Գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի մակերեսային փոփոխություն

Ալյումինի գերմանր հիդրօքսիդի փոշին ունի բազմաթիվ գործառույթներ, ինչպիսիք են՝ կրակը մարող, ծխի հեռացնող և լցնող, և կարող է ստեղծել սիներգետիկ կրակը մարող ազդեցություն ֆոսֆորի և այլ նյութերի հետ։ Այն կարևոր շրջակա միջավայրի պաշտպանության կրակը մարող միջոց է էլեկտրոնիկայի, քիմիական, մալուխային, պլաստմասսայի, ռետինե և այլ արդյունաբերություններում։

Ալյումինի հիդրօքսիդը լցոնման տեսակի անօրգանական կրակմարիչ է, ավելի լավ կրակմարիչ ազդեցություն ունենալու համար լցոնման քանակը պետք է լինի ավելի քան 40% (ընդհանուր քանակություն), որոշ դեպքերում՝ նույնիսկ մինչև 60%, սակայն լցոնման բարձր քանակը ոչ միայն լրջորեն ազդում է արտադրանքի մեխանիկական հատկությունների վրա, այլև վատթարացնում է էքստրուզիայի և մշակման արդյունավետությունը։

Հետևաբար, որպեսզի գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին լայնորեն կիրառվի կրակակայուն նյութերում, ինչպիսին է պոլիոլեֆինը, անհրաժեշտ է ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մակերեսը փոփոխել՝ մակերեսի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները բարելավելու, գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու և հիմքի, օրգանական պոլիմերի կամ խեժերի համատեղելիությունը և ցրվածությունը օրգանական հիմքում բարելավելու համար, որպեսզի բարելավվի նյութի մեխանիկական ամրությունը և համապարփակ աշխատանքը։

1. Մակերեսային մոդիֆիկատոր, որը սովորաբար օգտագործվում է գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի համար

(1) սիլանային միացնող նյութ

Գոյություն ունեն սիլանային միացնող նյութերի հարյուրից ավելի տեսակներ, որոնցից ամենակայունը մոնաշերտ ֆունկցիոնալ խմբի սիլանային միացնող նյութն է: β ֆունկցիոնալ խմբի սիլանային միացնող նյութի կայունությունը պողպատի և մետաղի միջև է: Բացի արտադրանքի մեխանիկական հատկությունների բարելավումից, β ֆունկցիոնալ խմբի սիլանային միացնող նյութը կարող է նաև բարելավել արտադրանքի էլեկտրական հատկությունները և խոնավության դիմադրությունը:

(2) ցիրկոնիումի միացնող նյութ

Ցիրկոնիումի ալյումինատ պարունակող անօրգանական պոլիմերի ցածր հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը ցիրկոնիումի ալյումինատ է։ Մոլեկուլի հիմնական շղթայում երկու տեսակի օրգանական լիգանդ ենթամիավորների կոմպլեքսացման վրա, ատամնավոր կապակցող նյութի հետ լավ հիդրօքսիլային կայունություն, մյուս ատամնավոր կապակցող նյութի հետ լավ օրգանական ռեակցիաներ, ալյումինի հիդրօքսիդի գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին ունի լավ փոփոխված ազդեցություն։

(3) բարձր ճարպաթթուներ և դրանց աղեր

Բարձր ճարպաթթուների և դրանց աղերի մոլեկուլային կառուցվածքում մեկ ծայրը երկար շղթայով ալկիլային խումբ է, իսկ մյուս ծայրը՝ կարբօքսիլային խումբ և դրա մետաղական աղ, որը կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել ալյումինի հիդրօքսիդի մակերեսային ֆունկցիոնալ խմբերի հետ։ Բարձր ճարպաթթվով և դրա աղով գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մշակումը կարող է բարելավել գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու և պոլիմերային մոլեկուլի միջև եղած կապը, ինչպես նաև բարելավել արտադրանքի մեխանիկական և մշակման հատկությունները։

