Application de l'hydroxyde d'aluminium

L’expression « alumine chimique » désigne la production de lingots d’aluminium, à l’exception des produits dérivés ou des dérivés de l’alumine, de l’oxyde d’aluminium et de l’hydroxyde d’aluminium. Il existe des centaines de variétés d’alumine chimique, qui trouvent de nombreuses applications dans divers domaines. Cet article présentera les applications de l’hydroxyde d’aluminium.

L'hydroxyde d'aluminium, également appelé alumine hydratée, est un composé amphotère typique, soluble dans les acides et les bases, mais insoluble dans l'eau et l'alcool. Sa formule générale est Al₂O₃·H₂O et son point de fusion est de 300 °C (par perte d'eau). Selon sa teneur en eau, on distingue plusieurs types d'hydroxyde d'aluminium : l'alumine trihydratée, l'alumine monohydratée, l'alumine faiblement cristalline et l'hydroxyde d'aluminium amorphe. Extrait de la bauxite, il peut également être préparé à partir d'un sel d'aluminium et d'hydroxyde de sodium en présence d'ammoniaque. Il existe deux formes : cristalline et amorphe (gel).

L'hydroxyde d'aluminium amorphe est faiblement alcalin, faiblement ferreux, à granulométrie fine et d'une blancheur éclatante. Ce matériau présente les avantages suivants : dureté élevée, résistance à la chaleur et à l'usure, bonne stabilité chimique, non-toxicité, absence d'odeur et de volatilité, déshydratation et absorption de chaleur lorsqu'il est chauffé à plus de 250 °C, et excellentes propriétés d'élimination des fumées et de retardement de flamme. Ses principaux domaines d'application sont les suivants.

L'hydroxyde d'aluminium est une charge inorganique purifiée, à faible teneur en impuretés. Parmi les polymères utilisant l'hydroxyde d'aluminium comme agent de charge, on trouve la résine polyuréthane, la résine époxy, le polyéthylène, le polypropylène, le caoutchouc styrène-butadiène, etc. L'hydroxyde d'aluminium, en tant qu'ignifugeant et réducteur de fumée efficace, est utilisé depuis de nombreuses années dans les résines insaturées.

Le mécanisme ignifuge consiste à ajouter de l'ATH au polymère, réduisant ainsi la concentration de combustible ; l'hydroxyde d'aluminium amorcé une déshydratation endothermique à 250 °C, inhibant l'élévation de température du polymère ; la décomposition de la vapeur d'eau dilue la concentration d'oxygène, ralentissant la combustion ; la génération d'une surface combustible d'alumine peut empêcher la poursuite de la réaction de combustion.

L'hydroxyde d'aluminium est principalement utilisé dans l'industrie du couchage pour les revêtements de surface, les charges et le papier incombustible. Il améliore la brillance, la réflexion, la résistance à la lumière, le lissage et l'imprimabilité du papier. L'hydroxyde d'aluminium peut également servir de matière première pour le papier couché, le dioxyde de titane remplaçant alors l'argile. La granulométrie couramment utilisée pour l'hydroxyde d'aluminium est de 0,7 à 1,4 µm.

Papier ignifugé : résistant à la flamme et à la carbonisation, mais non inflammable. Fabriqué à partir de papier d’amiante ou de papier ignifugé contenant un traitement approprié (par exemple, de l’hydroxyde d’aluminium).

L'hydroxyde d'aluminium est non toxique, inodore et insoluble dans l'eau. C'est un excellent agent abrasif neutre. L'hydroxyde d'aluminium utilisé comme agent abrasif dans les dentifrices, produit industriellement, présente une dureté Mohs de 2,5 à 3,5, une pureté supérieure à 99 %, un pH de 8,0 à 9,5 et une granulométrie D50 de 8 à 15 microns. Son prix est abordable. Compatible avec le fluorure, il offre d'excellentes performances et fait partie des abrasifs idéaux pour les dentifrices.

La mullite est une famille de minéraux aluminosilicates. C'est le seul composé stable à deux éléments du système Al₂O₃-SiO₂. Ce minéral est relativement rare. Réfractaire de haute qualité, la mullite peut être obtenue par chauffage artificiel de silicate d'aluminium. Elle est principalement utilisée dans les industries des réfractaires, de la céramique, de la métallurgie, de la fonderie, de l'électronique et autres. Elle se caractérise par une excellente résistance aux hautes températures, une grande robustesse et une faible conductivité thermique.

De plus, l'hydroxyde d'aluminium peut être utilisé comme marbre artificiel, agate artificielle, charge pour tapis ; pour la production de sulfate d'aluminium, d'alun, d'alumine, d'alumine hydratée, d'aluminate de sodium, de produits chimiques et de caoutchouc ; comme retardateur de flamme ; comme charge et supplément pour adhésifs et mastics ; comme tamis moléculaire synthétique ; pour les gastricantiacides, etc.

L'hydroxyde d'aluminium sous forme de gel, également appelé boehmite ou alumine amorphe, présente de bonnes propriétés d'adhérence, de moulage, de résistance aux hautes températures, de capacité thermique élevée, de faible conductivité thermique, de bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation, ainsi qu'une grande résistance mécanique et une surface lisse.

L'hydroxyde d'aluminium est l'un des principaux ingrédients du gel d'aluminium pour l'estomac. Il est utilisé en médecine traditionnelle et entre dans la composition de préparations telles que les gélules de vitamine U et d'aluminium, les comprimés d'hydroxyde d'aluminium et d'autres composants importants. Son mécanisme d'action antiacide gastrique est le suivant : Al(OH)₃ + 6 HCl = 2 AlCl₃ + 3 H₂O. L'alumine hydratée, préparée à partir d'hydroxyde d'aluminium, peut être utilisée comme agent gélifiant en médecine et en cosmétique.

Le gel d'hydroxyde d'aluminium, utilisé pour le traitement de surface et l'adhésif, peut être fabriqué à partir de fibres inorganiques ou organiques. Grâce à sa résistance aux hautes températures et à sa finition de surface, il est largement utilisé dans la fabrication d'ustensiles en céramique haut de gamme, ainsi que dans la fabrication de porcelaine électrique ; il sert également de charge inorganique.