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從牛肉中分離得到肌原纖維蛋白,分別用3 種磷酸鹽(六偏磷酸鈉(sodium hexametaphosphate,SHMP)、三聚磷酸鈉(sodium tripolyphosphat,STPP)、
焦磷酸鈉(sodium pyrophosphate,TSPP))在不同濃度(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)下處理牛肉肌原纖維蛋白,測定蛋白溶解度、表面疏水性和活性巰基含量,使用原子力顯微鏡觀察蛋白質(zhì)表面微觀結(jié)構(gòu),采用SDS-PAGE分析肌原纖維蛋白水解情況。結(jié)果表明:SHMP、TSPP、
STPP使肌原纖維蛋白的溶解度和表面疏水性顯著增加,而直徑減?。患尤隨HMP后,活性巰基含量增加,但STPP和TSPP處理后MP中活性巰基含量略有下降。TSPP和STPP對肌原纖維的微觀結(jié)構(gòu)具有相同的作用,但不同于SHMP。3 種磷酸鹽均會導(dǎo)致MP結(jié)構(gòu)打開。添加磷酸鹽后,MP凝膠的復(fù)雜結(jié)構(gòu)性增加、粗糙度降低,這表明磷酸鹽有助于構(gòu)建更有序和更平滑的凝膠微觀表面。
由上述分析可知,隨著六偏磷酸鈉摻入量的增加,顆粒之間的靜電排斥力增大,流動性提高,因此物料澆注時更加密實,烘干后體積密度增加,顯氣孔率降低;但六偏磷酸鈉過量又會導(dǎo)致顆粒之間靜電排斥力減小,流動性降低,物料澆注時更加疏松,烘干后體積密度減小,顯氣孔率增加。
圖2? 110℃干燥后試樣的體積密度和顯氣孔率隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線對比圖2和圖3可知:1450℃燒成后試樣體積密度和顯氣孔率的變化趨勢與110℃干燥后的幾乎類似,但是達到體積密度和小顯氣孔率時的六偏磷酸鈉摻入量增至0.15%;并且1450℃燒成后試樣的體積密度更小,顯氣孔率更大。圖3 1450℃燒成后試樣的體積密度和顯氣孔率隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線由圖4可以看出,在1450℃燒成后,
六偏磷酸鈉摻入量為0.10%試樣的斷面存在大量氣孔,并且氣孔分布均勻,結(jié)構(gòu)相對疏松,骨料與基質(zhì)結(jié)合較好。圖4 六偏磷酸鈉摻入量為0.10%時試樣在1450℃燒成后的SEM形貌在1450℃下燒成時,試樣中大量結(jié)晶水逸出,在原來水分子位置留下空隙,氣孔率增加;而且,在1450℃下會產(chǎn)生液相基質(zhì),這些液相基質(zhì)填充于微小氣孔之間,使得骨料與基質(zhì)之間的結(jié)合變好,因此體積密度增大。結(jié)合較好的骨料和基質(zhì)有助于改善材料的抗侵蝕能力和強度。2.3 六偏磷酸鈉摻入量對力學(xué)性能的影響由圖5可知:試樣的耐壓強度和抗折強度均隨六偏磷酸鈉摻入量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律,與其體積密度的變化規(guī)律相似。
這是因為:隨著六偏磷酸鈉摻入量的增加,顆粒間包裹的游離水釋放,澆注料漿料的流動性變好,澆注得更加密實,強度增加;但過量六偏磷酸鈉又會降低顆粒之間的靜電斥力,