(4) չհագեցած օրգանական թթուներ

Տարածված չհագեցած օրգանական թթուներն են՝ ակրիլաթթուն, մեթակրիլաթթուն, դարչինաթթուն և այլն: Ընդհանուր առմամբ, որքան ուժեղ է թթուն, այնքան ավելի հեշտ է իոնային կապ առաջացնել, ուստի ընտրեք ավելի շատ՝ ակրիլաթթու և մեթակրիլաթթու:

Տարբեր օրգանական թթուներ կարող են օգտագործվել առանձին, կարող են նաև խառը օգտագործման դեպքում, ալկալիական մետաղական իոնների հետ մշակելիս, որոնք պարունակում են հանքային գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշի, ազդեցությունն ավելի լավ է։

(5) օրգանոսիլիցիում

Մակրոմոլեկուլային օրգանոսիլիցիումը, որը հայտնի է նաև որպես սիլիցիումի յուղ, պոլիմերի տեսակ է, որը կապված է սիլիցիումի ատոմի վրա գտնվող օրգանական խմբի հետ սիլիցիումի թթվածնային կապի շղթայով (si-o-si)՝ որպես կմախք: Հաճախ օգտագործվում են ջրածին պարունակող պոլիմեթիլսիլօքսանը, հիդրօքսիլ-ծայրված պոլիդիմեթիլսիլօքսանը և այլն:

2. Գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի մակերեսային փոփոխման գործընթացը

Ներկայումս գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մակերեսային ձևափոխման մեթոդները հիմնականում չոր և խոնավ են։

(1) չոր փոփոխություն

Այս գործընթացում, փոփոխված գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին նախապես տաքացվում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան, և մոդիֆիկատորը դանդաղորեն կաթում է բարձր արագությամբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մեջ, և որոշակի ժամանակ ռեակցիայից հետո արտադրանքը կանգ է առնում փաթեթավորման համար։

Չոր մոդիֆիկացիայի առավելություններն են սարքավորումների նկատմամբ ցածր պահանջները և շահագործման պարզությունը: Թերությունն այն է, որ աշխատողների աշխատուժը մեծ է, իսկ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշեպատման արագությունը՝ ցածր:

(2) թաց մոդիֆիկացիա

Թաց մոդիֆիկացիան գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու արտադրության գործընթացն է, որը ներառում է ալյումինի հիդրօքսիդի խառնուրդի սինթեզ՝ զտումից, լվացումից, ֆիլտրի տորթի հարումից հետո, որոշակի ջերմաստիճանում խառնուրդի հարումից հետո՝ մոդիֆիկատոր ավելացնելուց, որոշակի ժամանակահատվածում խառնելուց, զտելուց, չորացնելուց և փաթեթավորումը հարելուց հետո։

Թաց մոդիֆիկացիայի առավելություններն են՝ ցածր աշխատուժ, փոշու աղտոտման բացակայություն, բարձր արտադրողականություն, ալյումինի հիդրօքսիդի փոշեպատման բարձր մակարդակ՝ 20-30%, մոդիֆիկացիայի էֆեկտը բարձր է և կայուն։ Չոր մոդիֆիկացիայի համեմատ, թաց մոդիֆիկացիան ունի ավելի երկար գործընթաց և սարքավորումների նկատմամբ ավելի բարձր պահանջներ։ Թաց մոդիֆիկացիայի առավելությունների շնորհիվ այն աստիճանաբար փոխարինում է չոր մոդիֆիկացիայի արտադրության մեթոդին։

3. Գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի մակերեսային փոփոխության ազդեցության գնահատման մեթոդ

(1) յուղի կլանման արագության փորձարկում

Յուղի կլանման արագությունը հիմնականում օգտագործվում է գերչակի յուղի անհրաժեշտ քանակը չափելու համար, երբ Al (OH)3 փոշու որոշակի քանակը հազիվ է հասնում հագեցած ներթափանցման, և այն օգտագործվում է խեժի անհրաժեշտ քանակը բնութագրելու համար, երբ Al (OH)3 փոշու որոշակի քանակը հազիվ է հասնում հագեցած ներթափանցման։

