Ультратонкі парашок гідраксіду алюмінію мае мноства функцый, такіх як антыпірэн, выдаленне дыму і напаўняльнік, і можа ствараць сінергічны эфект антыпірэну з фосфарам і іншымі рэчывамі. Гэта важны экалагічна чысты антыпірэн у электроннай, хімічнай, кабельнай, пластмасавай, гумовай і іншых галінах прамысловасці.
Гідраксід алюмінію — гэта неарганічны вогнеахоўны напаўняльнік, для дасягнення лепшага вогнеахоўнага эфекту колькасць напаўняльніка павінна перавышаць 40% (ад агульнай колькасці), а ў некаторых выпадках нават да 60%, але высокая колькасць напаўняльніка не толькі сур'ёзна ўплывае на механічныя ўласцівасці вырабаў, але і пагаршае прадукцыйнасць экструзіі і апрацоўкі.
Такім чынам, для таго, каб атрымаць звыштонкі парашок гідраксіду алюмінію, які можа шырока выкарыстоўвацца ў вогнеахоўных матэрыялах, такіх як поліалефін, неабходна мадыфікаваць паверхню парашка гідраксіду алюмінію, каб палепшыць фізічныя і хімічныя ўласцівасці паверхні, павысіць сумяшчальнасць звыштонкага парашка гідраксіду алюмінію і падкладкі, а таксама дысперснасць арганічнага палімера або смалы ў арганічнай падкладцы, палепшыць механічную трываласць матэрыялу і ўсебаковыя характарыстыкі.
1. Мадыфікатар паверхні, які звычайна выкарыстоўваецца для атрымання ультратонкага гідраксіду алюмінію
(1) сіланавы злучальны агент
Існуе больш за сто відаў сіланавых злучальных агентаў, сярод якіх найбольш стабільным з'яўляецца монаслаёвы сіланавы злучальны агент з функцыянальнай групай. Стабільнасць сіланавага злучнага агента з функцыянальнай групай β-групы знаходзіцца паміж сталлю і металам. Акрамя паляпшэння механічных уласцівасцей вырабаў, сіланавы злучальны агент з функцыянальнай групай β-групы можа таксама палепшыць электрычныя ўласцівасці і вільгацятрываласць вырабаў.
(2) цырконіевы злучны агент
Клас цырконіевага злучнага агента, які змяшчае алюмінат цырконія з нізкай адноснай малекулярнай масай неарганічнага палімера ў асноўным ланцугу малекулы, пры комплексаванні двух відаў арганічных лігандных субадзінак, адзін з дентатным злучальным агентам добра ўстойлівы да гідраксільных груп, другі з дентатным злучальным агентам добра рэагуе на арганічныя рэакцыі, гідраксід алюмінію звыштонкага парашка гідраксіду алюмінію мае добрыя мадыфікаваныя эфекты.
(3) вышэйшыя тлустыя кіслоты і іх солі
У малекулярнай структуры вышэйшых тлустых кіслот і іх соляў адзін канец уяўляе сабой доўгаланцуговую алкільную групу, а другі канец — карбаксільную групу і яе металічную соль, якія могуць рэагаваць з паверхневымі функцыянальнымі групамі гідраксіду алюмінію. Апрацоўка ультратонкага парашка гідраксіду алюмінію высокатолустай кіслатой і яе соллю можа палепшыць сродства паміж ультратонкім парашком гідраксіду алюмінію і малекулай палімера, а таксама палепшыць механічныя і тэхналагічныя ўласцівасці прадукту.
(4) ненасычаныя арганічныя кіслоты
Распаўсюджаныя ненасычаныя арганічныя кіслоты: акрылавая кіслата, метакрылавая кіслата, карычная кіслата і г.д. Як правіла, чым мацнейшая кіслата, тым лягчэй утвараць іённую сувязь, таму выбірайце больш: акрылавую кіслату і метакрылавую кіслату.
Розныя арганічныя кіслоты можна выкарыстоўваць асобна, а таксама ў сумесі, апрацоўка іёнамі шчолачных металаў, якія змяшчаюць мінеральны ультратонкі парашок гідраксіду алюмінію, дае лепшы эфект.
(5) арганакрэмній
Макрамалекула арганакрэмнію, таксама вядомая як сіліконавы алей, — гэта від палімера, які злучаны з арганічнай групай на атаме крэмнію праз крэмніевы кіслародны ланцуг (Si-O-Si) у якасці шкілета. Звычайна выкарыстоўваюцца вадародзмяшчальныя поліметылсілоксан, полідыметылсілоксан з гідраксільнымі канцавымі групамі і г.д.
2. Працэс мадыфікацыі паверхні ультратонкага гідраксіду алюмінію
У цяперашні час метады мадыфікацыі паверхні ультратонкага парашка гідраксіду алюмінію ў асноўным сухія і вільготныя.
(1) сухая мадыфікацыя
У гэтым працэсе мадыфікаваны ультратонкі парашок гідраксіду алюмінію папярэдне награваецца да пэўнай тэмпературы, і мадыфікатар павольна па кроплях уводзіцца ў хуткасны парашок гідраксіду алюмінію, і прадукт спыняецца для ўпакоўкі пасля рэакцыі на пэўны час.
