Открыть сервисСервис

Меламин — химическое соединение

Меламин (2,4,6-триамино-1,3,5-триазин, C₃H₆N₆) — органическое гетероциклическое соединение, производное триазина, содержащее три аминогруппы. Представляет собой белый кристаллический порошок без запаха, малорастворимый в воде и растворимый в диметилформамиде. Меламин широко используется в промышленности как сырьё для производства меламиноформальдегидных смол, а также в составе кормовых добавок и удобрений. Входит в число наиболее производимых азотсодержащих химических соединений в мире.

Физические и химические свойства

Меламин кристаллизуется в бесцветных призматических кристаллах. Его молярная масса составляет 126,12 г/моль, температура плавления — 345–354 °C (при разложении). Плотность — 1,574 г/см³. В холодной воде растворяется слабо, при нагревании растворимость возрастает. Обладает слабыми основными свойствами.

Молекула меламина содержит симметричный триазиновый цикл с тремя аминогруппами, расположенными в 2-, 4- и 6-положениях. Это определяет его способность к реакциям поликондендации с формальдегидом, а также к гидролизу с образованием циануровой кислоты и её производных.

Получение

Синтез из мочевины

Основной промышленный способ получения меламина — термическое разложение мочевины (карбамида) при температуре 350–400 °C под давлением в присутствии катализаторов (оксиды алюминия, кремния, циркония). Реакция протекает через промежуточное образование циануровой кислоты:

6 (NH₂)₂CO → C₃N₃(NH₂)₃ + 3 CO₂ + 6 NH₃

Процесс был разработан в середине XX века и с тех пор является основным промышленным методом. Крупнейшими производителями меламина являются Китай, Индия, Иран, Турция и ряд других стран. В России меламин выпускается на нескольких химических предприятиях, в том числе в составе комплексов по переработке мочевины.

Лабораторные методы

В лаборатории меламин может быть получен из дихлортриазина, циануровой кислоты, а также барбитуровой кислоты. Один из классических методов — взаимодействие цианамидов с аммиаком.

Применение

Меламиноформальдегидные смолы

Основная область применения меламина — производство термореактивных меламиноформальдегидных смол (МФС), которые образуются при поликондендации меламина с формальдегидом. Эти смолы обладают высокой твёрдостью, химической стойкостью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и низкой горючестью. Из них изготавливают:

  • ламинированные покрытия для древесностружечных плит и столешниц;
  • посуду — тарелки, чашки, контейнеры для пищи;
  • электрические изоляторы и детали бытовой техники;
  • текстильные пропитки, придающие тканям огнестойкость;
  • клеи для производства фанеры и мебели.

Меламиновая посуда, произведённая из чистого меламиноформальдегидного материала, допущена к контакту с пищевыми продуктами при температурах до 120 °C.

Кормовые добавки и удобрения

Меламин содержит около 66,7 % азота по массе, что делает его потенциально привлекательным в качестве азотсодержащей добавки. Исторически он использовался в качестве протеинового заменителя в кормах для скота и удобрений, однако такое применение связано с серьёзными рисками для здоровья животных и людей.

Другие применения

Меламин применяется в производстве меламиновых солей (например, меламин-сульфата и меламин-фосфата) в качестве антипылевых агентов в угольной промышленности, а также как компонент в рецептурах огнезащитных покрытий. В аналитической химии используется для определения формальдегида.

Токсикология и безопасность

Сам по себе меламин обладает низкой острой токсичностью (LD₅0 при пероральном введении для крыс — около 3 г/кг). Однако при попадании в организм он способен вступать в реакцию с циануровой кислотой, образуя нерастворимые комплексы — меламин-циануратные кристаллы, которые вызывают мочекаменную болезнь и почечную недостаточность. Синергетический эффект меламина и циануровой кислоты значительно превосходит токсичность каждого вещества в отдельности.

Скандалы с загрязнением пищевых продуктов

Меламин стал широко известен после ряда скандалов, связанных с его незаконным добавлением в пищевые продукты для искусственного завышения показателей содержания белка при тестировании по методу Кьельдаля (меламин, как азотсодержащее вещество, искажает результаты анализа).

  • 2008 год, Китай: меламин был обнаружен в детском молоке и молочных смесях, что привело к более чем 300 000 пострадавших детей, из которых около 54 000 госпитализированы и не менее 6 погибли. Скандал привёл к пересмотру стандартов контроля качества молочной продукции во всём мире.
  • 2007 год, Великобритания и США: меламин и родственные соединения были обнаружены в кормах для домашних животных, что вызвало массовые отравления и гибель собак и кошек.

В России и Евросоюзе установлены предельно допустимые концентрации меламина в пищевых продуктах и детском питании (обычно на уровне 2,5 мг/кг для отдельных продуктов и 1 мг/кг для молочных смесей).

Нормативное регулирование

В Российской Федерации меламин и меламиноформальдегидные смолы регулируются техническими регламентами Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» и санитарными нормами, допускающими использование полимерных материалов на основе меламина для контакта с пищевыми продуктами при соблюдении условий эксплуатации.

Историческая справка

Меламин был впервые синтезирован немецким химиком Львом Штеглихом (Leopold Gmelin?) в 1834 году путём пирогенеза тиомочевины. Промышленное производство было налажено в 1930-х годах компанией American Cyanamid. Широкое распространение меламиноформальдегидные смолы получили после Второй мировой войны.

Источники:

  • «Ульманова энциклопедия промышленной химии»
  • «Кирк-Отмер. Энциклопедия химической технологии»
  • ГОСТ Р и технические регламенты Таможенного союза по безопасности пищевой продукции
  • Публикации Всемирной организации здравоохранения по оценке рисков меламина в пищевых продуктах
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru