Быстрый Поиска
Фосфорные антипирены нерастворимы в воде, слабо растворимы в бензоле, этаноле и хлороформе, растворимы в сероуглероде.
Антипирены фосфора представляют собой желтое воскообразное или бесцветное, прозрачное, летучее кристаллическое твердое вещество с чесночным запахом.
Фосфорные антипирены относятся к группе химических веществ, которые содержат атомы фосфора и используются для придания огнезащитных свойств различным материалам.
Номер CAS: 7723-14-0
Молекулярная формула: P
Молекулярный вес: 30,97
Номер EINECS: 231-768-7
Синонимы: 12185-10-3, 27YLU75U4W, 7723-14-0, P, фосфор красный, фосфор фиолетовый, фосфор белый, фосфор 31, фосфор 6, фосфор 8, фосфор 6C, фосфор200кк, фосфор 30, фосфор 30C, фосфор 200C, фосфор7130, фосфор (NOS), пополнение комплекта фосфора, фосфор 30, фосфор 3 DTXCID204382 0, CHEBI:33464
Фосфорные ингибиторы горения быстро вступают в реакцию с кислородом, легко воспламеняясь при температуре 10–15 °C выше комнатной.
Белый фосфор используется военными в различных типах боеприпасов и для производства дыма для маскировки передвижений войск и идентификации целей.
В отличие от традиционных антипиренов, содержащих галогены (например, бром или хлор), антипирены на основе фосфора обладают рядом преимуществ благодаря сниженной токсичности и воздействию на окружающую среду.
При воздействии света он темнеет и воспламеняется на воздухе.
Фосфорные антипирены также называют желтым фосфором из-за примесей.
Белый фосфор не встречается в природе, а производится из фосфатных пород.
Фосфорные антипирены также используются промышленностью для производства фосфорной кислоты и других химических веществ для использования в удобрениях, пищевых добавках и чистящих составах.
Небольшое количество антипиренов белого фосфора использовалось в прошлом в пестицидах и фейерверках.
Фосфорные антипирены используются в основном для производства фосфорной кислоты и других химических веществ.
Эти химикаты используются для изготовления удобрений, добавок в продукты питания и напитки, чистящих средств и других продуктов.
В военном деле фосфорные антипирены используются в таких боеприпасах, как минометные и артиллерийские снаряды, а также гранаты.
Желтые или фосфорные антипирены самовоспламеняются на воздухе при температуре 34 °C.
Фосфорные антипирены следует хранить под водой.
Однако при этом условии антипирены фосфора могут образовывать фосфорную кислоту.
Для хранения коррозионного материала следует использовать емкости из нержавеющей стали.
Пожары, вызванные фосфорными антипиренами, можно контролировать с помощью воды или песка или путем исключения воздуха.
К ним относятся такие соединения, как антипирены фосфора и трикрезилфосфат (TCP), которые часто используются в пластмассах, смолах и покрытиях.
Примерами являются диметилметилфосфонат (DMMP) и диэтилметилфосфонат (DEMP).
Они используются в текстиле, покрытиях и пенопластах.
Такие соединения, как антипирены алюминия, фосфора и диэтилфосфинат цинка (ZnPi), находят применение в полимерах и конструкционных пластмассах.
Антипирены фосфора и его производные: они используются в сочетании с другими антипиренами для повышения эксплуатационных характеристик.
Фосфорные ингибиторы горения были открыты в 1669 году Хеннигом Брандом.
Примерно двести лет спустя Джеймс Ридмэн разработал процесс извлечения фосфора из фосфатных пород с помощью электрической печи.
Фосфорные антипирены являются одним из наиболее широко распространенных элементов на земле.
Фосфорные ингибиторы горения встречаются в виде фосфатных солей почти во всех магматических породах, а также в осадочных отложениях и на морском дне.
Антипирены фосфора содержатся в более чем трехстах минералах, обычно связанных с Ca, Mg, Fe, Sr, Al, Na и некоторыми другими металлами, а также с анионами, такими как силикаты, сульфаты, оксиды, гидроксиды и галогениды.
Фосфорные ингибиторы горения являются важным элементом, присутствующим во всем живом веществе и жизненно важным в биологических и экологических процессах.
Фосфорные ингибиторы горения встречаются в ДНК и других нуклеиновых кислотах, а также в костях.
Фосфорные антипирены используются в пиротехнике, дымовых шашках, зажигательных снарядах, безопасных спичках.
Он также используется в органическом синтезе, производстве фосфорной кислоты, трихлорида фосфора, фосфина и других соединений.
Элементарный фосфор в твердой фазе существует в трех основных аллотропных формах: белый или желтый фосфор, который может встречаться в альфа- или бета-модификации, красный фосфор и черный фосфор.
Фосфорные антипирены представляют собой белую, мягкую, воскообразную прозрачную массу, которая часто приобретает желтый вид из-за примесей, особенно следов красного фосфора.
Имеет чесночный запах.
Ингибиторы горения фосфора состоят из кубических кристаллов, имеют плотность 1,82 г/см3 и плавятся при 44,1°C до бесцветной или желтоватой жидкости.
Рентгеноструктурные исследования и 31P-ЯМР-анализ показывают, что тетраэдрические молекулы Р4 имеют межатомное расстояние 2,21Å, и молекулы способны свободно вращаться в кристаллах.
При охлаждении ниже –76,9 °C кубическая альфа-форма превращается в гексагональную бета-модификацию с плотностью 1,88 г/см3.
Бета-форма, в отличие от альфа-формы, не вращается свободно в кристалле, а имеет фиксированную ориентацию молекул Р4 в решетке.
Красный фосфор получают из антипиренов путем нагревания при температуре от 230 до 240 °C, что позволяет полностью перейти к обогащению примерно за 48 часов.
Конверсия катализируется серой, йодом и селеном.
Красный аллотроп также медленно осаждается из жидких фосфорных антипиренов или из раствора белого фосфора, скорость и выход которых зависят от катализаторов, температуры, света и других факторов.
Фосфорные антипирены проявляют различные модификации.
Три важных из них — это аморфная форма при обычных температурах и две кристаллические модификации, которые включают триклинную форму и гексагональную или тетрагональную форму, которая может преобладать при более высоких температурах.
Существует еще несколько модификаций, все из которых могут сосуществовать, объясняя изменчивость физических свойств красного фосфора.
Триклинная разновидность красного фосфора является наиболее устойчивой из всех аллотропов фосфора при обычных температурах.
Антипирены фосфора обладают плотностью от 2,0 до 2,31 г/см3 и плавятся при температуре 590°C.
Фосфорные ингибиторы горения являются третьей основной аллотропной формой фосфора.
Ингибиторы горения фосфора встречаются в двух формах: одна представляет собой аморфную модификацию, имеющую ламинарную структуру, похожую на графит, а другая - ромбическую кристаллическую форму.
Плотность черного фосфора может колебаться от 2,20 до 2,69 г/см3.
Антипирены фосфора получают из белого фосфора путем нагревания последнего до 220°C под чрезвычайно высоким давлением около 10 000 атм.
При плавлении антипиренов любой формы — белого, красного или черного — образуется тот же жидкий фосфор.
Эта жидкость имеет плотность 1,74 г/см3 и вязкость 1,69 сантипуаз при 50°C.
Жидкий фосфор закипает при 280,5°С.
При охлаждении жидкий фосфор затвердевает до белого фосфора. Жидкий фосфор и его пары состоят из тетраэдрических молекул Р4.
Пары при быстрой конденсации превращаются в антипирены фосфора.
В то время как белый и красный фосфор имеют высокое удельное электрическое сопротивление, черная разновидность имеет низкое удельное сопротивление 0,71 Ом-см при 0°C.
Фосфорные антипирены растворимы в ряде органических растворителей.
Он очень хорошо растворим в сероуглероде, около 400 г/100 г растворителя при 0°C и умеренно растворим в бензоле (~3,59 г/100 г при 25°C) и проявляет меньшую растворимость в эфире (~1,5 г/100 г при 25°C).
Красный и черный фосфор нерастворимы в органических растворителях.
Фосфорные ингибиторы горения представляют собой легковоспламеняющееся твердое вещество, самовоспламеняющееся на воздухе при 35°C.
Красный и черный фосфор негорючи.
Ингибиторы горения фосфора обычно получают путем нагревания некоторой формы фосфата кальция с кварцем и коксом, обычно в электрической печи.
Реакции можно записать в два этапа: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 → 3CaSiO3 + P2O5, P2O5 + 5C → 2P + 5 CO
В промышленных масштабах белый фосфор получают в основном из минерала фторапатита путем нагревания с кремнеземом и коксом в электродуговой или доменной печи при температуре от 1200 до 1500°С.
Общую реакцию можно представить в следующем уравнении.
4Ca5F(PO4)3 + 18SiO2 + 30C → 18CaO • SiO2 • 2CaF2 + 30CO↑ + 3P4↑
(шлак) Ингибиторы горения фосфора также могут быть получены мокрым способом с использованием ортофосфорной кислоты, процесс, который исторически практиковался в коммерческом производстве.
В этом методе исходный материал, фосфорная кислота, обычно получают в больших чанах путем реакции фосфатной муки с серной кислотой: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O → 3H3PO4 + 5CaSO4 • 10H2O + HF
Из смеси отфильтровывается фосфорная кислота.
Затем фосфорные ингибиторы горения смешивают с коксом, древесным углем или опилками; высушенный; обгорелый; и, наконец, нагревают добела в шамотной реторте: H3PO4 + 16C → P4 + 6H2 + 16CO
Пар конденсируется с получением белого фосфора.
Как уже говорилось ранее, все остальные формы фосфора могут быть получены из белого фосфора.
Таким образом, нагревание белого фосфора сначала при 260°С в течение нескольких часов, а затем при 350°С дает красный фосфор.
Превращение является экзотермическим и может стать взрывоопасным в присутствии йода в качестве катализатора.
При облучении раствором белого фосфора в сероуглероде или трибромиде фосфора получается алая красная разновидность.
Фосфорные ингибиторы горения аллотроп получают путем нагревания белого фосфора при температуре 220°С под давлением 12 000 атм.
Первоначально преобразование происходит медленно, но может стать быстрым и взрывным после периода индукции.
Фосфорные ингибиторы горения хранятся под водой, так как воспламеняются на воздухе.
