氟化钠

在牙膏中的应用

将氟化钠加到牙膏中能起到防龋作用，因为氟化物与牙釉质作用可在牙釉质表面形成氟磷灰石，提高牙釉质的硬度和抗酸能力，并可减少菌斑的形成,减少龋齿的发病率。
含氟牙膏的确有一定的防龋效果。早在19世纪中叶，欧洲已让孕妇口服氟化钙以防龋到了20世纪，氟化物被全世界公认为有效的防龋剂。一般的含氟牙膏中，氟化钠的含量是0.22-0.33%，单氟磷酸钠的含量是0.76%，如此微小的含量，已足以对人的牙齿产生良好的保护作用，可降低龋患病率28%。
按照牙膏中所含氟化物的不同，含氟牙膏分为以下几种：氟化钠牙膏、单氟磷酸钠牙膏、氟化亚锡牙膏、氟化胺牙膏等。目前我国市场上最常见的含氟牙膏是氟化钠牙膏和单氟磷酸钠牙膏，或者同时含有氟化钠和单氟磷酸钠的双氟牙膏。不同种类的含氟牙膏、也不论是含单氟或者双氟的牙膏，它们的防龋效果是一致的。

概述

氟化钠是一种离子化合物，分子式为NaF。室温下为无色晶体或白色 固体，无臭味[1]同时是一种重要的氟化物产品，广泛用于木材防腐剂、酿 酒杀菌剂、电解铝调整剂、牙齿氟化剂等领域。

理化性质

相对密度2.558(41/4℃)，熔点993℃，沸点1695℃[1]。（相对密度2.79，熔 点 992℃，沸点1704℃[3]）可溶于水(15℃，4.0g/ 100g 25℃，4.3g/100g) ，可溶于氢氟酸，不溶于乙醇。水溶液呈碱性(pH=7.4)。有毒（伤害神经系统 ），LD50180mg/kg (大白鼠，口服)，5～10 克致死。性状：无色乃至白色的结晶粉末，或是立方晶系微细结晶，无臭味。

制备方法

1、氟硅酸纯碱法
a、两步法
第1步，用NH4HCO3和H2SiF6反应生成NH4F溶液和SiO2沉淀.
H2SiF6+ 6NH4HCO3rarrSiO2+ 6NH4F+6CO2uarr+H2O
第2步，用Na2CO3与NH4F溶液反应制备NaF
2NH4F+Na2CO3rarr2NaF +(NH4)2CO3
b、一步法
由氟硅酸一步生产氟化钠的工艺流程如下：

