Ülipeen alumiiniumhüdroksiidi pulber täidab mitmeid funktsioone, näiteks on see leegiaeglustaja, suitsu eemaldaja ja täiteaine ning võib fosfori ja teiste ainetega sünergilise leegiaeglustava toime tekitada. See on oluline keskkonnakaitseline leegiaeglustaja elektroonika-, keemia-, kaabli-, plasti-, kummi- ja muudes tööstusharudes.
Alumiiniumhüdroksiid on täiteaine tüüpi anorgaaniline leegiaeglustaja. Parema leegiaeglustava efekti saavutamiseks peab täitekogus olema üle 40% (kogukogus), mõned isegi kuni 60%, kuid suur täitekogus mitte ainult ei mõjuta oluliselt toodete mehaanilisi omadusi, vaid halvendab ka ekstrusiooni ja töötlemistulemusi.
Seega, et ülipeent alumiiniumhüdroksiidipulbrit saaks laialdaselt kasutada leegiaeglustavates materjalides, näiteks polüolefiinis, tuleb alumiiniumhüdroksiidipulbri pinda modifitseerida, et parandada pinna füüsikalisi ja keemilisi omadusi, suurendada ülipeent alumiiniumhüdroksiidipulbri ja aluspinna sobivust, orgaanilise polümeeri või vaigu ühilduvust ja dispersiooni orgaanilises aluspinnas, et parandada materjali mehaanilist tugevust ja terviklikku jõudlust.
1. Pinna modifikaator, mida tavaliselt kasutatakse ülipeene alumiiniumhüdroksiidi jaoks
(1) silaani sidestusaine
On olemas üle saja liigi silaansidestusaineid, mille hulgas on kõige stabiilsem monokihiline funktsionaalrühmaga silaansidestusaine. F-funktsionaalrühmaga silaansidestusaine on stabiilne terase ja metalli vahel. Lisaks toodete mehaaniliste omaduste parandamisele võib F-funktsionaalrühmaga silaansidestusaine parandada ka toodete elektrilisi omadusi ja niiskuskindlust.
(2) tsirkooniumi sidestusaine
Tsirkooniumi sidestusagens, mis sisaldab tsirkooniumaluminaati, on anorgaanilise polümeeri madala suhtelise molekulmassiga molekul, mille molekuli peaahelas on kahe tüüpi orgaanilise ligandi subühikute komplekseerimine. Ühel dentaatrühmal on sidestusagensiga hea hüdroksüülstabiilsus, teisel dentaatrühmal sidestusagensiga head orgaanilised reaktsioonid. Alumiiniumhüdroksiidi ülipeenel alumiiniumhüdroksiidi pulbril on hea modifitseeritud toime.
(3) kõrgemad rasvhapped ja nende soolad
Kõrgemate rasvhapete ja nende soolade molekulaarstruktuuris on üks ots pika ahelaga alküülrühm ja teine ots karboksüülrühm ja selle metallisool, mis võivad reageerida alumiiniumhüdroksiidi pinna funktsionaalrühmadega. Ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pulbri töötlemine kõrge rasvhappe ja selle soolaga võib parandada ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pulbri ja polümeermolekuli vahelist afiinsust ning parandada toote mehaanilisi ja töötlemisomadusi.
(4) küllastumata orgaanilised happed
Levinud küllastumata orgaanilised happed on: akrüülhape, metakrüülhape, kaneelhape jne. Üldiselt, mida tugevam on hape, seda lihtsam on ioonsidet moodustada, seega vali rohkem: akrüülhape ja metakrüülhape.
Erinevaid orgaanilisi happeid saab kasutada eraldi või segada. Leelismetalliioonide töötlemisel kasutatakse mineraalset ülipeent alumiiniumhüdroksiidi pulbrit, mis annab parema efekti.
(5) ränidioksiid
Makromolekulaarne orgaaniline räni, tuntud ka kui räniõli, on polümeer, mis on räni aatomi orgaanilise rühmaga ühendatud räni hapniku sideme ahela (si-o-si) abil, moodustades skeleti. Tavaliselt kasutatakse vesinikku sisaldavat polümetüülsiloksaani, hüdroksüülrühmaga lõppevat polüdimetüülsiloksaani jne.
2. Ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pinna modifitseerimise protsess
Praegu on ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pulbri pinna modifitseerimise meetodid peamiselt kuiv- ja märgmeetodid.
(1) kuivmodifitseerimine
Selles protsessis eelsoojendatakse modifitseeritud ülipeen alumiiniumhüdroksiidi pulber teatud temperatuurini ja modifikaator tilgutatakse aeglaselt kiire alumiiniumhüdroksiidi pulbri sisse ning toode peatatakse pakendamiseks pärast reaktsiooni teatud aja möödumist.
