط لوله انتقال آب، EDTA هیچ گونه اثرگذاری روی رسوب مواد محلول در آب نداشته و رسوب ها باعث آسیب دیدگی دستگاه ها می شوند. اما متیلن فسفونات ها با شرکت در ترکیب اولیه رسوب و پراکنده کردن آن ها، باعث بر هم خوردن نظم کریستالی رسوب ها شده و از رسوب گذاری آب در دستگاه ها و سیستم های مختلف جلوگیری می کند..

خلاصه مزایای نمک هفت سدیمی:

• کاهش انواع حساسیت های پوستی به دلیل نداشتن واکنش ها مضر برای پوست دست مصرف کننده نهایی
• جلوگیری از بور شدن و شوره زدگی الیاف پارچه ای و افزایش طول عمر لباس
• جلوگیری از بور شدن شیشه و رفع صددرصدی کثیفی و گرد وغبار از روی سطح آن
• عدم تشکیل رسوب و مهار آن می شود
• توانایی حذف لکه های سخت از روی پارچه بدون آسیب رساندن به آن
• پایدار کننده لکه برها و تقویت سفید کننده ها ماننده لکه های خون و چربی
• حذف الکتریسیته ساکن از روی الیاف
• جلوگیری از ایجاد لکه و رسوب بر روی ظروف بعد از شستشو و درخشندگی بیشتر محیط و سینک ظرفشویی بعد از مصرف
• بر خلاف EDTA موجب پیشگیری از تخریب کاتالیزوری انواع آنزیم های گران قیمت ، معرف های رنگی و اسانس ها در حضور یون های فلزی می باشد.
• افزایش کارایی محصول و کاهش چشمگیر قیمت محصولات شوینده

نمک DTPMP.Na7 به عنوان ماده ای شلاته کننده و ممانعت کننده رسوب و کیلیت ساز معروف است . همچنین رسوبات تشکیل شده به کمک این ماده به تدریج شکسته و از سیستم جدا می شوند. و در شوینده ها، بهسازی آب و پساب شهری و صنعتی و به عنوان افزودنی در سیستم های کولینگ تاور و دیگ های بخار به کار می رود.

اگرچه شرکت های تولیدی شوینده غالبا از آب با کیفیت RO استفاده می کنند اما این محصول عامل شلاته کننده سولفات باریم ، سولفات منیزیم و کربنات کلسیم هنگام استفاده مصرف کننده نهایی می شود.

نام های دیگر متیلن فسفونات:

• سدیم دی اتیلن تری آمین پنتا
• متیلن فسفونیک اسید
• TACHEM D327
• AQUACID 1067EX
• Heptasodium salt of diethylenetriaminepenta (methylene phosphonic acid)
• sodium salt of diethylene triamine penta (methylene phosphonic acid)
• DTPMP Na7
• دی اتیلن تری آمین پنتا سدیم متیلن فسفونات اسید