H2SiF6（l）+3Na2CO3（l）+(x-1) H2O（l）rarrSiO2bullxH2O(s) +6NaF(s)+ 3CO2(g)
具体工艺为：反应原料纯碱和氟硅酸摩尔比为n(Na2CO3)/n(H2SiF6)=6.0，反 应温度为90~95 ℃，反应时间为90~120 min，溶液pH为5.0~5.5。
该工艺生产的产品外观好，质量也好。原料多采用磷肥厂的副产品氟硅酸钠， 价格较低并容易购得。生产过程化学反应温和，设备的腐蚀问题较前几种方法 要小得多。工艺条件控制得好时，二氧化硅质量接近白炭黑，可作为低档次的 白炭黑出售。ldquo三废rdquo排放方面，除了有二氧化碳气体逸出，无其他废水和固 废排出，属环境友好型的生产工艺。该工艺也是目前国内生产氟化钠的主要工 艺。
2、氟化铵纯碱法
将纯碱和氟化铵分别溶解后按比例混合，并将混合物加热，升温至300 ℃，搅 拌，直到把氨除尽为止。其
Na2CO3+2NH4F rarr2NaF+CO2uarr+2NH3uarr
该工艺优点是工艺简单，最大缺点就是生产成本太高，目前氟化铵的价格远高 于氟化钠。
3、熔浸法
该法是氟化钠最早的生产方法。即将萤石、纯碱和石英砂在高温下（～900 ℃ ）煅烧，然后用水浸取，再经蒸发、结晶、干燥后即得成品。化学反应式：
CaF2+Na2CO3+SiO2rarr NaF+CaSiO3+CO2uarr
该法的工艺流程示意如下：
此工艺对原料要求低，原料价格便宜。但产品的生产成本却不低，主要原因是 该工艺有以下缺点：1)是物料反应不完全，收率不高2)氟化钠在水中的溶解 度很小，且随温度变化不大，导致浸取率很低3)煅烧温度高，造成烧结块坚 硬，不易粉碎，也造成浸取困难4)能耗太高，导致生产成本居高不下5)生 产过程环境污染较大。该法已基本淘汰。
4、氢氟酸中和法
氢氟酸中和法是用纯碱或烧碱中和氢氟酸制得氟化钠。生产过程是：向铅制反 应釜中加入质量分数40%的氢氟酸，再慢慢加入纯碱或烧碱液中和，直到反应 液呈中性为止。然后经结晶、离心脱水、烘干，即得产品。反应式为： Na2CO3+2HF rarr2NaF+H2O+CO2uarr
工艺流程如下：
中和法也是较常采用的方法，是一条较成熟的工艺。流程简单、产品质量稳定 。但存在设备腐蚀严重的问题，因此对设备材质的要求很高。中和法使用氢氟 酸或氟化氢做原料，生产成本较高，在现阶段已缺乏市场竞争力。
5、离子交换法
用氢氟酸处理钠离子交换柱，制取氟化钠。
6、氟硅酸改进方法：
（1）铵化反应 碳酸氢铵和氟硅酸反应生成NH4F溶液和SiO2沉淀 。反应式 如下：
H2SiF6 +6NH4HCO3rarr6NH4F +SiO2darr+6CO2uarr+4H2O SiO2
经洗涤、干燥得白炭黑副产品NH4F溶液用于制氟化钠。 （2）制NaF由NH4F溶液制NaF有两种方法：一是用碳酸钠与NH4F反应，即氟化 铵纯碱法二是用氯化钠与NH4F反应，可称为氟化铵食盐法。两种方法的反应 式如下：
2NH4F +Na2CO3rarr2NaF +(NH4)2CO3
NH4F +NaClrarrNaF +NH4Cl
制取工艺流程如下：
7、磷肥副产氟硅酸氨化法
该技术无污染，清洁工艺生产，工艺水全循环，适合磷肥厂含氟尾气处理后生 产氟化钠产品。其化学
H2SiF6+6NH3+2H2O rarr 6NH4F+SiO2darr， NH4F+NaOH rarr NaFdarr+NH3+H2O。 工艺流程示意图如下：

药理作用

1、氟离子结合于牙及骨骼的磷灰石结晶，使其稳定，附着在釉质表面，增加 抗酸防龋能力。可直接作用于骨细胞，刺激成骨细胞增殖和细胞内的酶活性， 促进新骨形成，但主要是增加骨松质重量。另外，尚可结合骨羟磷石结晶，将 其羟基取代，形成更稳定的不易被溶解和吸收的无机盐。氟化物可使脱钙或钙 化不全的釉质再矿化，对牙釉质及骨骼的坚度，钙、磷的利用均十分重要。
2、在治疗口腔牙菌斑中，氟能抑制致龋菌，有显著抗龋作用。氟化物可改变 口腔的生态环境，不利于细菌的生长，也可抑制和影响细菌的糖酵解过程，影 响细胞内和细胞外多糖的合成。氟化物可通过几种途径抑制糖的酶解过程。糖 酶解过程中烯醇酶可使中间产物2-磷酸甘油转化成磷酸烯醇式丙酮酸进而生成 丙酮酸，后者还原成乳酸。烯醇酶对氟十分敏感，少量氟即可使其活性受抑制 ，一旦烯醇酶受到抑制，磷酸丙酮酸的转化也就会受到抑制，产酸过程也就终 止。
3、氟化物能抑制细菌对葡萄糖的摄入，从而影响细胞内多糖和细胞外多糖的 合成。细胞内多糖为细菌代谢提供营养物质和能源来源，细胞外多糖作为菌斑 的基质，其合成受到抑制也就抑制了菌斑的形成。氟化物还能反馈性抑制细菌 的产酸能力。

药代动力学

溶解于溶液或快速溶解的氟化物盐类，均易在胃肠道内吸收，进入机体后贮积 于骨骼及生长中的牙齿，经肾由尿排泄。少量随粪便及汗排出。在唾液、指甲 、头发中含少量。氟可经胎盘转运。

