Betrachten Sie die Kalkablagerungen in Wasserleitungen im Laufe der Zeit, die hartnäckigen Metallionenablagerungen in Industrieanlagen oder die verschiedenen Herausforderungen bei der Lebensmittelkonservierung. Diese scheinbar unterschiedlichen Probleme können eine gemeinsame Lösung haben – Natriumhexametaphosphat (SHMP).
Natriumhexametaphosphat, auch bekannt als Polyphosphat, ist eine weit verbreitete anorganische Verbindung mit der Summenformel (NaPO₃)ₓ (wobei x ≥ 6). Seine CAS-Registrierungsnummer lautet 10124-56-8. Bei Raumtemperatur und -druck erscheint reines SHMP als weißer, geruchloser glasartiger Feststoff oder kristallines Pulver. Es ist wasserlöslich, löst sich aber relativ langsam auf, wobei seine wässrige Lösung eine Tendenz zur Hydrolyse aufweist, insbesondere bei hohen Temperaturen oder sauren Bedingungen. Der pH-Wert seiner Lösung liegt typischerweise zwischen 6,0 und 7,0 (1 %ige Lösung).
- Molekulargewicht: Als polymeres Phosphat variiert das Molekulargewicht von SHMP mit seinem Polymerisationsgrad (x-Wert). SHMP in Industriequalität hat typischerweise ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 611,77 g/mol.
- Schmelzpunkt: 628°C (1.162°F; 901 K)
- Dichte: ~2,484 g/cm³
- Löslichkeit: Gut wasserlöslich, wobei die Löslichkeit bei höheren Temperaturen zunimmt. Hydrolysiert in Wasser und setzt allmählich Phosphationen frei.
- Stabilität: Relativ stabil unter trockenen Bedingungen, aber hygroskopisch in feuchter Umgebung. Hydrolysiert schneller unter hohen Temperaturen oder sauren Bedingungen und zersetzt sich in Orthophosphate.
Die industrielle Produktion verwendet hauptsächlich zwei Verfahren:
Natriumdihydrogenphosphat (NaH₂PO₄) wird zur Dehydratisierung und Polymerisation auf 600-700°C erhitzt. Das geschmolzene Produkt wird dann abgekühlt und zerkleinert. Dieses Verfahren bietet Einfachheit und geringere Kosten, liefert aber eine relativ geringere Reinheit.
Phosphorpentoxid (P₂O₅) reagiert mit Natriumcarbonat (Na₂CO₃) in Wasser, gefolgt von Verdunstung, Kristallisation und Trocknung. Dieses teurere Verfahren erzeugt hochreines SHMP.
SHMP dient als wichtiger Wasseraufbereitungsstoff, der Calcium- und Magnesiumionen chelatisiert, um die Bildung von Ablagerungen zu verhindern und Wasser zu enthärten. Es dispergiert auch suspendierte Feststoffe und hemmt die Korrosion von Rohren, was es in industriellen Kühlsystemen, der Kesselwasseraufbereitung und als Antiscalant für Umkehrosmosemembranen wertvoll macht.
Als Reiniger-Builder enthärtet SHMP Wasser durch Sequestrierung von Härteionen, wodurch die Leistung von Tensiden verbessert und die Wiederablagerung von Schmutz auf Textilien verhindert wird.
SHMP ist als multifunktioneller Lebensmittelzusatzstoff zugelassen und dient als:
- Wasserbindemittel: Verbessert die Feuchtigkeitsretention in Fleischprodukten
- Emulgator: Stabilisiert Öl-Wasser-Gemische
- Chelator: Verhindert metallinduzierte Verfärbung und Verderb
- pH-Regulator: Passt den Säuregehalt für verbesserte Stabilität an
Es wird in Fleisch, Milchprodukten, Getränken und Backwaren verwendet, wobei seine Anwendungsniveaus weltweit streng reguliert sind.
Zusätzliche Anwendungen umfassen:
- Textilien: Färbehilfsmittel für verbesserte Farbechtheit
- Erdöl: Dispergiermittel und Viskositätsreduzierer für Bohrschlamm
- Keramik/Papier: Dispergiermittel für Schlämme zur Verbesserung der Verarbeitung
- Metallbehandlung: Reinigung und Korrosionshemmung
Umfangreiche Studien bestätigen die Sicherheit von SHMP innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen, obwohl eine übermäßige Aufnahme Verdauungsbeschwerden verursachen kann. Globale Vorschriften, einschließlich Chinas GB 2760-2014 und gleichwertiger EU/US-Standards, regeln die Verwendung in allen Branchen streng.
- An einem trockenen, kühlen, belüfteten Ort lagern
- Kontakt mit starken Säuren, Basen oder Oxidationsmitteln vermeiden
- Beim Umgang Schutzkleidung verwenden