سدیم تری پلی فسفات چیست؟

 

سدیم تری پلی فسفات (STPP) که با نام های دیگری از جمله تری فسفریک اسید یا نمک پنتاسدیم نیز شناخته می شود یک ماده شیمیایی معدنی طبقه بندی انجام شده بر روی آن، این ماده را به عنوان ماده ای امن مشخص گردیده است. میزان مصرف جهانی سدیم تری پلی فسفات طبق تخمین انجام شده 2 میلیون تن در سال می باشد.

از سدیم تری پلی فسفات که یک نمک پنج آنیونی بوده، در مقیاس بزرگتر به عنوان ماده اولیه محصولات خانگی و صنعتی از جمله مواد شوینده به حساب می آید. سدیم تری پلی فسفات به عنوان ماده ای اصلی در مواد شوینده، پاک کننده ها و صابون ها به اشکال مختلف از جمله ژل، مایع، پودر و قالب ماشین لباسشویی و ظرفشویی استفاده می شود. شمار زیادی از محصولات پاک کننده در مصارف خانگی از جمله پاک کننده های سطحی، آرایشی و بهداشتی حاوی سدیم تری پلی فسفات می باشند.

از دیگر کاربردهای آن می توان به استفاده در خمیردندان با استفاده از قدرت پاک کنندگی آن اشاره نمود. در اروپا میزان استفاده از سدیم تری پلی فسفات مابین 90 الی 95 درصد برای مصارف خانگی به دلیل کاربرد این ماده در شوینده ها می باشد.

مشخصات فیزیکی سدیم تری پلی فسفات:

 

سدیم تری پلی فسفات در محیط کاملا پایدار می باشد و در دمای 100 درجه سانتی گراد به پیروفسفات و فسفات تبدیل می گردد، ظاهر فیزیکی آن به دو صورت گرانول و پودر با مش 100 الی 200 موجود می باشد. سدیم تری پلی فسفات دارای PH به میزان 9.4 می باشد که با توجه به خاصیت بافری بالای آن به راحتی می تواند لکه های اسیدی را از بین برد. از این ماده در انواع شوینده ها از جمله شوینده های صنعتی، ماشین ظرفشویی و لباسشویی نیز استفاده می گردد. سدیم تری پلی فسفات در حضور آب هیدرولیز می گردد و می تواند به انواع فسفرها از جمله اورتو فسفات تبدیل گردد.

همچنین بسته به وجود یون های کاتیونی، تری فسفات می تواند به شکل های کلسیم و منیزیم رسوب کند. سدیم تری پلی فسفات به صورت ماده اولیه وارد محیط نمی گردد. در شوینده های ماشین لباسشویی مقداری از هیدرولیز آن در هنگام استفاده به وجود می آید و تحلیل های انجام شده در این خصوص نشان می دهد که حداقل 20 درصد آن هیدرولیز گردیده و وارد فاضلاب می شود و همچنین این ماده در اثر واکنش های بیولوژیکی و در اثر ورود به فاضلاب نیز هیدرولیز می گردد. میزان درجه سمی بودن  ناچیز می باشد و قدرت انحلال آن در دمای عادی 14.5 گرم بر لیتر در آب می باشد.

از این ماده در دیواره بویلر ها به عنوان عاملی در جلوگیری از تشکیل رسوب و همچنین عامل متوقف کننده واکنش های شیمیایی استفاده می گردد. از دیگر کاربردهای آن می توان به استفاده از این ماده به عنوان عاملی جهت جلوگیری از لخته و در مواد غذایی به عنوان پایدارکننده جایگزین نیتریت های سمی نیز اشاره نمود. در صنعت نساجی از آن به عنوان عامل پایدارکننده و نرم کننده ثانویه نیز مورد استفاده قرار می گیرد و میزان مصرف سدیم تری پلی فسفات در این شوینده ها مابین 30 الی 50 درصد می باشد.