毒性机理

1、可以诱导细胞凋亡，如诱导睾丸间质细胞的凋亡。
2、可以诱导诱导人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞凋亡。
3、可通过调节Bcl-2 mRNA表达和抑制alpha-醋酸萘酚酯酶活性来抑制THP-1细胞 增殖并诱导其凋亡。
4、可以诱导CHL细胞的凋亡，且随着剂量的增加，诱导效应增强。
5、不引起CHL细胞染色体畸变，而会使L5178Y TK+/-3.7.2c细胞微核率明显升 高，这些可能由于L5178Y TK+/-3.7.2c细胞对诱变剂的细胞毒性有较高的耐受 性，而对诱变剂的细胞毒性耐受相对较低的CHL细胞则因为细胞染色质浓缩、 DNA被破坏、不能进行正常的分裂而表现出凋亡。

不良反应

摄入氟化钠5～ 20mg可发生胃肠道不适，成人一次摄入本品5～10g，儿童一次摄入氟离子5mg/kg，可能致死。急性氟过量可出现黑色柏油便、血性呕吐物、腹泻、倦睡、昏厥、唾液分泌增多因低钙而致手足搐搦、骨痛胃痉挛、震颤。慢性氟过量亦可有上述黑便、呕吐血性物、便秘、食欲减退、恶心呕吐、骨痛、肢体僵硬、体重减轻，牙釉质缺损出现白、棕或黑色斑点。并偶有过敏性皮疹、口唇黏膜溃疡。氟过量的治疗可给予静脉注射葡萄糖液、氯化钠注射液及石灰水洗胃，以沉淀氟化物。如有低钙可静脉注射葡萄糖酸钙，保持充足尿量排泄。

注意事项

1、使用氟化钠应严格控制每日摄氟量，防止氟中毒的产生
2、氟化钠溶液或凝胶应放置于塑料容器内
3、高氟地区病人、孕妇、哺乳期妇女、骨软化及肾功能衰竭者禁用。

应用

1、可用作高碳钢，例如沸腾钢的脱气剂，铝的电解或电解精制用助熔剂，纸张的防水处理，木材防腐剂(以氟化钠和硝基甲酚或二硝基苯酚为基料的电杆等防腐用)，防蛀牙用材料 (饮用水、牙膏等)，杀菌剂，杀虫剂，防腐剂等使用
2、用于饮水中缺乏氟化物地区儿童预防龋齿及口腔龋病的治疗
3、小剂量主要用于骨质疏松症和Paget骨病
4、可作为制造其他氟化物的原料或氟化工的氟化氢吸收剂
5、可作为轻金属氟盐处理剂、冶炼精炼保护剂、核工业中用作UF3吸附剂
6、钢和其他金属的清洗液，助焊剂及焊剂
7、陶瓷、玻璃及搪瓷的熔剂和遮光剂，制革工业的生皮和表皮处理剂
8、在黑色金属表面处理中作磷化促进剂，使磷化液稳定，改良磷化膜性能
9、在密封材料和刹车片生产中作为添加剂，起增加耐磨度的作用
10 在混凝土中作为添加剂，增强混凝土的耐腐性。

水中溶解度(g/100ml)

不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:
3.66g/0℃4.06g/20℃4.22g/30℃4.4g/40℃
4.68g/60℃4.89g/80℃5.08g/100℃

毒性

本品有毒，LD50180mg/kg。能腐蚀皮肤、刺激黏膜，长期接触有损神经系统。操作人员须穿戴工作服、口罩和手套，严防中毒。

参考资料

[1] 徐建国, 周贞锋, 应盛荣. 我国氟化钠生产技术的现状及发展趋势[J]. 化工生产与技术, 2011, 18(3):18-21.
[2] 陈早明, 陈喜蓉. 氟硅酸一步法制备氟化钠[J]. 有色金属科学与工程, 2011, 02(3):32-35.
[3] 王大全 主编.精细化工辞典.北京：化学工业出版社.1998.第192页.
[4] 冯湘波. 氟化钠的生产工艺及工业化[J]. 无机盐工业, 1994, (4):26- 28.
[5] 陈少萍,陈卓辉,陈佩珠 主编.口腔临床药物手册.广州：华南理工大学出 版社.2005.
[6] 周谡，张素慧，程小芹等. 氟化钠的体外遗传毒性[J]. 环境与职业医学. 2015，32（6）: 584-588.
[7] 徐元贞 主编.新全实用药物手册.郑州：河南科学技术出版社.2005.第900 页.