Հայտնաբերման մեթոդը հետևյալն է. կշռվում է գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին, մոտ 10 գ չորացրած նմուշը տեղադրվում է բաժակի մեջ, բյուրետով կաթեցնում են գերչակի յուղը և զգուշորեն խառնում ապակե ձողիկով՝ գերչակի յուղը և նմուշը հավասարաչափ ներծծելու համար՝ գնդիկի տեսքով։ Հաշվարկվել է 100 գ ալյումինի հիդրօքսիդի դիմաց ադսորբված գերչակի յուղի քանակը, այսինքն՝ գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու յուղի կլանման արագությունը։

Ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մակերեսային փոփոխությունից հետո յուղի կլանման արագությունը որոշակիորեն կփոխվի։ Եթե գերնուրբ ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին փոփոխվի սիլանային միացնող նյութով, յուղի կլանման արագությունը կնվազի մոտ 10%-ով։

(2) Սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակի թեստ

Ալյումինի հիդրօքսիդի գերմանր փոշու ձևաբանությունը մոդիֆիկացիայից առաջ և հետո հայտնաբերվել է էլեկտրոնային մանրադիտակով։ Մոդիֆիկացված փոշու դիսպերսիան մատրիցում ավելի լավ էր, քան չմոդիֆիկացված արտադրանքինը։

(3) FTIR թեստ

Արտադրանքի մակերեսին խմբերը վերլուծելու համար օգտագործվել է Ֆուրիեի ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիա (ftir): Օրինակ, վինիլ-Vi-ի և -Si-ի պարունակությունը կարելի է որոշել ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու ինֆրակարմիր սպեկտրներով՝ մեթիլ վինիլ սիլանի թաց մակերեսային մոդիֆիկացիայի միջոցով:

(4) արտադրանքի հատկությունների որոշում

Մոդիֆիկացված և չմոդիֆիկացված գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշիները օգտագործվել են մալուխի ցուցանիշները, ինչպիսիք են թթվածնի ինդեքսը, ձգման ամրությունը և կոտրման ժամանակ երկարացումը, փորձարկելու համար: Համեմատության միջոցով կարելի է պարզել, որ մոդիֆիկացված արտադրանքի կրակակայուն և մեխանիկական հատկությունները բարելավվել են:

(5) ակտիվացման ինդեքս

Ակտիվացման ինդեքսը մակերևույթի փոփոխության ազդեցությունը գնահատելու ինդեքս է՝ չափելով ջրի մակերևույթին լողացող ալյումինի հիդրօքսիդի քանակի և փոփոխումից հետո ալյումինի հիդրօքսիդի ընդհանուր քանակի տոկոսային հարաբերակցությունը։ Մակերևույթի փոփոխիչների տարբեր տեսակների և գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշու մշակման տարբեր մեթոդների պատճառով, փոփոխված փոշիների մի մասը կլողա ջրի մակերևույթին, իսկ մյուս մասը՝ կխորտակվի։

Օրինակ՝ նատրիումի ստեարատ, տիտանիատի թաց մոդիֆիկացիա, հիդրոֆոբ սիլանային չոր մոդիֆիկացիա՝ գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշուց հետո, ակտիվացման ինդեքսը կարող է օգտագործվել մոդիֆիկացիայի ազդեցությունը գնահատելու համար։ Սակայն, հիդրոֆիլ սիլանը մոդիֆիկացվել է չոր մեթոդով, և սիլանային թաց մեթոդով մոդիֆիկացված գերմանր ալյումինի հիդրօքսիդի փոշին կարող է ընկղմվել ջրի մեջ, ուստի մոդիֆիկացիայի ազդեցությունը չի կարող գնահատվել ակտիվացման ինդեքսով, և ճշգրիտ գնահատման մեթոդը ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան է։