Фосфорные ингибиторы горения можно резать до соответствующих размеров только под водой.
Антипирены Elemental Phosphorus производятся в качестве побочного продукта или промежуточного продукта при производстве фосфорных удобрений.
Загрязнение окружающей среды антипиренами фосфора происходит в результате его производства в соединения фосфора, а также при транспортировке и использовании этих соединений.
В процессе производства фосфорные антипирены, содержащие минерал апатит (трикальцийфосфат), нагреваются, а элементарный фосфор высвобождается в виде пара.
Фосфорные антипирены используются для производства взрывчатых веществ, зажигательных веществ, дымовых шашек, химикатов, родентицидов, фосфористой бронзы и удобрений.
Использование фосфорных удобрений приводит к повышению уровня питательных веществ в пресной воде и является основным источником загрязнения окружающей среды.
Фосфор существует в нескольких аллотропных формах: белой (или желтой), красной и черной (или фиолетовой).
Последнее промышленного значения не имеет. Элементарный желтый фосфор, извлеченный из кости, использовался для того, чтобы делать спички «ударить где угодно».
В 1845 году у рабочих, изготовлявших такие спички, было выявлено профессиональное заболевание «фосси челюсти», некроз челюстной кости.
Запретительный налог, введенный в 1912 году на спички, изготовленные из желтого фосфора, привел к использованию менее токсичных материалов, красного фосфора и полусквисульфида фосфора.
Соединенные Штаты, по-видимому, отстали от европейских стран в том, что страны, подписавшие Бернскую конвенцию 1906 года, согласились не производить и не импортировать спички, изготовленные с желтым фосфором.
Случайные травмы продолжались из-за использования желтого фосфора для производства фейерверков до 1926 года, когда было достигнуто соглашение о прекращении использования желтого фосфора для этой цели.
Мировое производство элементарного фосфора превышает 1 000 000 метрических тонн.
Фосфорные антипирены изготавливаются либо в электрических, либо в доменных печах.
И то, и другое зависит от кремнезема в качестве флюса для кальция, присутствующего в фосфатной породе.
Почти весь производимый фосфор превращается в фосфорную кислоту или другие соединения фосфора.
Фосфорные антипирены не воспламеняются самопроизвольно, но могут воспламеняться от трения, статического электричества, нагрева или окислителей.
Обращение с ним в водном растворе помогает предотвратить пожары.
При сгорании соединения фосфора способствуют образованию защитного слоя угля на поверхности материала.
Этот слой угля действует как барьер, уменьшая выделение горючих газов и замедляя распространение пламени.
Фосфорные ингибиторы горения также могут вмешиваться в процесс горения в газовой фазе, подавляя цепные реакции, поддерживающие огонь.
Антипирены на основе фосфорных антипиренов, как правило, менее токсичны по сравнению с галогенированными антипиренами, которые при сгорании могут выделять вредные газы.
Они считаются более экологичными из-за меньшей стойкости и сниженного потенциала биоаккумуляции.
Они могут обеспечить эффективную огнестойкость без ущерба для механических и тепловых свойств материалов в той же степени, что и некоторые другие огнезащитные системы.
Фосфорные антипирены используются в широком спектре материалов и изделий, в том числе:
Например, пенополиуретаны, полиамиды (нейлоны), полиэфиры и эпоксидные смолы, используемые в электронике, строительных материалах и автомобильных компонентах.
Используется в огнестойких тканях и обивочных материалах для мебели и транспорта.
Для повышения огнестойкости поверхностей в зданиях, самолетах и морских судах.
Фосфорные ингибиторы горения имеют преимущества с точки зрения токсичности и воздействия на окружающую среду, определенные соединения все еще могут иметь значение для здоровья и безопасности.
Регулирующие органы, такие как Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Европейское агентство по химическим веществам (ECHA), регулируют их использование для обеспечения безопасного обращения и защиты окружающей среды.
Продолжаются исследования по разработке новых фосфорных антипиренов с улучшенной эффективностью, совместимостью с материалами и экологичностью.
Фосфорные ингибиторы горения представляют собой широкий и расширяющийся класс аддитивных или химически активных органических или неорганических соединений, используемых для повышения пожарной безопасности легковоспламеняющихся материалов, таких как пластмассы, текстиль, древесина, бумага и другие легковоспламеняющиеся материалы.
Температура плавления: 280 °C (белый)(лит.)
Температура кипения: 280°C
Плотность: 2,34 г/мл при 25 °C (лит.)
Плотность пара: 0,02 (по сравнению с воздухом)
давление пара: 0,03 мм рт.ст. ( 21 °C)
Температура вспышки: 30°C
температура хранения: 2-8°C
Растворимость: нерастворимая
Форма: порошок (красный)
цвет: красно-коричневый
Удельный вес: 2,34
Запах: едкие пары при контакте с воздухом
рН: 3 при 37°C и 500-10000 мг/л
Удельное сопротивление: 10 мкОм-см, 20°C
Растворимость в воде: нерастворимый
Мерк: 13,7433
Пределы воздействия ACGIH: TWA 2 ppm; STEL 4 ppm
OSHA: TWA 2 ppm (5 мг/м3)
NIOSH: IDLH 25 ppm; TWA 2 ppm (5 мг/м3); STEL 4 ppm (10 мг/м3)
Диэлектрическая проницаемость: 4,1 (34 °C)
Фосфорные ингибиторы горения встречаются в различных фосфатных породах, из которых его извлекают путем нагревания с углеродом (кокс) и оксидом кремния (IV) в электропечи (1500°C).