کاربردهای سدیم تری پلی فسفات:

 

سدیم تری پلی فسفات در دو گرید خوراکی و صنعتی با مشخصات و کاربرهای مختلف تولید می گردد. این ماده با ایجاد کمپلکس و جداکردن یون های فلزی چند ظرفیتی و معلق ساختن آنها باعث تغییر حالت ذرات و کاهش سختی آب می شود. از کاربردهای سدیم تری پلی فسفات می توان به استفاده از آن جهت کاهش سختی آب، افزودنی خوراکی به عنوان عامل نگهدارنده، ماده اولیه تولید مواد شوینده و خمیر دندان، صنایع کاشی و سرامیک، معدنی، تولید کاغذ و پتروشیمی اشاره کرد. از کابری این ماده در گرید های مختلف می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

 

گرید خوراکی سدیم تری پلی فسفات:

 

گرید خوراکی آن در کارخانجات تولید آبمیوه، کنسروسازی، لبنیات و فرآورده های سویا و در سایر صنایع غذایی به عنوان ماده افزودنی جهت حفظ و پایداری مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

گرید صنعتی سدیم تری پلی فسفات:

 

از سدیم تری پلی فسفات در صنایع مختلفی از جمله در تولید موادشوینده و پاک کننده، صنایع کاشی و سرامیک، معدن، تصفیه آب و غیره استفاده می گردد. در زیر به کاربردهای آن در صنایع مختلف به تفکیک می پردازیم:

 

کاربرد سدیم تری پلی فسفات در مواد شوینده:

 

یکی از کاربردهای رایج سدیم تری پلی فسفات، استفاده از آن در مواد شوینده می باشد، وجود آن به عنوان یکی از مواد اولیه تولید شوینده، سبب نفوذ عناصر دیگر در مواد شوینده به الیاف و فیبرهای لباس گردیده و درنتیجه تاثیر به سزایی در تمیزی لباس ها از خود برجای می گذارد. از جمله شوینده های صنعتی و خانگی که در آنها از سدیم تری پلی فسفات استفاده می گردد می توان به انواع پورد، مایع، قرص و ژل اشاره نمود.

این ماده به عنوان یک بیلدر مناسب در مواد شوینده عمل می کند و به علت خاصیت قلیایی موجود در آن به جهت از بین بردن لک ها و چربی ها، سبب محافظت از ماشین لباسشویی در برابر خوردگی و همچنین کمک به تعلیق آلودگی ها در آب شستشو نیز می گردد.

استفاده از سدیم تری پلی فسفات به عنوان ماده اولیه در مواد شوینده از چهار جهت تاثیر به سزایی در مواد شوینده دارد:

• تاثیر سدیم تری پلی فسفات بر یون های فلزات سنگین:

 

در مواد شوینده و در شستشو فلزات سنگین در آب از جمله کلسیم و منیزیم که باعث ایجاد نمک فلزی نامحلول و در نتیجه کاهش قابلیت شستشو و یا توقف کامل می گردد تاثیر به سزایی دارد. همچنین استفاده از آن در این فرآیند به عنوان یک عامل کلاته باعث می گردد که یون های فلزی به مواد بی خطر برای شوینده های تبدیل گردد. وجود فلزات سنگین در فرآیند شتسشو مانع از کف کردن مواد شوینده می گردد و سدیم تری پلی فسفات با قابلیت حذف این فلزات تاثیر مناسبی در کف نمودن صابون و مواد شوینده از خود برجای می گذارد.

 

• تاثیر امولوسیونی، پاکیزگی و دسپرس کنندگی سدیم تری پلی فسفات:

 

سدیم تری پلی فسفات در مواد شوینده در انحلال پذیری پروتئین ها، چربی ها و دسپرس کردن مواد جامد تاثیر به سزایی دارد. از دیگر موارد کاربرد آن در مواد شوینده می توان به قابلیت آن در تنظیم PH بافر صابون های مایع اشاره نمود.

