Pulvis aluminii hydroxidi subtilissimus functiones multiplices habet, ut ignifugum, fumum eliminans, et implens, et effectum ignifugum synergicum cum phosphoro aliisque substantiis producere potest. Est ignifugus magni momenti ad protectionem ambitus in electronicis, chemicis, filorum, plasticis, gummi aliisque industriis.
Aluminii hydroxidum est materia inorganica ignifuga generis impletionis; ut melior effectus ignifugus obtineatur, quantitas impletionis plus quam 40% (quantitatis totalis) esse debet, nonnullis etiam usque ad 60%, sed haec magna quantitas impletionis non solum proprietates mechanicas productorum graviter afficit, sed etiam efficaciam extrusionis et processus deteriorem reddit.
Ergo, ut pulvis aluminii hydroxidi subtilissimus late in materiis ignifugis, ut polyolefinis, adhiberi possit, superficiem pulveris aluminii hydroxidi modificare necesse est, ut proprietates physicae et chemicae superficiei emendentur, pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi cum substrato augeatur, compatibilitas et dispersio polymerorum organicorum vel resinarum in substrato organico efficiatur, ut robur mechanicum materiae et efficacia completa augeatur.
1. Modificator superficiei vulgo adhibitum ad aluminii hydroxidum subtilissimum
(1) agens copulationis silani
Plus quam centum genera silanorum copulationum exstant, inter quae silanum cum uno strato et grege functionali stabilissimum est. Stabilitas silani cum grege functionali - inter ferrum et metallum consistit. Praeter proprietates mechanicas productorum augendas, silanum cum grege functionali - etiam proprietates electricas et resistentiam humiditatis productorum augere potest.
(2) agens copulationis zirconii
Classis agentis copulationis zirconii, aluminatum zirconii continens, massa moleculari relativa humilis polymeri inorganici in catena principali moleculae in complexatione duarum subunitatum ligandi organici; unum dentatum cum agente copulationis bonam stabilitatem hydroxyli habet, alterum dentatum cum agente copulationis bonas reactiones organicas habet; pulvis aluminii hydroxidi superfinis bonos effectus modificatos habet.
(3) acida pinguia superiora et sales eorum
In structura moleculari acidorum pinguium superiorum et salium eorum, unum extremum est grex alkyl catenae longae, alterum autem est grex carboxyl et sal eius metallicum, quod cum gregibus functionalibus superficialibus aluminii hydroxidi reagere potest. Tractatio pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi acido pingui alto et sale eius affinitatem inter pulverem aluminii hydroxidi subtilissimi et moleculam polymericam augere potest, atque proprietates mechanicas et processus producti emendare.
(4) acida organica insaturata
Acida organica insaturata communia sunt: acidum acrylicum, acidum methacrylicum, acidum cinnamicum, etc. Generaliter loquendo, quo fortius acidum, eo facilius nexum ionicum format, ergo plura elige: acidum acrylicum et acidum methacrylicum.
Varia acidorum organicorum sola adhiberi possunt, etiam mixta, ut ionibus metallorum alcalinorum pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi mineralibus continentibus tractatio melior sit.
(5) organosilicon
Macromolecula organosiliconis, quae etiam oleum siliconis appellatur, est genus polymeri quod cum grege organico in atomo siliconis per catenam oxygenii siliconis (Si-O-Si) quasi sceleton coniungitur. Saepe adhibentur polymethylsiloxanum hydrogenium continens, polydimethylsiloxanum hydroxyl-terminatum, et cetera.
2. Processus modificationis superficiei aluminii hydroxidi subtilissimi
In praesenti, modi modificationis superficiei pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi plerumque sicci et humidi sunt.
(1) modificatio sicca
In hoc processu, pulvis aluminii hydroxidi subtilissimus modificatus ad certam temperaturam praecalefacitur, et modificator lente in pulverem aluminii hydroxidi celeris instillatur, et productum post reactionem ad certum tempus ad convasandum sistitur.