化学性质

无色发亮晶体或白色粉末，属四方晶系，有正六面或八面体结晶。 微溶于醇溶于水，水溶液呈酸性，溶于氢氟酸而成氟化氢钠。

用途

在微量分析中测定钪、光电比色中测定磷及钢铁分析试剂、掩蔽剂、防腐剂

用途

用作消毒剂、防腐剂、杀虫剂，也用于搪瓷、木材防腐、医药、冶金及制氟化物等

用途

主要用于机械刀片和刨刀的镶钢以增强焊接强度。其次用作木材防腐剂、酿造业杀菌剂，农业杀虫剂(须染上蓝色)、医用防腐剂、焊接助熔剂、饮水的氟处理剂。还用于其他氟化物和酪蛋白胶、氟化钠牙膏的生产，以及黏结剂、造纸和冶金行业。在元素氟生产中，用于除去微量氟化氢。此外，还用于搪瓷和制药等工业。

用途

作食品强化剂。我国规定可用于食盐，最大使用量为0.1g/kg。

用途

作木材防腐剂,医药防腐剂，焊接助熔剂及造纸工业、本公司生产的产品是牙膏特定级也可作饮用水的净水剂 制革工业的生皮和表皮处理轻金属冶炼精练和保护层胶合剂防腐和沸腾钢的制造。

用途

涂装工业中作磷化促进剂，使磷化液稳定，磷化细化，改良磷化膜性能。铝及其合金磷化中封闭具有危害性很大的负催化作用的Al3+，使磷化顺利进行木材防腐剂、农业杀虫剂、酿造业杀菌剂、医药防腐剂、焊接助焊剂、碱性锌酸盐镀锌添加剂及搪瓷、造纸业等。

生产方法

熔浸法
将萤石、纯碱和石英砂，在高温(800～900℃)下煅烧，然后用水浸取，再经蒸发、结晶、干燥得成品。
CaF2+Na2CO3+SiO2→2NaF+CaSi03+C02↑
中和法
用纯碱或烧碱中和氢氟酸而得，
2HF+Na2CO3→2NaF+H2O+CO2↑
在中和锅内用母液溶解纯碱，然后加入30%的氢氟酸中和至pH值8～9，且有CO2气体逸出为止，氢氟酸中往往含有氟硅酸杂质，中和后生成氟硅酸钠在90～95℃：下加热1h，氟硅酸钠即分解：
Na2SiF6+2Na2CO3→6NaF+SiO2+2C02↑
中和过程中pH值不得低于8，不然氟硅酸钠难被碱分解，中和液静置1h，清液经浓缩后冷却析出氟化钠结晶，再经离心分离、干燥、粉碎得成品。
氟硅酸钠法
由湿法磷酸和磷肥副产的氟硅酸，按常规方法可制得99.87%的氟硅酸钠。在84～95℃和0.15MPa的条件下反应160～180min、过量5%～8%的碱性溶液(pH值为8～9)中，生成氟化钠。
Na2SiF6+2Na2Co3→6NaF+SiO2+2C02↑
中和液静置澄清后，清液经蒸发浓缩、冷却结晶，分离后用50～60℃的热水洗涤，间接干燥得成品。

生产方法

中和法在反应器中加入纯碱(用母液溶解)，然后将配成的30％氢氟酸溶液用泵打入反应器中，至Ph值达8～9时即停止加酸，搅拌使其反应，至Ph＞8～9时，再加酸至Ph 8～9，如无二氧化碳气泡逸出即为终点。反应料液静置1h后，经离心分离、干燥、粉碎，制得氟化钠成品。其
2HF+Na2CO3→2NaF+H2+CO2↑
熔浸法将萤石、纯碱和石英砂在800～900℃下煅烧，然后用水浸取，过滤，把滤液再经蒸发、结晶、干燥后，制得氟化钠成品。其
CaF2+Na2CO3+SiO2→2NaF+CaSiO3+CO2↑
氟硅酸钠法将磷肥厂废气制得的氟硅酸钠和碳酸钠按1：2的摩尔比混合，在约80℃反应，析出氟化钠结晶和硅胶，然后加入氢氧化钠，将硅胶变成可溶性硅酸盐(Na2O·2SiO2～Na2O·3SiO2)溶解。再经过滤、干燥，制得氟化钠成品。其
Na2SiF6+2Na2CO3+H2O→6NaF+SiO2·H2O+2CO2

类别

农药

毒性分级

高毒

急性毒性

口服- 大鼠 LD50: 52 毫克/ 公斤 口服- 小鼠 LD50: 57 毫克/ 公斤

刺激数据

眼睛- 兔子 20 毫克/ 24小时