Ultrafini prah aluminijevog hidroksida ima višestruke funkcije kao što su usporavanje plamena, uklanjanje dima i punjenje, te može proizvesti sinergijski učinak usporavanja plamena s fosforom i drugim tvarima. To je važno sredstvo za usporavanje plamena u zaštiti okoliša u elektroničkoj, kemijskoj, kabelskoj, plastičnoj, gumenoj i drugim industrijama.
Aluminijev hidroksid je anorganski usporivač gorenja koji služi kao punilo. Kako bi se postigao bolji učinak 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 utječe na mehanička svojstva proizvoda, već i pogoršava performanse ekstruzije i obrade.
Stoga, kako bi se superfini prah aluminijevog hidroksida mogao široko koristiti u materijalima za usporavanje gorenja poput poliolefina, potrebno je modificirati površinu praha aluminijevog hidroksida kako bi se poboljšala fizikalna i kemijska svojstva površine, poboljšala kompatibilnost superfinog praha aluminijevog 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 aluminijev hidroksid
(1) silansko sredstvo za spajanje
Postoji više od stotinu vrsta silanskih veziva, među kojima je najstabilnije silansko vezivo s monoslojem i funkcionalnom skupinom. Stabilnost silanskog veziva s -funkcionalnom skupinom je između čelika i metala. Osim što poboljšava mehanička svojstva proizvoda, silansko vezivo s -funkcionalnom skupinom može poboljšati i električna svojstva i otpornost proizvoda na vlagu.
(2) cirkonijev spojni agens
Klasa cirkonijevog vezivnog sredstva sadrži cirkonijev aluminat niske relativne molekularne mase anorganskog polimera u glavnom lancu molekule na kompleksiranju dviju vrsta organskih ligandnih podjedinica, dentatni spoj s dobrim hidroksilnim stabilnošću, drugi dentatni spoj s dobrim organskim reakcijama, aluminijev hidroksid superfinog praha aluminijevog hidroksida ima dobre modificirane učinke.
(3) više masne kiseline i njihove soli
U molekularnoj strukturi viših masnih kiselina i njihovih soli, jedan kraj je dugolančana alkilna skupina, a drugi kraj je karboksilna skupina i njezina metalna sol koja može reagirati s površinskim funkcionalnim skupinama aluminijevog hidroksida. Obrada ultrafinog praha aluminijevog hidroksida s visokomasnom kiselinom i njezinom soli može poboljšati afinitet između ultrafinog praha aluminijevog 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 odaberite više: akrilnu kiselinu i metakrilnu kiselinu.
Razne organske kiseline mogu se koristiti samostalno, a mogu se koristiti i u miješanoj upotrebi. Obrada iona alkalijskih metala koji sadrže mineralni ultrafini prah aluminijevog hidroksida daje bolji učinak.
(5) organosilicij
Makromolekula organosilicija, također poznata kao silicijev ulje, vrsta je polimera koji je povezan s organskom skupinom na atomu silicija silicijevim kisikovim lancem (si-o-si) kao skeletom. Najčešće se koriste polimetilsiloksan koji sadrži vodik, hidroksilno-terminirani polidimetilsiloksan itd.
2. Postupak modifikacije površine ultrafinog aluminijevog hidroksida
Trenutno su metode modifikacije površine ultrafinog praha aluminijevog hidroksida uglavnom suhe 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 za pakiranje 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 aluminijevog hidroksida niska.
(2) mokra modifikacija
Mokra modifikacija je proces proizvodnje ultrafinog praha aluminijevog hidroksida, sinteza suspenzije aluminijevog hidroksida nakon filtriranja, pranja, tučenja filtarskog kolača, na određenoj temperaturi tučenja suspenzije nakon dodavanja modifikatora, miješanja tijekom određenog vremena, filtriranja, sušenja i tučenja pakiranja.
Prednosti mokre modifikacije su nizak intenzitet rada, bez onečišćenja prašinom, visoka učinkovitost proizvodnje, visoka stopa nanošenja aluminijevog hidroksidnog praha, 20-30%, učinak modifikacije je visok i stabilan. U usporedbi sa suhom modifikacijom, mokra modifikacija ima dulji proces i veće zahtjeve za opremu. Zbog prednosti mokre modifikacije, ona postupno zamjenjuje metodu proizvodnje suhe modifikacije.
3. Metoda procjene učinka modifikacije površine ultrafinog aluminijevog hidroksida
(1) ispitivanje brzine apsorpcije ulja
Brzina apsorpcije ulja uglavnom se koristi za mjerenje količine ricinusovog ulja potrebne kada određena količina Al(OH)3 praha dosegne točku zasićenja, a koristi se i za karakterizaciju količine smole potrebne kada određena količina Al(OH)3 praha dosegne točku zasićenja.
Metoda detekcije je sljedeća: superfini prah aluminijevog 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 adsorbirana na 100 g aluminijevog hidroksida, odnosno brzina apsorpcije ulja ultrafinog praha aluminijevog hidroksida.
Nakon modifikacije površine praha aluminijevog hidroksida, brzina apsorpcije ulja će se do određene mjere promijeniti. Ako se ultrafini prah aluminijevog hidroksida modificira silanskim sredstvom za spajanje, brzina apsorpcije ulja će se smanjiti za oko 10%.
(2) SEM test
Morfologija ultrafinog praha aluminijevog hidroksida prije i nakon modifikacije detektirana je elektronskim mikroskopom. Disperzija modificiranog praha u matrici bila je bolja od disperzije nemodificiranog produkta.
(3) FTIR test
Fourierova infracrvena spektroskopija (ftir) korištena je za analizu skupina na površini proizvoda. Na primjer, sadržaj vinila – Vi i – Si može se odrediti infracrvenim spektrima praha aluminijevog hidroksida s modifikacijom mokre površine metil vinil silana.
(4) određivanje svojstava proizvoda
Modificirani i nemodificirani ultrafini prahovi aluminijevog hidroksida korišteni su za ispitivanje indeksa kabela kao što su indeks kisika, vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu. Usporedbom se može utvrditi da su svojstva usporavanja gorenja i mehanička svojstva modificiranih proizvoda poboljšana.
(5) indeks aktivacije
Indeks aktivacije je indeks za procjenu učinka modifikacije površine mjerenjem postotka količine aluminijevog hidroksida koji pluta na površini vode u odnosu na ukupnu količinu aluminijevog hidroksida nakon modifikacije. Zbog različitih vrsta modifikatora površine i različitih metoda obrade ultrafinih prahova aluminijevog hidroksida, neki od modificiranih prahova će plutati na površini vode, a neki će potonuti.
Kao što su natrijev stearat, mokra modifikacija titanata, suha modifikacija hidrofobnim silanom nakon ultrafinog praha aluminijevog hidroksida, indeks aktivacije može se koristiti za procjenu učinka modifikacije; Međutim, hidrofilni silan modificiran je suhom metodom, a ultrafini prah aluminijevog hidroksida modificiran mokrom metodom silana potonuo bi u vodi, tako da se učinak modifikacije nije mogao procijeniti indeksom aktivacije, a točna metoda procjene bila je infracrvena spektroskopija.
Vrijeme objave: 24. travnja 2020.