Itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai atlieka daug funkcijų, tokių kaip antipirenas, dūmų šalinimas ir užpildymas, ir gali sukelti sinergetinį antipireninį poveikį su fosforu ir kitomis medžiagomis. Tai svarbus aplinkos apsaugos antipirenas elektronikos, chemijos, kabelių, plastiko, gumos ir kitose pramonės šakose.
Aliuminio hidroksidas yra užpildo tipo neorganinis antipirenas. Norint pasiekti geresnį antipireninį poveikį, užpildo kiekis turi būti didesnis nei 40% (bendras kiekis), o kai kuriais atvejais net 60%, tačiau didelis užpildo kiekis ne tik rimtai veikia gaminių mechanines savybes, bet ir pablogina ekstruzijos bei apdorojimo našumą.
Todėl, norint, kad itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai būtų plačiai naudojami ugniai atspariose medžiagose, tokiose kaip poliolefinas, reikia modifikuoti aliuminio hidroksido miltelių paviršių, kad būtų pagerintos paviršiaus fizikinės ir cheminės savybės, sustiprintas itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių ir substrato suderinamumas, organinių polimerų arba dervų suderinamumas ir dispersiškumas organiniame substrate, siekiant pagerinti medžiagos mechaninį stiprumą ir visapusiškas eksploatacines savybes.
1. Paviršiaus modifikatorius, dažniausiai naudojamas itin smulkiam aliuminio hidroksidui
(1) silano jungiamoji medžiaga
Yra daugiau nei šimtas rūšių silano jungiamųjų medžiagų, iš kurių stabiliausias yra monosluoksnis – funkcinė grupė – silano jungiamasis agentas. -funkcinės grupės silano jungiamasis agentas yra stabilus tarp plieno ir metalo. Be to, kad pagerina gaminių mechanines savybes, -funkcinės grupės silano jungiamasis agentas taip pat gali pagerinti gaminių elektrines savybes ir atsparumą drėgmei.
(2) cirkonio jungiamoji medžiaga
Cirkonio jungiamoji medžiaga, kurios sudėtyje yra mažos santykinės molekulinės masės neorganinio polimero cirkonio aliuminato pagrindinėje grandinėje, sudaro dviejų rūšių organinių ligandų subvienetus. Vienas dantytasis jungiamasis agentas pasižymi geru hidroksilo stabilumu, kitas dantytasis jungiamasis agentas pasižymi geromis organinėmis reakcijomis. Smulkūs aliuminio hidroksido milteliai pasižymi geru modifikuotu poveikiu.
(3) aukštesnės riebalų rūgštys ir jų druskos
Aukštesnių riebalų rūgščių ir jų druskų molekulinėje struktūroje vienas galas yra ilgos grandinės alkilo grupė, o kitas galas yra karboksilo grupė ir jos metalo druska, kuri gali reaguoti su aliuminio hidroksido paviršiaus funkcinėmis grupėmis. Ultrafinų aliuminio hidroksido miltelių apdorojimas aukštos riebalų rūgštimi ir jos druska gali pagerinti ultrafinų aliuminio hidroksido miltelių ir polimero molekulės afinitetą ir pagerinti produkto mechanines bei apdorojimo savybes.
(4) nesočiosios organinės rūgštys
Dažniausios nesočiosios organinės rūgštys yra: akrilo rūgštis, metakrilo rūgštis, cinamono rūgštis ir kt. Paprastai tariant, kuo stipresnė rūgštis, tuo lengviau susidaro joninis ryšys, todėl rinkitės daugiau: akrilo rūgštį ir metakrilo rūgštį.
Įvairios organinės rūgštys gali būti naudojamos atskirai, taip pat gali būti naudojamos mišriai, apdorojant šarminių metalų jonus, kurių sudėtyje yra mineralinių itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių, poveikis yra geresnis.
(5) organinis silicis
Makromolekulinis organinis silicio junginys, dar žinomas kaip silicio aliejus, yra polimero rūšis, kuri yra sujungta su silicio atomo organine grupe silicio deguonies jungties grandine (si-o-si) kaip skeletu. Dažniausiai naudojami vandenilį turintys polimetilsiloksanai, hidroksilo grupės polidimetilsiloksanai ir kt.
2. Itin smulkaus aliuminio hidroksido paviršiaus modifikavimo procesas
Šiuo metu itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių paviršiaus modifikavimo metodai daugiausia yra sausi ir šlapi.
(1) sausas modifikavimas
Šiame procese modifikuoti itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai pašildomi iki tam tikros temperatūros, modifikatorius lėtai lašinamas į greitaeigius aliuminio hidroksido miltelius, o po reakcijos tam tikrą laiką produktas sustabdomas pakavimui.
