Beschouw de kalkaanslag die zich in de loop van de tijd in waterleidingen ophoopt, de hardnekkige metaalionafzettingen in industriële apparatuur, of de verschillende uitdagingen bij voedselconservering. Deze schijnbaar uiteenlopende problemen kunnen een gemeenschappelijke oplossing delen: natriumhexametafosfaat (SHMP).
Natriumhexametafosfaat, ook bekend als polyfosfaat, is een veelgebruikte anorganische verbinding met de molecuulformule (NaPO₃)ₓ (waarbij x ≥ 6). Het CAS-registratienummer is 10124-56-8. Bij kamertemperatuur en -druk verschijnt pure SHMP als een witte, geurloze glasachtige vaste stof of kristallijn poeder. Het is oplosbaar in water, hoewel het relatief langzaam oplost, waarbij de waterige oplossing de neiging heeft te hydrolyseren, vooral bij hoge temperaturen of zure omstandigheden. De pH van de oplossing ligt typisch tussen 6,0-7,0 (1% oplossing).
- Molecuulgewicht:Als een polymeer fosfaat varieert het molecuulgewicht van SHMP met de polymerisatiegraad (x-waarde). Industriële SHMP heeft typisch een gemiddeld molecuulgewicht van ongeveer 611,77 g/mol.
- Smeltpunt:628°C (1.162°F; 901 K)
- Dichtheid:~2,484 g/cm³
- Oplosbaarheid:Gemakkelijk oplosbaar in water met toenemende oplosbaarheid bij hogere temperaturen. Hydrolyseert in water, waarbij geleidelijk fosfaationen vrijkomen.
- Stabiliteit:Relatief stabiel in droge omstandigheden, maar hygroscopisch in vochtige omgevingen. Hydrolyseert sneller bij hoge temperaturen of zure omstandigheden, waarbij het ontleedt in orthofosfaten.
Industriële productie maakt voornamelijk gebruik van twee methoden:
Natriumdiwaterstoffosfaat (NaH₂PO₄) wordt verhit tot 600-700°C voor dehydratatie en polymerisatie. Het gesmolten product wordt vervolgens afgekoeld en verpulverd. Deze methode biedt eenvoud en lagere kosten, maar levert een relatief lagere zuiverheid op.
Fosforpentoxide (P₂O₅) reageert met natriumcarbonaat (Na₂CO₃) in water, gevolgd door verdamping, kristallisatie en drogen. Deze duurdere methode produceert hoogzuivere SHMP.
SHMP dient als een cruciale waterbehandelingsagent, die calcium- en magnesiumionen cheleert om kalkaanslag te voorkomen en water te ontharden. Het dispergeert ook zwevende stoffen en remt corrosie van leidingen, waardoor het waardevol is in industriële koelsystemen, ketelwaterbehandeling en antiscalants voor omgekeerde osmose-membranen.
Als detergentbouwer onthardt SHMP water door hardheidionen te sequesteren, waardoor de prestaties van oppervlakteactieve stoffen worden verbeterd en herafzetting van vuil op stoffen wordt voorkomen.
Goedgekeurd als een multifunctioneel voedingsadditief, dient SHMP als:
- Waterretentie-agent:Verbetert de vochtretentie in vleesproducten
- Emulgator:Stabiliseert olie-watermengsels
- Chelator:Voorkomt door metalen veroorzaakte verkleuring en bederf
- pH-regelaar:Past de zuurgraad aan voor verbeterde stabiliteit
Gebruikt in vlees, zuivelproducten, dranken en bakkerijproducten, de toepassingsniveaus worden wereldwijd strikt gereguleerd.
Aanvullende toepassingen zijn onder meer:
- Textiel:Hulpstof voor verven voor verbeterde kleurechtheid
- Petroleum:Dispergeermiddel en viscositeitsverlager voor boormodder
- Keramiek/papier:Dispergeermiddel voor slurry voor verbeterde verwerking
- Metaalbehandeling:Reiniging en corrosieremming
Uitgebreide studies bevestigen de veiligheid van SHMP binnen voorgeschreven grenzen, hoewel overmatige inname spijsverteringsongemakken kan veroorzaken. Wereldwijde regelgeving, waaronder China's GB 2760-2014 en equivalente EU/VS-normen, reguleert het gebruik ervan in alle industrieën strikt.
- Opslaan in droge, koele, geventileerde ruimtes
- Vermijd contact met sterke zuren, basen of oxidatiemiddelen
- Gebruik beschermende uitrusting tijdens het hanteren