Ultrafini prah aluminijum hidroksida ima višestruke funkcije kao što su usporavanje plamena, uklanjanje dima i punjenje, te može proizvesti sinergijski učinak usporavanja plamena s fosforom i drugim supstancama. To je važno sredstvo za zaštitu okoliša od plamena u elektroničkoj, hemijskoj, kablovskoj, plastičnoj, gumenoj i drugim industrijama.
Aluminijum hidroksid je neorganski usporivač gorenja koji služi kao punilo. Da bi se postigao bolji efekat usporavanja gorenja, količina punila mora biti veća od 40% (ukupna količina), a neke čak i do 60%, ali velika količina punila ne samo da ozbiljno utiče na mehanička svojstva proizvoda, već i pogoršava performanse ekstruzije i obrade.
Stoga, da bi se superfini prah aluminijum hidroksida mogao široko koristiti u materijalima za usporavanje gorenja, kao što je poliolefin, potrebno je modificirati površinu praha aluminijum hidroksida kako bi se poboljšala fizička i hemijska svojstva površine, poboljšala kompatibilnost superfinog praha aluminijum hidroksida i podloge, te disperzija organskog polimera ili smole u organskoj podlozi, te poboljšala mehanička čvrstoća materijala i sveobuhvatne performanse.
1. Površinski modifikator koji se obično koristi za ultrafini aluminijum hidroksid
(1) silansko sredstvo za spajanje
Postoji više od stotinu vrsta silanskih vezivnih sredstava, među kojima je najstabilnije silansko vezivno sredstvo s monoslojem i funkcionalnom grupom. Stabilnost silanskog vezivnog sredstva s -funkcionalnom grupom je između čelika i metala. Pored poboljšanja mehaničkih svojstava proizvoda, silansko vezivno sredstvo s -funkcionalnom grupom može poboljšati i električna svojstva i otpornost proizvoda na vlagu.
(2) cirkonijumsko sredstvo za spajanje
Klasa cirkonijum vezivnog sredstva sadrži cirkonijum aluminat, a u glavnom lancu molekule, anorganski polimer se formira u kompleksu od dvije vrste organskih ligandnih podjedinica. Jedna dentatna podjedinica sa vezivnim sredstvom ima dobru hidroksilnu stabilnost, a druga dentatna podjedinica sa vezivnim sredstvom ima dobre organske reakcije. Superfini prah aluminijum hidroksida u prahu ima dobre modifikacione efekte.
(3) više masne kiseline i njihove soli
U molekularnoj strukturi viših masnih kiselina i njihovih soli, jedan kraj je dugolančana alkilna grupa, a drugi kraj je karboksilna grupa i njena metalna sol koja može reagovati sa površinskim funkcionalnim grupama aluminijum hidroksida. Tretiranje ultrafinog praha aluminijum hidroksida visokomasnom kiselinom i njenom soli može poboljšati afinitet između ultrafinog praha aluminijum hidroksida i molekule polimera, te poboljšati mehanička i procesna svojstva proizvoda.
(4) nezasićene organske kiseline
Uobičajene nezasićene organske kiseline su: akrilna kiselina, metakrilna kiselina, cimetna kiselina itd. Općenito govoreći, što je kiselina jača, lakše se formira ionska veza, pa birajte više: akrilnu kiselinu i metakrilnu kiselinu.
Razne organske kiseline mogu se koristiti samostalno, a mogu se koristiti i u mješovitoj upotrebi. Tretman jonima alkalnih metala koji sadrže mineralni ultrafini prah aluminijum hidroksida daje bolji efekat.
(5) organosilicijum
Makromolekula organosilicija, poznata i kao silikonsko ulje, je vrsta polimera koja je povezana s organskom grupom na atomu silicija pomoću silicijevog kisikovog lanca (si-o-si) kao skeleta. Najčešće se koriste polimetilsiloksan koji sadrži vodik, hidroksilno-terminirani polidimetilsiloksan itd.
2. Proces modifikacije površine ultrafinog aluminijum hidroksida
Trenutno su metode modifikacije površine ultrafinog praha aluminijum hidroksida uglavnom suve i mokre.
(1) suha modifikacija
U ovom procesu, modificirani ultrafini prah aluminijevog hidroksida se prethodno zagrijava na određenu temperaturu, a modifikator se polako kaplje u brzi prah aluminijevog hidroksida, a proizvod se zaustavlja radi pakiranja nakon reakcije na određeno vrijeme.
