Η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου έχει πολλαπλές λειτουργίες όπως επιβράδυνση φλόγας, εξάλειψη καπνού και πλήρωση, και μπορεί να παράγει συνεργιστική επίδραση επιβράδυνσης φλόγας με φώσφορο και άλλες ουσίες. Είναι ένα σημαντικό επιβραδυντικό φλόγας για την προστασία του περιβάλλοντος στις βιομηχανίες ηλεκτρονικών, χημικών, καλωδίων, πλαστικών, καουτσούκ και άλλων.
Το υδροξείδιο του αργιλίου είναι ένα ανόργανο επιβραδυντικό φλόγας τύπου πλήρωσης. Για να επιτευχθεί καλύτερο αποτέλεσμα επιβράδυνσης φλόγας, η ποσότητα πλήρωσης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 40% (συνολική ποσότητα), σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα έως και 60%. Ωστόσο, η υψηλή ποσότητα πλήρωσης όχι μόνο επηρεάζει σοβαρά τις μηχανικές ιδιότητες των προϊόντων, αλλά επιδεινώνει και την απόδοση εξώθησης και επεξεργασίας.
Επομένως, για να γίνει η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου ευρέως χρησιμοποιούμενη σε υλικά επιβράδυνσης φλόγας όπως η πολυολεφίνη, πρέπει να τροποποιηθεί η επιφάνεια της σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου, προκειμένου να βελτιωθούν οι φυσικές και χημικές ιδιότητες της επιφάνειας, να ενισχυθεί η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου και το υπόστρωμα, η συμβατότητα και η διασπορά του οργανικού πολυμερούς ή ρητίνης στο οργανικό υπόστρωμα, προκειμένου να βελτιωθεί η μηχανική αντοχή του υλικού και η συνολική απόδοση.
1. Τροποποιητής επιφάνειας που χρησιμοποιείται συνήθως για το εξαιρετικά λεπτό υδροξείδιο του αργιλίου
(1) παράγοντας σύζευξης σιλανίου
Υπάρχουν περισσότερα από εκατό είδη παραγόντων σύζευξης σιλανίου, μεταξύ των οποίων ο παράγοντας σύζευξης σιλανίου μονοστοιβάδας με λειτουργική ομάδα είναι ο πιο σταθερός. Η σταθερότητα του παράγοντα σύζευξης σιλανίου με λειτουργική ομάδα β είναι μεταξύ χάλυβα και μετάλλου. Εκτός από την ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων των προϊόντων, ο παράγοντας σύζευξης σιλανίου με λειτουργική ομάδα β μπορεί επίσης να βελτιώσει τις ηλεκτρικές ιδιότητες και την αντοχή στην υγρασία των προϊόντων.
(2) παράγοντας σύζευξης ζιρκονίου
Κλάση παράγοντα σύζευξης ζιρκονίου που περιέχει αργιλικό ζιρκόνιο χαμηλής σχετικής μοριακής μάζας ανόργανου πολυμερούς στην κύρια αλυσίδα του μορίου στη συμπλοκοποίηση δύο ειδών οργανικών υπομονάδων υπομονάδων υποκαταστάτη, ένα οδοντωτό με παράγοντα σύζευξης καλή σταθερότητα υδροξυλίου, ένα άλλο οδοντωτό με παράγοντα σύζευξης καλές οργανικές αντιδράσεις, η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου υδροξειδίου του αργιλίου έχει καλά τροποποιημένα αποτελέσματα.
(3) ανώτερα λιπαρά οξέα και τα άλατά τους
Στη μοριακή δομή των ανώτερων λιπαρών οξέων και των αλάτων τους, το ένα άκρο είναι μια αλκυλομάδα μακράς αλυσίδας και το άλλο άκρο είναι μια καρβοξυλική ομάδα και το μεταλλικό άλας της, τα οποία μπορούν να αντιδράσουν με τις επιφανειακές λειτουργικές ομάδες του υδροξειδίου του αργιλίου. Η επεξεργασία της εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου με υψηλό λιπαρό οξύ και το άλας του μπορεί να βελτιώσει τη συγγένεια μεταξύ της εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου και του μορίου πολυμερούς και να βελτιώσει τις μηχανικές και επεξεργατικές ιδιότητες του προϊόντος.