Перавагамі сухой мадыфікацыі з'яўляюцца нізкія патрабаванні да абсталявання і прастата эксплуатацыі. Недахопам з'яўляецца вялікая працаёмкасць рабочых, а хуткасць нанясення парашковага пакрыцця гідраксідам алюмінію нізкая.
(2) вільготная мадыфікацыя
Мокрая мадыфікацыя заключаецца ў працэсе вытворчасці ультратонкага парашка гідраксіду алюмінію, сінтэзе суспензіі гідраксіду алюмінію пасля фільтравання, прамывання, збівання фільтравальнай кучы, дадання мадыфікатара пры пэўнай тэмпературы збівання суспензіі, перамешвання на працягу пэўнага часу, фільтрацыі, сушкі і збівання ўпакоўкі.
Перавагамі вільготнай мадыфікацыі з'яўляюцца нізкая працаёмкасць, адсутнасць пылавога забруджвання, высокая эфектыўнасць вытворчасці, высокая хуткасць нанясення парашковага пакрыцця гідраксідам алюмінію (20-30%), высокі і стабільны эфект мадыфікацыі. У параўнанні з сухой мадыфікацыяй, вільготная мадыфікацыя мае больш працяглы працэс і больш высокія патрабаванні да абсталявання. Дзякуючы перавагам вільготнай мадыфікацыі, яна паступова замяняе метад вытворчасці сухой мадыфікацыі.
3. Метад ацэнкі эфекту мадыфікацыі паверхні ультрадысперсным гідраксідам алюмінію
(1) выпрабаванне хуткасці паглынання алею
Хуткасць паглынання алею ў асноўным выкарыстоўваецца для вымярэння колькасці рыцынавага алею, неабходнага, калі пэўная колькасць парашка Al (OH) 3 толькі дасягае ўзроўню насычэння, і выкарыстоўваецца для характарыстыкі колькасці смалы, неабходнай, калі пэўная колькасць парашка Al (OH) 3 толькі дасягае ўзроўню насычэння.
Метад выяўлення наступны: узважваюць і высушваюць узор масай каля 10 г звыштонкага парашка гідраксіду алюмінію, змяшчаюць у мензурку, дадаюць рыцынавы алей з дапамогай бюреткі і акуратна змешваюць шкляной палачкай, каб рыцынавы алей і ўзор раўнамерна праніклі ў шарык. Разлічваюць колькасць рыцынавага алею, адсарбаванага на 100 г гідраксіду алюмінію, гэта значыць хуткасць паглынання алею звыштонкім парашком гідраксіду алюмінію.
Пасля мадыфікацыі паверхні парашка гідраксіду алюмінію хуткасць паглынання алею зменіцца да пэўнай ступені. Калі ультратонкі парашок гідраксіду алюмінію мадыфікаваць сіланавым злучальным агентам, хуткасць паглынання алею знізіцца прыкладна на 10%.
(2) SEM-тэст
Марфалогія ультратонкага парашка гідраксіду алюмінію да і пасля мадыфікацыі была вызначана з дапамогай электроннага мікраскопа. Дысперсія мадыфікаванага парашка ў матрыцы была лепшай, чым у немадыфікаванага прадукту.
(3) Тэст у ІЧ-дыяпазоне з пераўтварэннем Фур'е
Для аналізу груп на паверхні прадукту выкарыстоўвалася інфрачырвоная спектраскапія Фур'е (FTIR). Напрыклад, утрыманне вінілу – Vi і – Si можна вызначыць з дапамогай ІЧ-спектраў парашка гідраксіду алюмінію з мадыфікацыяй вільготнай паверхні метылвінілсіланам.
(4) вызначэнне ўласцівасцей прадукту
Для выпрабавання такіх паказчыкаў кабеля, як кіслародны індэкс, трываласць на разрыў і падаўжэнне пры разрыве, выкарыстоўваліся мадыфікаваныя і немадыфікаваныя ультратонкія парашкі гідраксіду алюмінію. Параўнанне паказала, што вогнеўстойлівасць і механічныя ўласцівасці мадыфікаваных вырабаў палепшыліся.
(5) індэкс актывацыі
Індэкс актывацыі — гэта паказчык для ацэнкі эфекту мадыфікацыі паверхні шляхам вымярэння працэнтнай долі колькасці гідраксіду алюмінію, які плавае на паверхні вады, да агульнай колькасці гідраксіду алюмінію пасля мадыфікацыі. З-за розных тыпаў мадыфікатараў паверхні і розных метадаў апрацоўкі ультратонкіх парашкоў гідраксіду алюмінію некаторыя з мадыфікаваных парашкоў будуць плаваць на паверхні вады, а некаторыя — тануць.
Такія як стэарат натрыю, вільготная мадыфікацыя тытанатам, сухая мадыфікацыя гідрафобнага сілану пасля ультратонкага парашка гідраксіду алюмінію, для ацэнкі эфекту мадыфікацыі можна выкарыстоўваць індэкс актывацыі; аднак гідрафільны сілан быў мадыфікаваны сухім метадам, а ультратонкі парашок гідраксіду алюмінію, мадыфікаваны вільготным метадам сілану, тануў у вадзе, таму эфект мадыфікацыі нельга было ацаніць па індэксе актывацыі, і дакладным метадам ацэнкі была інфрачырвоная спектраскапія.
Час публікацыі: 24 красавіка 2020 г.