Prednosti suhe modifikacije su niski zahtjevi za opremu i jednostavan rad. Nedostatak je što je intenzitet rada radnika velik, a brzina nanošenja praha aluminijum hidroksida niska.
(2) mokra modifikacija
Mokra modifikacija je proces proizvodnje ultrafinog praha aluminijum hidroksida, sinteza suspenzije aluminijum hidroksida nakon filtriranja, pranja, tučenja filter kolača, na određenoj temperaturi tučenja suspenzije nakon dodavanja modifikatora, miješanja tokom određenog vremenskog perioda, filtriranja, sušenja i tučenja pakovanja.
Prednosti mokre modifikacije su nizak intenzitet rada, odsustvo zagađenja prašinom, visoka efikasnost proizvodnje, visoka stopa nanošenja aluminijum hidroksidnog praha, 20-30%, efekat modifikacije je visok i stabilan. U poređenju sa suhom modifikacijom, mokra modifikacija ima duži proces i veće zahtjeve za opremu. Zbog prednosti mokre modifikacije, ona postepeno zamjenjuje metodu proizvodnje suhe modifikacije.
3. Metoda procjene efekta modifikacije površine ultrafinog aluminijum hidroksida
(1) test brzine apsorpcije ulja
Brzina apsorpcije ulja se uglavnom koristi za mjerenje količine ricinusovog ulja potrebne kada određena količina Al(OH)3 praha dostigne zasićenu infiltraciju, a koristi se i za karakterizaciju količine smole potrebne kada određena količina Al(OH)3 praha dostigne zasićenu infiltraciju.
Metoda detekcije je sljedeća: superfini prah aluminijum hidroksida se izvaže i osuši uzorak od oko 10 g, stavi se u čašu, biretom se doda ricinusovo ulje i lagano se miješa staklenim štapićem kako bi se ricinusovo ulje i uzorak ravnomjerno infiltrirali u kuglicu. Izračunata je količina ricinusovog ulja adsorbovanog na 100 g aluminijum hidroksida, odnosno brzina apsorpcije ulja ultrafinog praha aluminijum hidroksida.
Nakon modifikacije površine praha aluminijum hidroksida, brzina apsorpcije ulja će se do određene mjere promijeniti. Ako se ultrafini prah aluminijum hidroksida modificira silanskim sredstvom za spajanje, brzina apsorpcije ulja će se smanjiti za oko 10%.
(2) SEM test
Morfologija ultrafinog praha aluminijum hidroksida prije i poslije modifikacije detektovana je elektronskim mikroskopom. Disperzija modificiranog praha u matrici bila je bolja nego kod nemodificiranog proizvoda.
(3) FTIR test
Fourierova infracrvena spektroskopija (ftir) korištena je za analizu grupa na površini proizvoda. Na primjer, sadržaj vinila – Vi i – Si može se odrediti IR spektrima praha aluminijum hidroksida s modifikacijom mokre površine metil vinil silana.
(4) određivanje svojstava proizvoda
Modifikovani i nemodifikovani ultrafini prahovi aluminijum hidroksida korišteni su za testiranje indeksa kabla kao što su indeks kiseonika, zatezna čvrstoća i izduženje pri prekidu. Poređenjem se može utvrditi da su svojstva usporavanja gorenja i mehanička svojstva modifikovanih proizvoda poboljšana.
(5) indeks aktivacije
Indeks aktivacije je indeks za procjenu efekta modifikacije površine mjerenjem procenta količine aluminijum hidroksida koji pluta na površini vode u odnosu na ukupnu količinu aluminijum hidroksida nakon modifikacije. Zbog različitih vrsta modifikatora površine i različitih metoda obrade ultrafinih prahova aluminijum hidroksida, neki od modificiranih prahova će plutati na površini vode, a neki će potonuti.
Kao što su natrijum stearat, modifikacija mokrim titanatom, modifikacija suhim hidrofobnim silanom nakon ultrafinog praha aluminijum hidroksida, indeks aktivacije može se koristiti za procjenu efekta modifikacije; Međutim, hidrofilni silan je modificiran suhom metodom, a ultrafini prah aluminijum hidroksida modificiran mokrom metodom silana bi potonuo u vodi, tako da se efekat modifikacije nije mogao procijeniti indeksom aktivacije, a tačna metoda procjene bila je infracrvena spektroskopija.
Vrijeme objave: 24. april 2020.