(4) ακόρεστα οργανικά οξέα
Τα συνηθισμένα ακόρεστα οργανικά οξέα είναι: ακρυλικό οξύ, μεθακρυλικό οξύ, κινναμωμικό οξύ, κ.λπ. Γενικά, όσο ισχυρότερο είναι το οξύ, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστεί ιοντικός δεσμός, επομένως επιλέξτε περισσότερα: ακρυλικό οξύ και μεθακρυλικό οξύ.
Μια ποικιλία οργανικών οξέων μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο του, μπορεί επίσης να είναι μικτή χρήση, η επεξεργασία ιόντων αλκαλικών μετάλλων που περιέχουν ορυκτή εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου, το αποτέλεσμα είναι καλύτερο.
(5) οργανοπυριτίου
Το μακρομόριο οργανοπυριτίου, επίσης γνωστό ως έλαιο πυριτίου, είναι ένα είδος πολυμερούς που συνδέεται με οργανική ομάδα στο άτομο πυριτίου μέσω αλυσίδας δεσμού οξυγόνου πυριτίου (si-o-si) ως σκελετός. Συνήθως χρησιμοποιούνται πολυμεθυλοσιλοξάνιο που περιέχει υδρογόνο, πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο με τερματισμό υδροξυλίου, κ.λπ.
2. Διαδικασία τροποποίησης επιφάνειας εξαιρετικά λεπτού υδροξειδίου του αργιλίου
Προς το παρόν, οι μέθοδοι τροποποίησης επιφάνειας της εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου είναι κυρίως ξηρές και υγρές.
(1) ξηρή τροποποίηση
Σε αυτήν τη διαδικασία, η τροποποιημένη εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου προθερμαίνεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία και ο τροποποιητής στάζει αργά στη σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου υψηλής ταχύτητας και το προϊόν σταματά για συσκευασία μετά την αντίδραση σε ένα ορισμένο χρόνο.
Τα πλεονεκτήματα της ξηρής τροποποίησης είναι οι χαμηλές απαιτήσεις σε εξοπλισμό και η απλή λειτουργία. Το μειονέκτημα είναι ότι η ένταση εργασίας των εργαζομένων είναι μεγάλη, ο ρυθμός επικάλυψης σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου είναι χαμηλός.
(2) υγρή τροποποίηση
Η υγρή τροποποίηση είναι στη διαδικασία παραγωγής εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου, η σύνθεση πολτού υδροξειδίου του αργιλίου μετά από φιλτράρισμα, πλύσιμο, χτύπημα κέικ φίλτρου, σε μια ορισμένη θερμοκρασία χτυπήματος πολτού μετά την προσθήκη τροποποιητή, ανάδευση για ένα χρονικό διάστημα, φιλτράρισμα, ξήρανση και χτύπημα συσκευασίας.
Τα πλεονεκτήματα της υγρής τροποποίησης είναι η χαμηλή ένταση εργασίας, η έλλειψη ρύπανσης από σκόνη, η υψηλή παραγωγική απόδοση, το υψηλό ποσοστό επίστρωσης σε σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου, 20-30%, το αποτέλεσμα τροποποίησης είναι υψηλό και σταθερό. Σε σύγκριση με την ξηρή τροποποίηση, η υγρή τροποποίηση έχει μεγαλύτερη διαδικασία και υψηλότερες απαιτήσεις στον εξοπλισμό. Λόγω των πλεονεκτημάτων της υγρής τροποποίησης, αντικαθιστά σταδιακά τη μέθοδο παραγωγής ξηρής τροποποίησης.
3. Μέθοδος αξιολόγησης της επίδρασης τροποποίησης επιφάνειας του εξαιρετικά λεπτού υδροξειδίου του αργιλίου
(1) δοκιμή ρυθμού απορρόφησης λαδιού
Ο ρυθμός απορρόφησης ελαίου χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση της ποσότητας καστορέλαιου που απαιτείται όταν μια ορισμένη ποσότητα σκόνης Al (OH)3 μόλις φτάσει σε σημείο κορεσμού και χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό της ποσότητας ρητίνης που απαιτείται όταν μια ορισμένη ποσότητα σκόνης Al (OH)3 μόλις φτάσει σε σημείο κορεσμού.
