乳酸鋁(Aluminum Lactate),分子式Al[CH3CH(OH)COO]3,分子量294.20,為白色或黃色粉末狀固體，易溶于水。盡管自1913年就有對(duì)乳酸鋁的報(bào)道,但在其后的幾十年中,對(duì)乳酸鋁的研究和應(yīng)用進(jìn)展一直很緩慢。近年來(lái),美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家對(duì)乳酸鋁的應(yīng)用開發(fā)及生物學(xué)特性進(jìn)行了大量研究,試驗(yàn)表明這是一種廣泛的工業(yè)領(lǐng)域新原料。

合成方法

(1)由鋁鹽與乳酸反應(yīng):異丙氧基鋁和氯化鋁與乳酸按化學(xué)計(jì)量反應(yīng)制得乳酸鋁。

(2)由氫氧化鋁與乳酸反應(yīng):按x(氫氧化鋁):x(乳酸)=1:3加熱,溶解大量的氫氧化鋁后過(guò)濾，蒸發(fā)后再進(jìn)一步純化得到乳酸鋁。

(3)升汞處理鋁與乳酸反應(yīng):將質(zhì)量為13.2g鋁箔浸于濃度為0,01mol/L的HgCl2溶液中,然后放入1000mL,w(乳酸)=0.12的溶液使其溶解,后經(jīng)蒸發(fā)、洗滌、過(guò)濾、干燥得乳酸鋁134g。

(4)異丙酸鋁與乳酸反應(yīng):將質(zhì)量分別為11.1g 9.76g異丙酸鋁與乳酸溶于正己烷-異丙醇混合液中,在20~24℃下反應(yīng)得12.3g乳酸鋁沉淀。

(5)鋁與乳酸在催化劑存在下反應(yīng):n(乳酸):n(鋁)=3.025,w(乳酸)=0.20,催化劑為0.02%,反應(yīng)溫度98℃,反應(yīng)時(shí)間10h,適當(dāng)攪拌,乳酸鋁收率達(dá)92%,反應(yīng)混合物經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥,產(chǎn)品純度達(dá)99.1%[1]。

材料工業(yè)的應(yīng)用^[1]

乳酸鋁作為耐火鑄模、陶瓷、建筑材料等的重要原料組分,可以優(yōu)化產(chǎn)品的性能。

(1)耐火鑄模。耐火材料是乳酸鋁應(yīng)用較多且較為重要的一個(gè)領(lǐng)域，也是各國(guó)研究最多的一個(gè)領(lǐng)域。早在1986年，日本就研制出了一種以乳酸鋁為主要原料的堿性耐火材料:氧化鎂顆粒(S=0.1~5mm)70份;氧化鎂顆粒(S≤0.1mm)30份;乳酸鋁2份;SiO2粉末(S≤5um)4份;鍛燒過(guò)的粘土(S≤0.1mm)4份。該種類型的耐火材料質(zhì)地堅(jiān)固、耐用,耐火時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)60min以上,1260℃時(shí)能夠承受5.39Mpa的壓力而不會(huì)產(chǎn)生裂縫。并且,在400℃干燥后也不會(huì)脆裂,具有腐蝕作用的礦渣也不易將其腐蝕。因此,該類耐火材料可用作鍛燒爐爐件、爐襯等。

除此之外,日本還先后研制了大量以乳酸鋁為原料的耐火制品。這些耐火材料主要用作鍛燒爐的爐件、爐襯及鐵質(zhì)勺的襯里,也可用于銠排氣設(shè)備噴油嘴的浸入部分和焊接方面的防護(hù)。

(2)陶瓷。用于生產(chǎn)ALN陶瓷的ALN粉末也是以乳酸鋁為主要原料制得的。將含有1份堿式乳酸鋁和0.3份尿素的水溶液在150℃干燥,可得到一種粉末混合物。該粉末混合物在1500℃的氦氣中燃燒5h,可獲得純度>98%,平均直徑為24um的ALN粉末。而純度>98%的ALN 陶瓷就是由這種粉末與3%的Y2O3混合、塑形,在1650℃的氮?dú)庵袩Y(jié)3h后得到。

(3)建筑材料。中國(guó)學(xué)者的研究表明:在物理性質(zhì)保持不變的情況下,適量地加入有機(jī)纖維和乳酸鋁可以使得高鋁低水泥鑄件的抗爆炸能力提高。用這類鑄件建造的房屋等設(shè)施,由于對(duì)外力作用的承受能力高于普通建筑物,已逐漸成為設(shè)施建設(shè)的一個(gè)趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐紅,茍勁,陳新,等. 乳酸鋁在工業(yè)中的應(yīng)用研究[J]. 重慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2001,18(4):87-91. DOI:10.3969/j.issn.1672-6693.2001.04.025.