Также производятся антипирены фосфора и окись углерода.
Фосфорные антипирены имеют ряд аллотропных форм.
α-белая форма состоит из тетраэдров Р4 (существует также β-белая форма, стабильная при –77°С).
Если α-фосфорные антипирены растворить в свинце и нагреть до 500°C, то получится фиолетовая форма. Красный фосфор, представляющий собой комбинацию фиолетового и белого фосфора, получают путем нагревания ингибиторов горения α-Фосфора при температуре 250°C при исключении воздуха.
Существует также черный аллотроп, который имеет графитоподобную структуру, изготовленный путем нагревания белого фосфора при 300°C с ртутным катализатором.
Элемент обладает высокой реакционной способностью.
Ингибиторы горения фосфора образуют фосфиды металлов и ковалентно связанные соединения фосфора (III) и фосфора (V).
Фосфорные антипирены являются важным элементом для живых организмов.
Антипирены фосфора являются важной составляющей тканей (особенно костей и зубов) и клеток, необходимы для образования нуклеиновых кислот и молекул, переносящих энергию (например, АТФ), а также участвуют в различных метаболических реакциях.
Элемент был открыт Хеннигом Брандом (ок. 1630—1692) в 1669 году.
Фосфорные антипирены относятся к группе 15 с некоторыми другими металлоидами, их обычно относят к неметаллическим, так как они чем-то напоминают азот, а элемент над ним — к группе 15.
Оба они необходимы для биохимической области как жизненно важные элементы для поддержания жизни.
Фосфорные антипирены имеют 10 известных аллотропных форм.
Это необычно большое число для любого элемента.
Система категоризации аллотропов по трем цветам облегчила их отслеживание.
Этими тремя цветами являются белый, красный и черный фосфор.
Антипирены фосфора имеют белый воскообразный вид, который слегка желтеет с возрастом и примесями.
Существует две аллотропные формы фосфорных антипиренов.
Альфа (α) форма имеет акубическую кристаллическую структуру, а бета (β) форма имеет гексагональную кристаллическую структуру.
Фосфорные ингибиторы горения чрезвычайно реакционноспособны и самопроизвольно воспламеняются при воздействии воздуха при температуре около 35°C.
Фосфорные антипирены необходимо хранить под водой.
Но это свойство самовозгорания сделало его полезным для военных применений.
Фосфорные ингибиторы горения являются наиболее полезным вариантом из трех аллотропов, и они используются в процессах производства двух других версий фосфора.
Температура плавления белого фосфора 44,15°С, температура кипения 280,5°С, плотность 1,82 °С/см3.
При воздействии на антипирены процесса нагрева образуется красный фосфор.
Фосфорные антипирены имеют плотность 2,34 г/см3.
Фосфорные антипирены также начинаются с нагревания белого фосфора.
Разница заключается в том, что белый фосфор нагревается в присутствии ртутного катализатора и небольшого количества уже образовавшегося черного фосфора.
Антипирены фосфора существуют в четырех или более аллотропных формах: белой (или желтой), красной и черной (или фиолетовой).
Фосфорные антипирены имеют две модификации: α и β с температурой перехода –3,8°С.
Никогда не встречающийся в природе в свободном виде, он широко распространен в сочетании с минералами.
Признан 21 изотоп фосфора.
Фосфорные ингибиторы горения, которые содержат минерал апатит, нечистый трикальцийфосфат, является важным источником элемента.
Крупные месторождения находятся в России, Китае, Марокко, а также во Флориде, Теннесси, Юте, Айдахо и других штатах.
Фосфорные ингибиторы горения являются важным компонентом всей клеточной протоплазмы, нервной ткани и костей.
Обычный фосфор представляет собой воскообразное белое твердое вещество; В чистом виде он бесцветен и прозрачен.
Фосфорные ингибиторы горения нерастворимы в воде, но растворимы в сероуглероде.
Фосфорные ингибиторы горения самопроизвольно возгораются в воздухе, сгорая до пятиокиси азота.
Фосфорные антипирены очень ядовиты, 50 мг составляют приблизительную смертельную дозу.
Воздействие белого фосфора не должно превышать 0,1 мг/м3 (8-часовая средневзвешенная по времени — 40-часовая рабочая неделя).
Антипирены фосфора следует хранить под водой, так как они опасно вступают в реакцию на воздухе, и с ними следует обращаться щипцами, так как контакт с кожей может вызвать сильные ожоги.
Под воздействием солнечного света или при нагревании в собственном паре до 250°C он превращается в красную разновидность, которая не фосфоресцирует на воздухе, как белая разновидность.
Эта форма не воспламеняется самопроизвольно и не так опасна, как белый фосфор.
Однако с антипиренами фосфора следует обращаться осторожно, так как при некоторых температурах они превращаются в белую форму и при нагревании выделяют высокотоксичные пары оксидов фосфора.
Красная модификация достаточно устойчива, сублимирует при давлении паров 1 атм при 417°С, и используется при изготовлении безопасных спичек, пиротехники, пестицидов, зажигательных снарядов, дымовых шашек, трассирующих пуль и т.д.
Фосфорные ингибиторы горения могут быть изготовлены несколькими способами.
Согласно одному из процессов, трикальцийфосфат, основной ингредиент фосфатной породы, нагревается в присутствии углерода и кремнезема в электрической печи или печи, работающей на топливе.
Фосфорные ингибиторы горения выделяются в виде паров и могут собираться под водой.
При контакте с воздухом излучает зеленый свет и выделяет белые пары.
Воспламеняется при 30°C во влажном воздухе, для воспламенения в сухом воздухе требуются более высокие температуры.
Реакционная способность фосфорных ингибиторов горения с кислородом или воздухом зависит от распределения фосфора и условий контакта, при этом белый (желтый) фосфор гораздо более реакционноспособен.
Белый фосфор легко воспламеняется на воздухе при нагревании, тонком расщеплении или в условиях, когда медленная окислительная изотерма не может быть рассеяна.
Контакт с мелкодисперсным древесным углем или ламповой сажой способствует воспламенению, вероятно, за счет поглощенного кислорода.
Контакт с амальгамированным алюминием также способствует воспламенению.
К ним относятся такие соединения, как трифенилфосфат (TPP) и трис(2-хлорэтил)фосфат (TCEP).
Фосфорные антипирены широко используются в гибких пенополиуретанах, текстиле и электронике благодаря своей эффективности и совместимости с различными материалами.
Примерами являются диэтилфосфинат алюминия (AlPi) и диэтилфосфинат цинка (ZnPi).
Сложные эфиры антипиренов фосфора используются в термопластах, конструкционных полимерах и эпоксидных смолах.
Они обеспечивают хорошую термическую стабильность и с меньшей вероятностью мигрируют из материала.
К ним относятся такие соединения, как полифосфат меламина (MPP) и полифосфат аммония (APP).
Они эффективны в вспучивающихся системах, где способствуют образованию защитного слоя угля при воздействии тепла.
Антипирены фосфора, такие как бисфенол А бис (дифенилфосфат) (БДФ) и бисфенол А бис (этилфенилфосфат) (БЭП).
Фосфорные антипирены используются в термопластах и эпоксидных смолах и обеспечивают хорошую термическую стабильность и стойкость к гидролизу.
Фосфорные ингибиторы горения способствуют образованию углеродистого слоя угля при сгорании.
Этот обугленный слой действует как барьер, защищая основной материал от тепла и кислорода, тем самым уменьшая выделение горючих газов и замедляя распространение пламени.
Некоторые соединения фосфора могут ингибировать реакции горения в газовой фазе.
Они прерывают радикальные цепные реакции, поддерживающие огонь, эффективно подавляя распространение пламени.
Фосфорные антипирены могут достигать высокого уровня огнестойкости при относительно низких уровнях нагрузки, сводя к минимуму их влияние на свойства материала, такие как механическая прочность и гибкость.
Они совместимы с широким спектром полимеров и материалов, включая пластмассы, текстиль, покрытия и клеи.
По сравнению с галогенированными антипиренами, альтернативы на основе фосфора, как правило, имеют меньшую токсичность и меньшую стойкость к воздействию окружающей среды.
Они предпочтительны во многих областях применения, где критически важны проблемы окружающей среды и здоровья.
Фосфорные антипирены используются в строительных материалах, таких как изоляционные пены, кабели и покрытия, для повышения пожарной безопасности и соответствия строительным нормам и правилам.
Применяется в электронных устройствах и печатных платах для защиты от пожара и обеспечения надежной работы.
Используется в автомобильных интерьерах, компонентах самолетов и железнодорожном транспорте для повышения огнестойкости и безопасности пассажиров.
Входит в состав огнестойких тканей и обивочных материалов для жилых, коммерческих и промышленных помещений.
Антипирены фосфора подлежат надзору регулирующих органов в различных регионах для обеспечения их безопасного использования и воздействия на окружающую среду.
Нормативные акты направлены на минимизацию рисков воздействия и обеспечение надлежащих методов обращения и утилизации.
Продолжаются исследования новых антипиренов на основе фосфора с улучшенными характеристиками, совместимостью и экологичностью.
Достижения в области вспучивающихся систем, включающих фосфорные антипирены, направлены на повышение их эффективности и расширение их применения в высокоэффективных материалах.
Исследования оценивают общее воздействие фосфорных антипиренов на окружающую среду на протяжении всего их жизненного цикла, от производства и использования до утилизации или переработки.
Многие соединения фосфорных антипиренов чрезвычайно опасны, как в качестве пожароопасностей, так и в качестве смертельных ядов для нервной системы человека и животных.
Некоторые из ядовитых соединений (PClx) могут всасываться кожей, а также вдыхаться или проглатываться.
Промывание водой – единственный способ остановить жжение белого фосфора на коже, но вода не влияет на сгорание некоторых соединений фосфора.
Хотя красный фосфор не так опасен или ядовит, как белый, простое применение фрикционного нагрева заставит красный аллотроп снова превратиться во взрывоопасный белый аллотроп (например, зажигание спички безопасности).