Kuivmodifitseerimise eelised on seadmete madal nõudlus ja lihtne käsitsemine. Puuduseks on töötajate suur töömahukus ja madal alumiiniumhüdroksiidi pulbervärvimise määr.
(2) märgmodifitseerimine
Märgmodifitseerimine toimub ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pulbri tootmisprotsessis, alumiiniumhüdroksiidi suspensiooni sünteesimisel pärast filtreerimist, pesemist, filtrikoogi peksmist, teatud temperatuuril suspensiooni peksmist pärast modifikaatori lisamist, teatud aja jooksul segamist, filtreerimist, kuivatamist ja pakendamise peksmist.
Märgmodifitseerimise eelised on madal töömahukus, tolmu saastatuse puudumine, kõrge tootmistõhusus, kõrge alumiiniumhüdroksiidi pulbervärvimise määr (20–30%) ning modifitseerimise efekt on kõrge ja stabiilne. Võrreldes kuivmodifitseerimisega on märgmodifitseerimisel pikem protsess ja seadmetele esitatavad kõrgemad nõuded. Märgmodifitseerimise eeliste tõttu asendab see järk-järgult kuivmodifitseerimise tootmismeetodit.
3. Ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pinna modifitseerimise mõju hindamismeetod
(1) õli neeldumiskiiruse test
Õli neeldumiskiirust kasutatakse peamiselt kastoorõli vajaliku koguse mõõtmiseks, kui teatud kogus Al(OH)3 pulbrit saavutab küllastusinfiltratsiooni, ja seda kasutatakse vaigu vajaliku koguse iseloomustamiseks, kui teatud kogus Al(OH)3 pulbrit saavutab küllastusinfiltratsiooni.
Tuvastusmeetod on järgmine: ülipeen alumiiniumhüdroksiidi pulber kaalutakse ja kuivatatud proov on umbes 10 g, asetatakse keeduklaasi, tilgutatakse büretiga kastoorõli ja segatakse õrnalt klaaspulgaga, et saada kastoorõli ja proov ühtlaselt palliks. Arvutati 100 g alumiiniumhüdroksiidi kohta adsorbeerunud kastoorõli kogus, st ülipeen alumiiniumhüdroksiidi pulbri õli imendumise kiirus.
Pärast alumiiniumhüdroksiidi pulbri pinna modifitseerimist muutub õli neeldumiskiirus teatud määral. Kui ülipeent alumiiniumhüdroksiidi pulbrit modifitseeritakse silaani sidestusainega, väheneb õli neeldumiskiirus umbes 10%.
(2) SEM-test
Ülipeene alumiiniumhüdroksiidi pulbri morfoloogiat enne ja pärast modifitseerimist tuvastati elektronmikroskoobi abil. Modifitseeritud pulbri dispersioon maatriksis oli parem kui modifitseerimata produktil.
(3) FTIR-katse
Toote pinnal olevate rühmade analüüsimiseks kasutati Fourier' infrapunaspektroskoopiat (ftir). Näiteks vinüül-Vi ja -Si sisaldust saab määrata metüülvinüülsilaani märgpinnaga modifitseeritud alumiiniumhüdroksiidi pulbri infrapunaspektrite abil.
(4) toote omaduste määramine
Modifitseeritud ja modifitseerimata ülipeente alumiiniumhüdroksiidi pulbrite abil testiti kaabli näitajaid, nagu hapnikuindeks, tõmbetugevus ja katkevenivus. Võrdluse käigus leiti, et modifitseeritud toodete leegiaeglustavad ja mehaanilised omadused on paranenud.
(5) aktiveerimisindeks
Aktiveerimisindeks on indeks pinna modifitseerimise efekti hindamiseks, mõõtes vee pinnal ujuva alumiiniumhüdroksiidi koguse protsenti modifitseerimise järgse alumiiniumhüdroksiidi koguhulgast. Erinevat tüüpi pinna modifitseerijate ja ülipeente alumiiniumhüdroksiidi pulbrite erinevate töötlemismeetodite tõttu ujuvad mõned modifitseeritud pulbrid vee pinnal ja mõned vajuvad põhja.
Näiteks naatriumstearaat, titanaadi märgmodifikatsioon, hüdrofoobse silaani kuivmodifikatsioon pärast ülipeent alumiiniumhüdroksiidi pulbrit, saab modifitseerimise efekti hindamiseks kasutada aktivatsiooniindeksit; hüdrofiilset silaani modifitseeriti aga kuivmeetodil ja silaani märgmeetodil modifitseeritud ülipeen alumiiniumhüdroksiidi pulber vajus vette, seega ei saanud modifitseerimise efekti aktivatsiooniindeksi abil hinnata ja täpne hindamismeetod oli infrapunaspektroskoopia.
Postituse aeg: 24. aprill 2020