• تاثیر سدیم تری پلی فسفات بر سختی آب:

 

سدیم تری پلی فسفات به عنوان یک بیلدر علاوه بر حذف یون های فلزات سنگین، از تشکیل رسوب نمک های کلسیم و منیزیم بر روی پارچه های پس از شستشو نیز تاثیر به سزایی دارد.

در آب های سخت که دارای غلظت بالایی می باشند به علت وجود یون های منیزیم و کلسیم باعث غیر فعال شدن پاک کننده ها می گردد و علت آن، وجود  باردار کیلیت می باشد که به دی کاتیون ها چسبیده و در پاک کنندگی مواد شوینده تداخل ایجاد می کند. از خاصیت سدیم تری پلی فسفات به جهت رسوب زدایی این فلزات سنگین در تصفیه فاضلاب ها نیز استفاده می گردد که با تشکیل رسوب نمک های آهن و آلومینیوم در از بین بردن آنها تاثیر به سزایی دارد.

• تاثیر سدیم تری پلی فسفات بر آنتی کیکینگ:

 

با توجه به آنکه پودرهای مواد شوینده به صورت هیگروسکوبیک (قابلیت در جذب رطوبت) می باشند، در هنگام ذخیره سازی این پودرها در محیط های مربوط باعث چسبیده شدن ذرات به یکدیگر و کلوخه شدن آنها می گردد. از سدیم تری پلی فسفات با توجه به قابلیت جذب آب آن، نوع هیدراته این نوع پودرها، یعنی هگزاهیدرات تشکیل می گردد و برای جلوگیری از چسبیدن و کلوخه شدن پودرهای شویند از این ماده به صورت خشک در دراز مدت استفاده می گردد.

کاربرد سدیم تری پلی فسفات در مواد غذایی:

 

از سدیم تری پلی فسفات در مواد غذایی به عنوان نگهدارنده از غذاها از جمله: غذاهای دریایی، مرغ، گوشت و علف های حیوانی در زمان ذخیره سازی و حمل و نقل استفاده می گردد و باعث می گردد اینگونه مواد غذایی تردی و رطوبت خود را حفظ کنند. همچنین استفاده از آن توسط سازمان غذا و دارو آمریکا به عنوان ماده ای موثر در امولوسیون و حفظ رطوبت شناخته شده است.

به طور کلی استفاده از این ماده موجب حفظ تازگی گوشت و غذاهای دریایی می گردد و سرعت خرابی و فساد این محصولات را کاهش می دهد. همچنین استفاده از آن موجب حفظ رنگ طبیعی گوشت و ماهی گردیده و بافت آنها را بهبود می بخشد. استفاده از این ماده با افزایش ظرفیت نگهداری آب محصولات حیوانی در کم شدن سرعت خشک شدن نیز تاثیر می گذارد.

 

کاربرد سدیم تری پلی فسفات در تصفیه آب:

 

استفاده از این ماده باتوجه به تاثیر آن در حذف فلزات سنگین، تاثیر موثری بر تصفیه آب از خود دارد و این ویژگی فسفات ها از جمله سدیم تری پلی فسفات موجب گردیده است تا از آن در تصفیه پساب کارخانجات استفاده گردد. از این ماده سالیان است به عنوان عاملی جهت جلوگیری از خوردگی لوله ها، جلوگیری از رسوب آهک و کنترل PH مورد استفاده قرار گرفته است.

خوردگی های لوله های به طور کلی به دو صورت کاتدی و آندی انجام می شود. در خوردگی به صورت آندی، یون های موجود در آب شامل کلسیم و سرب با اورتوفسفات ها ترکیب گردیده و موادی را به وجود می آورند که به راحتی در آب حل نمی شود. این ترکیبات به صورت لایه های فیلم مانند بر روی دیواره لوله ها رسوب می کنند.