Фосфорные антипирены являются окислителем, который при воздействии воздуха может самовозгораться.
Таким образом, прямой контакт может привести как к термическим, так и к химическим ожогам.
В месте контакта можно увидеть ожоги второй и третьей степени.
При всасывании фосфор действует как клеточный яд, разобщая окислительное фосфорилирование.
Антипирены фосфора не считаются потенциально токсичными, поскольку они нерастворимы, нелетучи и не усваиваются.
Фосфорные антипирены вступают в реакцию с рядом веществ с образованием взрывоопасных смесей.
Например, опасная взрывоопасность образуется при реакции фосфора со многими окислителями, в том числе хлоратами, броматами и многими нитратами, с хлором, бромом, надкислотами, органическими пероксидами, триоксидом хрома и перманганатом калия, с гидроксидами щелочных металлов (выделяется фосфин), с серой, серной кислотой и многими металлами, в том числе с щелочными металлами, медью, железом.
Фосфорсодержащие антипирены охватывают широкий спектр неорганических и органических соединений и включают в себя как химически активные продукты, которые химически связаны с полимерным материалом, так и добавки, которые интегрируются в материал только путем физического смешивания.
Они имеют широкий спектр применения и хорошие показатели пожарной безопасности.
Наиболее важными антипиренами, содержащими фосфор, являются фосфатные эфиры, фосфонаты и фосфинаты.
Фосфорсодержащие антипирены Антипирены широко используются в стандартных и конструкционных пластмассах, пенополиуретанах, реактопластах, покрытиях и текстиле.
Сложные эфиры антипиренов фосфора в основном используются в качестве огнестойких пластификаторов в поливинилхлоридах (ПВХ, алкил/арилфосфаты) и конструкционных пластмассах, особенно в смесях полифениленоксида / ударопрочного полистирола (PPO/HIPS), поликарбоната / акрилонитрил-бутадиенстирола (PC/ABS) и поликарбоната (PC, например, трифенилфосфат, ресоцинол- и бисфенол-а-бис-(дифенил) фосфат).
Использование фосфорных антипиренов:
Аллотропы и соединения антипиренов фосфора имеют множество важных применений и являются важным коммерческим товаром.
Фосфорные антипирены необходимы для всех живых тканей, как растительных, так и животных.
Антипирены фосфора являются основным элементом соединения аденозинтрифосфата (АТФ), основного источника энергии для живых существ.
Ингибиторы горения фосфора образуются либо при нагревании белого фосфора, либо при воздействии на него солнечного света.
Фосфорные ингибиторы горения сильно отличаются от взрывоопасного белого фосфора.
Например, при царапинах на поверхности головки безопасных спичек, изготовленных из красного фосфора, превращаются обратно в белый фосфор и воспламеняются из-за тепла от легкого трения спички о шероховатую поверхность. Красный фосфор также используется в фейерверках, дымовых шашках и пестицидах, а также для изготовления ортофосфорной кислоты, электролюминесцентных красок и удобрений.
Большая часть элементарного фосфора используется для производства фосфорной кислоты, твердого вещества, которое используется для производства трехфосфатных удобрений.
Некоторые почвы требуют большого количества фосфора для получения жизнеспособного урожая.
Фосфорные ингибиторы горения являются основным фосфатом, содержащимся в моющих средствах.
Фосфорные ингибиторы горения действуют как умягчитель воды и противодействуют элементам, ответственным за «жесткую воду», в то же время делая моющее средство более эффективным очистителем.
Фосфорные антипирены являются важным питательным веществом для растений.
Антипирены фосфорные – это неметаллический элемент, имеющий атомный номер 15.
Большинство растений содержат фосфор в концентрациях от 0,1 до 0,4%, что значительно ниже, чем для калия и азота в растениях.
Фосфорные ингибиторы горения являются неотъемлемой частью нуклеопротеидов в клеточных ядрах, которые контролируют деление клеток и молекулы ДНК, передающие наследственность живым организмам.
Фосфорные ингибиторы горения также играют важную роль в (а) стимуляции раннего роста корней, (б) ускорении созревания растений, (в) преобразовании энергии в клетках и (г) развитии и созревании плодов и семян.
Фосфорные антипирены по праву называют ключом к жизни, так как он принимает непосредственное участие в большинстве жизненных процессов.
Связь между антипиренами фосфора и N, Cu, Fe, Mn и Zn хорошо известна.
Соотношение 3:1 N к P и 200:1 P к Zn считается критическим для решения проблемы дефицита питательных веществ в растениях.
Соотношение азота и фосфорных антипиренов (N:P) служит нормой Интегрированной системы диагностики и рекомендаций (DRIS) для интерпретации результатов анализа растений.
Почвы имеют низкое общее содержание фосфатов и, следовательно, такие почвы обеспечивают низкое поступление доступных фосфатов (от 400 до 2000 кг/га) к растениям, поскольку минеральные формы фосфатов плохо растворяются.
Растения поглощают фосфор в виде H2PO4-; и ионы HPO42-. В среднем почвенный раствор содержит около 0,05 ppm фосфора, который варьируется от почвы к почве.
