三聚氰胺(英文名Melamine),是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物,重要的氮雜環(huán)有機(jī)化工原料。簡稱三胺,又叫2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4,6-三氨基脲、蜜胺、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺,分子式C3N6H6、C3N3(NH2)3,分子量126.12。
三聚氰胺物理化學(xué)特性:三聚氰胺性狀為純白色單斜棱晶體,無味,密度1.573g/cm3 (16℃)。常壓熔點(diǎn)354℃(分解);快速加熱升華,升華溫度300℃。溶于熱水,微溶于冷水,極微溶于熱乙醇,不溶于醚、苯和四氯化碳,可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等。低毒。在一般情況下較穩(wěn)定,但在高溫下可能會(huì)分解放出氰化物。
三聚氰胺呈弱堿性(pKb=8),與鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺鹽。在中性或微堿性情況下,與甲醛縮合而成各種羥甲基三聚氰胺,但在微酸性中(pH值5.5~6.5)與羥甲基的衍生物進(jìn)行縮聚反應(yīng)而生成樹脂產(chǎn)物。遇強(qiáng)酸或強(qiáng)堿水溶液水解,胺基逐步被羥基取代,先生成三聚氰酸二酰胺,進(jìn)一步水解生成三聚氰酸一酰胺,最后生成三聚氰酸。
三聚氰胺主要用途 三聚氰胺是一種用途廣泛的基本有機(jī)化工中間產(chǎn)品,最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹脂(MF)的原料。三聚氰胺還可以作阻燃劑、減水劑、甲醛清潔劑等。該樹脂硬度比脲醛樹脂高,不易燃,耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學(xué)腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機(jī)械強(qiáng)度,廣泛運(yùn)用于木材、塑料、涂料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)。其主要用途有以下幾方面:
(1)裝飾面板:可制成防火、抗震、耐熱的層壓板,色澤鮮艷、堅(jiān)固耐熱的裝飾板,作飛機(jī)、船舶和家具的貼面板及防火、抗震、耐熱的房屋裝飾材料。
(2)涂料:用丁醇、甲醇醚化后,作為高級(jí)熱固性涂料、固體粉末涂料的膠聯(lián)劑、可制作金屬涂料和車輛、電器用高檔氨基樹脂裝飾漆。
(3)模塑粉:經(jīng)混煉、造粒等工序可制成蜜胺塑料,無度、抗污,潮濕時(shí)仍能保持良好的電氣性能,可制成潔白、耐摔打的日用器皿、衛(wèi)生潔具和仿瓷餐具,電器設(shè)備等高級(jí)絕緣材料。
(4)紙張:用乙醚醚化后可用作紙張?zhí)幚韯a(chǎn)抗皺、抗縮、不腐爛的鈔票和軍用地圖等高級(jí)紙。
(5)三聚氰胺甲醛樹酯與其他原料混配,還可以生產(chǎn)出織物整理劑、皮革鞣潤劑、上光劑和抗水劑、橡膠粘合劑、助燃劑、高效水泥減水劑、鋼材淡化劑等。
三聚氰胺生物學(xué)毒性:目前三聚氰胺被認(rèn)為毒性輕微,大鼠口服的半數(shù)致死量大于3克/公斤體重。據(jù)1945年的一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)道:將大劑量的三聚氰胺飼喂給大鼠、兔和狗后沒有觀察到明顯的中毒現(xiàn)象。動(dòng)物長期攝入三聚氰胺會(huì)造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害,膀胱、腎部結(jié)石,并可進(jìn)一步誘發(fā)膀胱癌。1994年國際化學(xué)品安全規(guī)劃署和歐洲聯(lián)盟委員會(huì)合編的《國際化學(xué)品安全手冊》第三卷和國際化學(xué)品安全卡片也只說明:長期或反復(fù)大量攝入三聚氰胺可能對(duì)腎與膀胱產(chǎn)生影響,導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)石。然而,2007 年美國寵物食品污染事件的初步調(diào)查結(jié)果認(rèn)為:摻雜了≤6.6%三聚氰胺的小麥蛋白粉是寵物食品導(dǎo)致中毒的原因,為上述毒性輕微的結(jié)論畫上了問號(hào)。但為安全計(jì),一般采用三聚氰胺制造的食具都會(huì)標(biāo)明“不可放進(jìn)微波爐使用”。
三聚氰胺假蛋白原理:由于食品和飼料工業(yè)蛋白質(zhì)含量測試方法的缺陷,三聚氰胺也常被不法商人用作食品添加劑,以提升食品檢測中的蛋白質(zhì)含量指標(biāo),因此三聚氰胺也被人稱為“蛋白精”。
蛋白質(zhì)主要由氨基酸組成,其含氮量一般不超過30%,而三聚氰胺的分子式含氮量為66%左右。通用的蛋白質(zhì)測試方法“凱氏定氮法”是通過測出含氮量來估算蛋白質(zhì)含量,因此,添加三聚氰胺會(huì)使得食品的蛋白質(zhì)測試含量偏高,從而使劣質(zhì)食品通過食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的測試。有人估算在植物蛋白粉和飼料中使測試蛋白質(zhì)含量增加一個(gè)百分點(diǎn),用三聚氰胺的花費(fèi)只有真實(shí)蛋白原料的1/5。三聚氰胺作為一種白色結(jié)晶粉末,沒有什么氣味和味道,摻雜后不易被發(fā)現(xiàn)。