Commoda modificationis siccae sunt requisita parva in apparatu et operatio facilis. Incommodum est quod intensitas laboris operariorum magna est, et proportio deductionis pulveris hydroxidi aluminii humilis est.
(2) modificatio humida
Modificatio humida est in processu productionis pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi, synthesis suspensionis aluminii hydroxidi post filtrationem, lavationem, verberationem crustae filtratoriae, sub certa temperatura verberationis suspensionis post additionem modificatoris, agitationem per tempus, filtrationem, siccationem et verberationem involucri.
Commoda modificationis humidae sunt parva intensitas laboris, nulla pollutio pulveris, alta efficientia productionis, alta proportio obductionis pulveris aluminii hydroxidi, 20-30%, effectus modificationis altus et stabilis est. Comparata cum modificatione sicca, modificatio humida processum longiorem et requisita altiora in apparatu habet. Ob commoda modificationis humidae, paulatim modum productionis modificationis siccae substituit.
3. Methodus aestimationis effectus modificationis superficialis aluminii hydroxidi ultrafinis
(1) Examen absorptionis olei
Ratio absorptionis olei praecipue adhibetur ad mensurandam quantitatem olei ricini necessariam cum certa quantitas pulveris Al(OH)3 vix ad saturationem infiltrationis pervenit, et ad describendam quantitatem resinae necessariam cum certa quantitas pulveris Al(OH)3 vix ad saturationem infiltrationis pervenit.
Modus detectionis est hoc modo: pulvis aluminae hydroxidi subtilissimus ponderatur et exemplum siccum (circa 10g) in poculum imponitur, oleum ricini buretta guttatim infunditur, et virga vitrea leniter miscetur, ut oleum ricini et exemplum aequaliter in globum infiltrantur. Quantitas olei ricini per 100g aluminii hydroxidi adsorpta calculata est, id est, ratio absorptionis olei pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi.
Post modificationem superficialem pulveris aluminii hydroxidi, ratio absorptionis olei quodammodo mutabitur. Si pulvis aluminii hydroxidi subtilissimus cum agente copulatorio silano modificatur, ratio absorptionis olei circiter 10% minuetur.
(2) Examen SEM
Morphologia pulveris aluminii hydroxidi subtilissimi ante et post modificationem microscopio electronico detecta est. Dispersio pulveris modificati in matrice melior erat quam producti non modificati.
(3) Examen FTIR
Spectroscopia Fourier infrarubra (ftir) adhibita est ad greges in superficie producti analyzandos. Exempli gratia, contentum vinyl-Vi et -Si determinari potest per spectra infrarubra pulveris aluminii hydroxidi cum modificatione superficiei humidae methylvinylsilani.
(4) determinatio proprietatum producti
Pulveres aluminii hydroxidi subtilissimi, sive modificati sive non modificati, ad indices funium, ut indicem oxygenii, robur tensile, et elongationem ad rupturam, examinandos adhibiti sunt. Per comparationem, inveniri potest proprietates ignifugas et mechanicas productorum modificatorum emendatas esse.
(5) index activationis
Index activationis est index ad effectum modificationis superficiei aestimandum, mensurando percentationem quantitatis aluminii hydroxidi in superficie aquae natantis ad quantitatem totalem aluminii hydroxidi post modificationem. Propter varia genera modificantium superficiei et diversas methodos tractationis pulverum aluminii hydroxidi ultrafinium, quaedam pulveres modificati in superficie aquae natabunt, quaedam submergentur.
Ut puta natrii stearas, titanas modificatus humidus, silanum hydrophobicum modificatum siccum post pulverem aluminii hydroxidi subtilissimum, index activationis ad effectum modificationis aestimandum adhiberi potest; attamen silanum hydrophilicum siccum modificatum est, et pulvis aluminii hydroxidi subtilissimus silanum modificatus siccum in aqua mergeretur, ergo effectus modificationis indice activationis aestimari non potuit, et accurata methodus aestimationis spectroscopia infrarubra erat.
Tempus publicationis: XXIV Aprilis MMXX