Такое количество антипиренов фосфора является достаточным для растений, так как его концентрация варьируется от 0,003 до 0,3 ppm в зависимости от культуры.
Например, максимальная урожайность кукурузы достигается при 0,01 ppm раствора фосфора, в то время как внесение растворного фосфора в случае пшеницы лишь незначительно больше.
Фосфорные ингибиторы горения встречаются как в органической, так и в неорганической форме.
Растения различаются по своей способности конкурировать за почвенный фосфор на стадии роста, когда они больше всего в нем нуждаются.
Фосфор ингибиторы горения и накапливают 75 % своей потребности, когда урожай производит 25 % своей сухой массы.
Озимая пшеница поглощает около 70% фосфора в период между кущением и цветением.
Для кукурузы пик потребности в фосфоре приходится на первые три недели вегетационного периода.
Фосфорные ингибиторы горения входят в состав изоляционных пен (например, пенополиуретанов), используемых в строительстве, для повышения огнестойкости и соответствия требованиям строительных норм.
Наносится на покрытия и герметики для стен, полов и элементов конструкций для усиления противопожарной защиты и уменьшения распространения пламени при пожаре.
Фосфорные антипирены используются в изоляции кабелей и проводки для предотвращения пожаров, вызванных электрическими неисправностями и перегревом, обеспечивая безопасность в зданиях и инфраструктуре.
Фосфорные антипирены используются в печатных платах и электронных компонентах для снижения рисков возгорания и поддержания надежности и функциональности электронных устройств.
Встраивается в пластмассы и корпуса для электронных устройств и приборов в соответствии со стандартами безопасности и правилами, касающимися пожарной опасности.
Фосфорные антипирены используются в автомобильных интерьерах, таких как сиденья, приборные панели и изоляционные материалы, для повышения пожарной безопасности и соответствия стандартам автомобильной безопасности.
Фосфорные антипирены используются в компонентах и интерьерах воздушных судов для соблюдения строгих правил пожарной безопасности и обеспечения безопасности пассажиров во время полетов.
Применяется на железнодорожном транспорте для материалов, используемых в поездах и инфраструктуре для снижения риска пожаров и повышения безопасности пассажиров.
Фосфорные антипирены применяются к текстилю и обивочным материалам, используемым в жилых, коммерческих и промышленных помещениях для снижения воспламеняемости и повышения огнестойкости.
Фосфорные антипирены используются в шторах, портьерах и предметах интерьера для повышения пожарной безопасности в домах, гостиницах, театрах и общественных зданиях.
Фосфорные ингибиторы горения включаются в состав покрытий и красок промышленного назначения для защиты поверхностей и конструкций от пожароопасности и повышения безопасности на производственных объектах.
Применяется в клеях и герметиках, используемых в различных промышленных процессах и применениях для предотвращения пожаров и обеспечения безопасности на рабочем месте.
Фосфорные антипирены используются в производстве мебели для снижения воспламеняемости таких материалов, как пена для обивки, обеспечивая безопасность в домах и общественных местах.
Применяется в матрасах и постельных материалах в соответствии со стандартами и нормами пожарной безопасности, защищая потребителей от опасности возгорания в жилых и гостиничных помещениях.
Фосфорные антипирены предпочтительны во многих областях применения из-за их меньшей токсичности и меньшего воздействия на окружающую среду по сравнению с традиционными галогенированными антипиренами.
Они вносят свой вклад в разработку более безопасных и устойчивых решений в области пожарной безопасности в различных отраслях промышленности.
Фосфорные ингибиторы горения используются для изготовления безопасных спичек, зажигательных снарядов и дымовых шашек; пиротехника; а также в производстве удобрений, пестицидов, фосфорной кислоты и галогенидов фосфора.
Фосфорные ингибиторы горения являются важным компонентом растений и животных, присутствуя в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), костях, зубах и других компонентах, имеющих большое биологическое значение.
Фосфорные ингибиторы горения в природе не встречаются в элементарном состоянии, так как они легко окисляются и поэтому откладываются в виде фосфоритной породы.
Остальные элементы группы 15 в основном получают из минералов, но также могут быть найдены в элементарной форме в земной коре.
Фосфорные антипирены используются в материалах и покрытиях для судов и морских платформ для повышения пожарной безопасности и соблюдения морских правил.
Применяется в переборках, изоляционных материалах и конструкционных компонентах для снижения риска пожаров и повышения безопасности на море.
Фосфорные антипирены используются в медицинских изделиях, корпусах оборудования и больничной мебели для обеспечения пожарной безопасности в медицинских учреждениях и защиты пациентов и персонала.
Применяется в огнестойком текстиле, используемом в больничных кроватях, шторах и мебели для соответствия строгим стандартам и правилам пожарной безопасности.
Фосфорные антипирены используются в военных транспортных средствах, оборудовании и укрытиях для повышения огнестойкости и защиты личного состава и чувствительного оборудования в боевых и учебных условиях.
Используется в огнезащитных материалах и покрытиях для защитной экипировки и баллистических жилетов для снижения пожарной опасности и обеспечения безопасности в военных действиях.
Входит в состав огнестойких упаковочных материалов для снижения рисков возгорания при хранении, транспортировке и обработке товаров, обеспечивая безопасность в логистике и операциях цепочки поставок.