در خوردگی ها به صورت کاتدی، اکسیژن موجود در آب با لوله ها فلزی واکنش داده و آنها را اکسید می کند در نتیجه یون های کاتیون فلزی داخل آب می گردد. سدیم تری پلی فسفات با این یون های فلزی واکنش داده و فیلمی محافظ بر روی دیوارها تشکیل می دهد، ایجاد این فیلم حاوی، باعث کاهش در خورندگی لوله می گردد.

 

یکی دیگر از موارد استفاده از سدیم تری پلی فسفات تاثیر در تصفیه آب، استفاده به جهت جلوگیری در تشکیل رسوبات آهکی که به علت سختی موجود در آب می باشد. با توجه به آنکه ایجاد این رسوبات می تواند باعث انسداد جریان آب گردد و هزینه های پمپاژ و تعمیر را افزایش دهد، استفاده از این ماده از اهمیت بالا و مقرون به صرفه ای در این پروسه برخوردار می باشد.

با توجه به PH موجود در آب به طور معمول از سدیم هگزا متافسفات و یا سدیم تری پلی فسفات به جهت جلوگیری از تشکیل رسوبات آهکی استفاده می گردد. از سدیم تری پلی فسفات به طور معمول به میزان 2 الی 4 PPM به منظور کاهش سختی آب استفاده می شود.

 

کاربرد سدیم تری پلی فسفات در استخراج معدن:

 

وجود مقادیر کمی از این ماده می تواند فرآیند فلوتاسیون سنگ معدن مس را در زمان استخراج بالا برده و محصولی مقرون به صرفه با راندمان کلی بالا در استخراج معادن باشد. علاوه بر استفاده از این ماده، از محصولات دیگری همچون TSPP و SHMP نیز در فرآیند سنگ زنی به عنوان عاملی موثر در فلوکولانت مورد استفاده قرار می گیرد. از دیگر کاربردهای این ماده، استفاده از آن در محلول های دوغاب در برخی استخراج ها می توان نام برد.

 

کاربرد سدیم تری پلی فسفات در محصولات آرایشی، بهداشتی:

 

از سدیم تری پلی فسفات از محصولات بهداشتی از جمله دهانشویه، خمیر دندان، نرم کننده مو، شامپو، رنگ های مو دائم و موقت و محصولات آرایشی و مراقبت از پوست استفاده می گردد.

 

سایر کاربردهای سدیم تری پلی فسفات:

 

سدیم تری پلی فسفات علاوه بر موارد فوق که به آن اشاره گردید، کاربردهای وسیع دیگری نیز دارد، به نحوی که در حدود هزارتن سالیانه صرف سایر کاربری ها شامل استفاده در دباغی چرم، صنایع کاغذ سازی، صنایع سرامیک، دسپرس کننده رنگدانه های موجود در رنگ و صنعت دارو نیز به کار برده می شود. در دباغی چرم از آن به عنوان عامل پوشاننده و دباغی سنتزی و در کنار عوامل دیگر به عنوان عامل رنگرزی نیز استفاده می گردد. از سدیم تری پلی فسفات در صنایع کاغذ سازی به عنوان عامل مقاوم در برابر مواد نفتی در زمان چاپ کاغذ نیز استفاده می گردد.

در صنایع سرامیک از این ماده به عنوان عاملی جهت پایین آوردن ویسکوزیته لعاب و پخش خاک رس به طور مساوی استفاده می گردد. استفاده از آن در صنایع رنگرزی نیز به عنوان عاملی موثر در حفظ رنگ و خوردگی در نساجی، ساخت لاسیتک، تخمیر و ضد یخ نیز استفاده می گردد. همچنین از آن به عنوان عاملی موثر در ارتباط دهنده عرضی پلی آنیون در پلی ساکارید در تحویل دارو نیز استفاده می گردد.