Η μέθοδος ανίχνευσης έχει ως εξής: η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου ζυγίζεται και το ξηρό δείγμα είναι περίπου 10 g, τοποθετείται σε ένα ποτήρι ζέσεως, ρίχνεται καστορέλαιο με προχοΐδα και αναμειγνύεται απαλά με μια γυάλινη ράβδο για να γίνει το καστορέλαιο και το δείγμα ομοιόμορφα διεισδυμένα σε μια μπάλα. Υπολογίστηκε η ποσότητα καστορέλαιου που προσροφήθηκε ανά 100 g υδροξειδίου του αργιλίου, δηλαδή ο ρυθμός απορρόφησης λαδιού της εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου.
Μετά την τροποποίηση της επιφάνειας της σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου, ο ρυθμός απορρόφησης λαδιού θα αλλάξει σε κάποιο βαθμό. Εάν η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου τροποποιηθεί με παράγοντα σύζευξης σιλανίου, ο ρυθμός απορρόφησης λαδιού θα μειωθεί κατά περίπου 10%.
(2) Δοκιμή SEM
Η μορφολογία της εξαιρετικά λεπτής σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου πριν και μετά την τροποποίηση ανιχνεύθηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Η διασπορά της τροποποιημένης σκόνης στη μήτρα ήταν καλύτερη από αυτή του μη τροποποιημένου προϊόντος.
(3) Δοκιμή FTIR
Για την ανάλυση των ομάδων στην επιφάνεια του προϊόντος χρησιμοποιήθηκε φασματοσκοπία υπερύθρου Fourier (ftir). Για παράδειγμα, η περιεκτικότητα σε βινυλο-Vi και -Si μπορεί να προσδιοριστεί από τα φάσματα IR σκόνης υδροξειδίου του αργιλίου με υγρή επιφανειακή τροποποίηση μεθυλοβινυλοσιλανίου.
(4) προσδιορισμός των ιδιοτήτων του προϊόντος
Οι τροποποιημένες και μη τροποποιημένες σκόνες εξαιρετικά λεπτού υδροξειδίου του αργιλίου χρησιμοποιήθηκαν για τη δοκιμή των δεικτών καλωδίων όπως ο δείκτης οξυγόνου, η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση κατά τη θραύση. Μέσω σύγκρισης, διαπιστώνεται ότι οι επιβραδυντικές φλόγας και οι μηχανικές ιδιότητες των τροποποιημένων προϊόντων έχουν βελτιωθεί.
(5) δείκτης ενεργοποίησης
Ο δείκτης ενεργοποίησης είναι ένας δείκτης για την αξιολόγηση της επίδρασης τροποποίησης της επιφάνειας μετρώντας το ποσοστό της ποσότητας υδροξειδίου του αργιλίου που επιπλέει στην επιφάνεια του νερού προς τη συνολική ποσότητα υδροξειδίου του αργιλίου μετά την τροποποίηση. Λόγω των διαφορετικών τύπων τροποποιητών επιφάνειας και των διαφορετικών μεθόδων επεξεργασίας των εξαιρετικά λεπτών σκονών υδροξειδίου του αργιλίου, ορισμένες από τις τροποποιημένες σκόνες θα επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού και ορισμένες θα βυθίζονται.
Όπως το στεατικό νάτριο, η υγρή τροποποίηση τιτανικού, η υδρόφοβη ξηρή τροποποίηση σιλανίου μετά την εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου, ο δείκτης ενεργοποίησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση του αποτελέσματος τροποποίησης. Ωστόσο, το υδρόφιλο σιλάνιο τροποποιήθηκε με ξηρή μέθοδο και η εξαιρετικά λεπτή σκόνη υδροξειδίου του αργιλίου που τροποποιήθηκε με υγρή μέθοδο σιλανίου βυθίστηκε στο νερό, επομένως το αποτέλεσμα τροποποίησης δεν μπορούσε να αξιολογηθεί με δείκτη ενεργοποίησης και η ακριβής μέθοδος αξιολόγησης ήταν η υπέρυθρη φασματοσκοπία.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Απριλίου 2020