三聚氰胺奶粉事件:各個(gè)品牌奶粉中蛋白質(zhì)含量為15-20%(晚上在超市看到包裝上還有標(biāo)示為10-20%的),蛋白質(zhì)中含氮量平均為16%。以某合格牛奶蛋白質(zhì)含量為2.8%計(jì)算,含氮量為0.44%,某合格奶粉蛋白質(zhì)含量為18%計(jì)算,含氮量為2.88%。而三聚氰胺含氮量為66.6%,是牛奶的151倍,是奶粉的23倍。每100g牛奶中添加0.1克三聚氰胺,就能提高0.4%蛋白質(zhì)。微溶系指溶質(zhì)1g(ml)能在溶劑100~不到1000ml中溶解,三聚氰胺在水中微溶,在牛奶這種水包油型的乳液中溶解度未找到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),本人覺得比水的溶解度要好一些,待驗(yàn)證。
三聚氰胺合成工藝:三聚氰胺最早被李比希于1834年合成,早期合成使用雙氰胺法:由電石(CaC2)制備氰胺化鈣(CaCN2),氰胺化鈣水解后二聚生成雙氰胺(dicyandiamide),再加熱分解制備三聚氰胺。目前因?yàn)殡娛母叱杀荆p氰胺法已被淘汰。與該法相比,尿素法成本低,目前較多采用。尿素以氨氣為載體,硅膠為催化劑,在380-400℃溫度下沸騰反應(yīng),先分解生成氰酸,并進(jìn)一步縮合生成三聚氰胺。
6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2
生成的三聚胺氣體經(jīng)冷卻捕集后得粗品,然后經(jīng)溶解,除去雜質(zhì),重結(jié)晶得成品。尿素法生產(chǎn)三聚氰胺每噸產(chǎn)品消耗尿素約3800kg、液氨500kg。
按照反應(yīng)條件不同,三聚氰胺合成工藝又可分為高壓法(7-10MPa,370-450℃,液相)、低壓法(0.5-1MPa,380-440℃,液相)和常壓法(<0.3MPa,390℃,氣相)三類。
國外三聚氰胺生產(chǎn)工藝大多以技術(shù)開發(fā)公司命名,如德國巴斯夫(BASF Process)、奧地利林茨化學(xué)法(Chemical Linz Process)、魯奇法(Lurgi Process)、美國聯(lián)合信號(hào)化學(xué)公司化學(xué)法(Allied Signal Chemical)、日本新日產(chǎn)法(Nissan Process)、荷蘭斯塔米卡邦法(既DSM法)等。這些生產(chǎn)工藝按合成壓力不同,可基本劃分為高壓法、低壓法和常壓法三種工藝。目前世界上技術(shù)先進(jìn)、競爭力較強(qiáng)的主要有日本新日產(chǎn)Nissan法和意大利Allied-Eurotechnica的高壓法,荷蘭DSM低壓法和德國BASF的常壓法。
我國三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)多采用半干式常壓法工藝,該方法是以尿素為原料0.1MPa以下,390℃左右時(shí),以硅膠做催化劑合成三聚氰胺,并使三聚氰胺在凝華器中結(jié)晶,粗品經(jīng)溶解、過濾、結(jié)晶后制成成品。
三聚氰胺相關(guān)致病案例:2007年,美國爆發(fā)寵物食品受污染事件。事后調(diào)查表明:摻雜了≤6.6%三聚氰胺的小麥蛋白粉是寵物食品導(dǎo)致中毒的原因。
2008年9月,中國爆發(fā)三鹿嬰幼兒奶粉受污染事件,導(dǎo)致食用了受污染奶粉的嬰幼兒產(chǎn)生腎結(jié)石病癥,其原因也是奶粉中含有三聚氰胺。
三聚氰胺的違法添加案例
2007年深圳檢驗(yàn)檢疫局從臺(tái)灣進(jìn)口的3批“愛族牌”觀賞魚飼料檢出三聚氰胺,且三聚氰胺含量較高,分別為0.35 g/kg 、0.47g/kg 、0.51g/kg。這3批魚飼料共 846千克,貨值1016美元。
2007年福建、天津、山東、珠海檢驗(yàn)檢疫局從進(jìn)口馬來西亞、泰國、秘魯?shù)聂~粉(HS編碼均為2301201000)中檢出三聚氰胺陽性,已依法對(duì)進(jìn)口魚粉作出 退貨處理。
據(jù)美國食品藥品管理局(FDA)官方消息,美國FDA首次在美國國內(nèi)生產(chǎn)的飼料中發(fā)現(xiàn)含有三聚氰胺,有關(guān)企業(yè)已經(jīng)開始自動(dòng)召回相關(guān)產(chǎn)品。含有三聚氰胺的飼料添加劑來自俄亥俄州托萊多市Tembec BTLSR公司和科羅拉多州約翰斯敦市Uniscope公司。Tembec公司生產(chǎn)AquaBond和Aqua-Tec II黏合劑,主要用于出口,同時(shí)向Uniscope公司提供生產(chǎn)Xtra-Bond黏合劑的原料,Uniscope公司生產(chǎn)的Xtra-Bond黏合劑主要供應(yīng)美國市場。上述黏合劑主要用于生產(chǎn)牛、綿羊、山羊、魚、蝦的顆粒飼料。Tembec公司確認(rèn),為了增加顆粒飼料的黏性,在產(chǎn)品配方中添加了三聚氰胺。但在美國三聚氰胺禁止用來作為動(dòng)物或魚/蝦飼料添加劑。
2007年北京檢驗(yàn)檢疫局從進(jìn)口澳大利亞的寵物食品(HS編碼為2309101000)中檢出三聚氰胺陽性,并依法對(duì)進(jìn)口寵物食品作出退貨處理。