 

تولید سدیم تری پلی فسفات:

 

مواد اولیه تولید سدیم تری پلی فسفات، کربنات سدیم و اسید فسفریک می باشد و هر دو ماده در کشور تولید می گردد، با توجه به آنکه نیاز به این ماده در کشور محدود می باشد، عمده مصرف به صورت وارداتی و از خارج تهیه می گردد. جهت تولید آن، ابتدا پس از ترکیب کربنات سدیم و اسید فسفریک، دو نمک با نام های مونوسديم فسفات و دي‌سديم‌فسفات تولید می گردد و با ترکیب این دو نمک با یکدیگر در دمای بیش از 300 درجه سانتیگراد، سدیم تری پلی فسفات تولید می گردد.

 

مسائل زیست محیطی استفاده از سدیم تری پلی فسفات:

 

استفاده از این ماده به عنوان ماده اولیه شوینده های خانگی با وضع قوانین در سال 1970 در آمریکا موجب کاهش تولید این ماده گردید. ترکیب حاوی سدیم تری پلی فسفات در آب می تواند به پیروفسفات ها و اورتوفسفات ها هیدرولیز تبدیل گردد و ترکیبات حاوی این ماده می توانند به گونه های مختلفی از فسفر تجزیه گردند که توسط میکروارگانیسم ها و جلبک ها جذب می شوند و در چرخه جانوران حضور پیدا می کند. باتوجه به آنکه ارتوفسفات عامل اصلی تخریب محیط زیست می باشد، هیدرولیز این ترکیب موجب می گردد تا قوانین خاصی برای حضور این ماده در شوینده ها و در برخی از کشورها وضع گردد.

 

مسائل ایمنی کار با سدیم تری پلی فسفات:

 

در صورت استنشاق سدیم تری پلی فسفات، باید فرد مصدوم به هوای آزاد آورده شود و در صورت تنگی نفس از تنفس مصنوعی یا از دستگاه اکسیژن استفاده نمود و به منظور پیشگیری از استنشاق آن، از ماسک استفاده گردد.

در صورت تماس چشم با آن، چشم ها را به مدت 15 دقیقه با آب شتسشو داده شود و به منظور پیشگیری از عینک در حین کار استفاده شود. در صورت تماس با پوست، لباس ها را در آورده و محل تماس را به مدت 15 دقیقه با آب شستشو دهید و به منظور پیشگیری، حتما از لباس محافظ و دستکش استفاده گردد. در صورت بلعیدن، سریعاً دهان را با آب شستشو داده و به منظور پیشگیری، پس از کار حتما دست ها را کاملا شستشو داده و از خوردن، آشامیدن و سیگار کشیدن در محیط کار پرهیز گردد. در صورت برطرف نگردیدن مشکل طبق موارد بالا سریعا به پزشک مراجه گردد.

 

انبارداری و دفع سدیم تری پلی فسفات:

 

سدیم تری پلی فسفات را در محل خشک به همراه تهویه و در بسته بندی نگه داشته شود. ضایعات آن را با در نظر گرفتن تجهیزات ایمنی جارو و در ظروف دربسته قرار داده شود و جهت پاکسازی غبارات در محیط، با آب شتسشو داده شود.

 

محصولات دیگر ما: خاک دیاتومه، پلی آلومینیوم کلراید، هیدروکسید پتاسیم، تری سدیم فسفات، سیلیکاژل، قیر، سدیم تری پلی فسفات، مونو کلسیم فسفات، Bitumen، اسید سیتریک، مولکولارسیو، آلومینای فعال، ذغال فعال، کربنات پتاسیم ، اسید اگزالیک، خاک تونسیل ، تیتانیوم دی اکسید، اسید استئاریک، گوارگام ، هگزا متا فسفات سدیم ، اسید بوریک ، زانتان گام ، دی سدیم فسفات ، مونو سدیم فسفات ، کربوکسی متیل سلولز ، پتاسیم سولفات ، اسید فسفریک ، بوراکس ، کات کبود ، مونو آمونیوم فسفات ، اوره ، گوگرد ، کائولین , کربنات سدیم ، سیلیکاژل