Применяется в игрушках, товарах по уходу за детьми и детской мебели для соблюдения правил безопасности и защиты маленьких пользователей от опасности возгорания.
Фосфорные антипирены применяются в изоляционных материалах электрических трансформаторов и электрораспределительного оборудования для предотвращения пожаров и обеспечения бесперебойного электроснабжения.
Применяется в огнезащитных покрытиях и изоляции силовых кабелей и проводки для соблюдения стандартов электробезопасности и снижения риска возгорания при передаче и распределении энергии.
Фосфорные антипирены используются в огнестойких материалах для спортивного инвентаря, снаряжения для активного отдыха и рекреационных транспортных средств для повышения безопасности во время мероприятий и приключений.
Применяется в текстиле, мебели и конструкциях в развлекательных заведениях, таких как театры, стадионы и тематические парки, для защиты от пожара и обеспечения безопасности зрителей.
В ходе исследований изучается интеграция фосфорных антипиренов в «умные» материалы и композиты, которые динамически реагируют на условия пожара, повышая пожарную безопасность в передовых технологических приложениях.
В настоящее время предпринимаются усилия по разработке устойчивых фосфорных антипиренов, которые соответствуют принципам экономики замкнутого цикла, включая возможность вторичной переработки и снижение воздействия на окружающую среду.
Достижения в области нанотехнологий позволяют разрабатывать наноструктурированные фосфорные антипирены с повышенной эффективностью и характеристиками в различных материалах и приложениях.
Профиль безопасности фосфорных антипиренов:
Человеческий яд при проглатывании.
Экспериментальный яд при проглатывании и подкожным путем.
Экспериментальные репродуктивные эффекты.
Системные воздействия человека при приеме внутрь: кардиомиопатия, цианоз, тошнота или рвота, потливость.
Токсические количества оказывают острое воздействие на печень и могут вызвать серьезное повреждение глаз.
Ингаляция может вызвать светобоязнь с миозом, расширение зрачков, кровоизлияние в сетчатку, закупорку кровеносных сосудов и, редко, неврит зрительного нерва.
Хроническое воздействие при вдыхании или проглатывании может вызвать анемию, желудочно-кишечные эффекты и хрупкость длинных костей, что приводит к спонтанным переломам.
Однако наиболее распространенным симптомом хронического отравления антипиренами фосфора является некроз челюсти (phossyjaw).
Более реакционноспособен, чем фосфорные антипирены.
Опасна пожароопасность при воздействии тепла, пламени или химической реакции с окислителями.
Если горение происходит в замкнутом пространстве, оно удаляет кислород и вызывает удушье.
Опасность для здоровья фосфорных антипиренов:
Фосфорные антипирены являются высокотоксичными веществами при всех путях воздействия.
Контакт твердого вещества с кожей вызывает глубокие болезненные ожоги, а попадание в глаза может привести к серьезным повреждениям.
Прием фосфора в организм приводит (после задержки в несколько часов) к таким симптомам, как тошнота, рвота, отрыжка и сильная боль в животе.
За кажущимся выздоровлением может последовать рецидив симптомов.
Смерть может наступить после приема внутрь от 50 до 100 мг из-за влияния на кровообращение, печень и почки.
Фосфорные антипирены воспламеняются и самовозгораются при воздействии воздуха, а образующиеся пары сильно раздражают глаза и дыхательные пути.
Фосфорные антипирены гораздо менее токсичны, чем белый аллотроп; Однако образцы красного фосфора могут содержать белую форму в качестве примеси.
Сообщается, что ранние признаки хронического системного отравления антипиренами фосфора включают анемию, потерю аппетита, желудочно-кишечные расстройства, хронический кашель, чесночный запах изо рта и бледность.
Распространенной реакцией на тяжелое хроническое отравление является повреждение челюсти и других костей.
Не сообщалось, что ингибиторы горения фосфора оказывают канцерогенные эффекты на человека.
Опасность для здоровья фосфорных антипиренов:
Фосфорные антипирены являются высокоядовитым веществом.
Токсическими путями являются проглатывание, контакт с кожей и вдыхание.
Токсическими симптомами являются тошнота, рвота, сильная боль в животе, диарея, кома и судороги.
Другими вредными последствиями при приеме внутрь являются повреждение печени и желтуха.
Такое небольшое количество, как 5-10 мг белого фосфора, может проявлять некоторые из вышеперечисленных токсических эффектов у человека при пероральном приеме.
Смертельные дозы и симптомы для других видов варьировались в зависимости от вида.
Токсическими симптомами были сонливость, судороги и повреждение легких.
Смертельные дозы колеблются от 3 мг/кг для крыс до 50 мг/кг для собак.
Вдыхание его паров может вызвать раздражение дыхательных путей.
Хроническое отравление при вдыхании (или проглатывании) серьезно повлияло на легкие, почки и печень у подопытных животных.
Токсическими симптомами были бронхопневмония, костные изменения, некроз челюсти («фосси» челюсть), анемия и потеря веса.
Поскольку давление паров белого фосфора низкое, острая опасность для здоровья от кратковременного воздействия его паров при нормальных условиях обращения с ним и использования должна быть низкой.