Sauso modifikavimo privalumai yra maži įrangos reikalavimai ir paprastas valdymas. Trūkumas yra didelis darbuotojų darbo intensyvumas, o aliuminio hidroksido miltelinio dažymo greitis yra mažas.
(2) šlapias modifikavimas
Drėgna modifikacija yra itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių gamybos procese, aliuminio hidroksido suspensijos sintezėje po filtravimo, plovimo, filtro torto plakimo, tam tikroje plakimo suspensijos temperatūroje, pridėjus modifikatoriaus, tam tikrą laiką maišant, filtruojant, džiovinant ir plakant pakuotę.
Šlapios modifikacijos privalumai yra mažas darbo intensyvumas, dulkių taršos nebuvimas, didelis gamybos efektyvumas, didelė aliuminio hidroksido miltelinio dažymo sparta – 20–30 %, o modifikavimo efektas yra didelis ir stabilus. Palyginti su sausa modifikacija, šlapia modifikacija trunka ilgiau ir kelia didesnius reikalavimus įrangai. Dėl šlapios modifikacijos privalumų ji palaipsniui keičia sausos modifikacijos gamybos metodą.
3. Itin smulkios aliuminio hidroksido paviršiaus modifikavimo poveikio vertinimo metodas
(1) alyvos absorbcijos greičio bandymas
Aliejaus absorbcijos greitis daugiausia naudojamas norint išmatuoti ricinos aliejaus kiekį, reikalingą, kai tam tikras Al (OH) 3 miltelių kiekis vos pasiekia prisotinimo infiltraciją, ir jis naudojamas apibūdinti dervos kiekį, reikalingą, kai tam tikras Al (OH) 3 miltelių kiekis vos pasiekia prisotinimo infiltraciją.
Aptikimo metodas yra toks: pasveriami itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai, o džiovinto mėginio masė yra apie 10 g, jie dedami į cheminę stiklinę, biurete įpilama ricinos aliejaus ir švelniai sumaišoma stikline lazdele, kad ricinos aliejus ir mėginys tolygiai pasiskirstytų į rutulį. Apskaičiuojamas itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių adsorbuoto ricinos aliejaus kiekis, t. y. itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių aliejaus absorbcijos greitis.
Modifikavus aliuminio hidroksido miltelių paviršių, alyvos absorbcijos greitis tam tikru mastu pasikeis. Jei itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai bus modifikuoti silano rišamąja medžiaga, alyvos absorbcijos greitis sumažės apie 10%.
(2) SEM testas
Ultrasmulkių aliuminio hidroksido miltelių morfologija prieš modifikavimą ir po jo buvo nustatyta elektroniniu mikroskopu. Modifikuotų miltelių dispersija matricoje buvo geresnė nei nemodifikuoto produkto.
(3) FTIR bandymas
Produkto paviršiuje esančioms grupėms analizuoti buvo naudojama Furjė infraraudonųjų spindulių spektroskopija (ftir). Pavyzdžiui, vinilo –Vi ir –Si kiekį galima nustatyti pagal aliuminio hidroksido miltelių su metilvinilsilano modifikuotu šlapiu paviršiumi infraraudonųjų spindulių spektrus.
(4) produkto savybių nustatymas
Modifikuoti ir nemodifikuoti itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai buvo naudojami kabelių rodikliams, tokiems kaip deguonies rodiklis, tempiamasis stipris ir pailgėjimas plyšimo metu, išbandyti. Palyginus galima pastebėti, kad modifikuotų gaminių antipireninės ir mechaninės savybės pagerėjo.
(5) aktyvacijos indeksas
Aktyvacijos indeksas yra indeksas, skirtas paviršiaus modifikavimo efektui įvertinti, matuojant aliuminio hidroksido, plūduriuojančio vandens paviršiuje, kiekio procentą nuo bendro aliuminio hidroksido kiekio po modifikavimo. Dėl skirtingų paviršiaus modifikatorių tipų ir skirtingų ypač smulkių aliuminio hidroksido miltelių apdorojimo metodų kai kurie modifikuoti milteliai plūduriuos vandens paviršiuje, o kai kurie nuskęs.
Tokie kaip natrio stearatas, titanato šlapioji modifikacija, hidrofobinio silano sausoji modifikacija po itin smulkių aliuminio hidroksido miltelių, aktyvacijos indeksas gali būti naudojamas modifikacijos efektui įvertinti; Tačiau hidrofilinis silanas buvo modifikuotas sausuoju metodu, o itin smulkūs aliuminio hidroksido milteliai, modifikuoti silano šlapiuoju metodu, nuskęstų vandenyje, todėl modifikacijos efekto nebuvo galima įvertinti aktyvacijos indeksu, o tikslus vertinimo metodas buvo infraraudonųjų spindulių spektroskopija.
Įrašo laikas: 2020 m. balandžio 24 d.