導(dǎo)致游離水被顆粒包裹,漿料流動性變差,試樣變得疏松,強度降低。與110℃干燥后的相比,1450℃燒成后試樣的耐壓強度和抗折強度更好。圖5 試樣經(jīng)110℃干燥和1450℃燒成后抗折強度和耐壓強度隨六偏磷酸鈉摻入量的變化曲線由圖6可知,在1450℃燒成后,六偏磷酸鈉摻入量為0.10%試樣中剛玉相特征峰強度增加,并出現(xiàn)了莫來石相衍射峰。莫來石相的生成增強了骨料之間的結(jié)用,有利于提升試樣的強度;同時,
在1450℃下產(chǎn)生的液相基質(zhì)填充顆粒之間的空隙,增強了顆粒之間的結(jié)合,從而提升了試樣的強度。因此,1450℃燒成后試樣的強度高于110℃干燥后試樣的。綜上所述,摻入適量的六偏磷酸鈉以及1450℃燒成均可提高鐵溝澆注料的耐壓強度和抗折強度。圖6 六偏磷酸鈉摻入量為0.10%時試樣經(jīng)110℃干燥和1450℃燒成后的XRD譜2.4 六偏磷酸鈉摻入量對熱力學(xué)性能的影響由圖7(a)可知:在1450℃燒成后,六偏磷酸鈉摻入量為0.10%,0.15%試樣的線膨脹系數(shù)隨溫度升高呈現(xiàn)先迅速降低后緩慢增加的變化趨勢,且均在370℃時達到小值,當溫度升至1250℃后線膨脹系數(shù)基本保持穩(wěn)定;六偏磷酸鈉摻入量較低時,試樣的線膨脹系數(shù)較大,這應(yīng)與其內(nèi)部的致密程度有關(guān)
磷肥中磷酸一銨和磷酸脲,同樣是含磷含氮有什么區(qū)別?
首先,磷酸一銨和磷酸脲的養(yǎng)分含量比較。磷酸脲(CO(NH2)2·H3PO4)含氮為17.7%,含磷(P2O5)44.9%;磷酸一銨又稱磷酸二氫銨,化學(xué)式NH4H2PO4,含氮為12%含磷(P2O5)60%與含氮為12%含磷(P2O5)54%的兩種,有些工藝可以實現(xiàn)總養(yǎng)分含量73%的磷酸一銨。因此,我們可以看出個特征磷酸脲的含氮量高于磷酸一銨,含磷量低于磷酸一銨。
其次,比較一下兩者的化學(xué)特性。磷酸脲是一種無色透明棱柱狀晶體,該晶體呈平行層狀結(jié)構(gòu);它的分子量為158.06,密度為1.74g/cm3,熔點為115—117℃,含氮為17.7%,含磷(P2O5)44.9%,1%水溶液的pH值為1.89。磷酸一銨,無色四方晶體,分子式量115.03,密度1.803g/cm3,熔點190℃。溶于水顯弱酸性。在空氣中穩(wěn)定,熔點190℃。溶于水,水溶液呈酸性。0.1摩爾溶液pH=4.4,在10~25℃100克水中溶解度為9~40克。
對比磷酸脲和磷酸一銨可以發(fā)現(xiàn)以下顯著性的差異:(1)磷酸脲更酸,磷酸脲的1%的水溶液pH值為1.89,屬于強酸性,而磷酸一銨是偏酸性的肥料。(2)磷酸脲的溶解性更好,磷酸脲基本上溶解度可以達到1:1,而磷酸一銨只有9-40%。(3)磷酸脲的熔點更低。第三、比較一下兩者的合成工藝。磷酸脲生產(chǎn)工藝:早在20世紀初,德國巴斯夫就申請了制備磷酸脲的,磷酸脲是由尿素和磷酸反應(yīng)制得的,其反應(yīng)方程式為:H3PO4 CO(NH2)2 → CO(NH2)2·H3PO4其生產(chǎn)工藝按照原料來源可分為熱法磷酸法和濕法磷酸法,熱法磷酸濃度高,雜質(zhì)少,但價格貴,用以生產(chǎn)磷酸脲成本較高。濕法磷酸濃度低,雜質(zhì)較多,但價格低,用于生產(chǎn)磷酸脲工藝流程較長,產(chǎn)品質(zhì)量較差,成本較低。