Serbuk aluminium hidroksida ultrahalus mempunyai pelbagai fungsi seperti kalis api, penyingkiran asap dan pengisian, dan boleh menghasilkan kesan kalis api sinergi dengan fosforus dan bahan lain. Ia merupakan kalis api perlindungan alam sekitar yang penting dalam industri elektronik, kimia, kabel, plastik, getah dan lain-lain.
Aluminium hidroksida ialah sejenis kalis api bukan organik untuk pengisian, untuk mencapai kesan kalis api yang lebih baik, jumlah pengisian perlu lebih daripada 40% (jumlah keseluruhan), malah ada yang setinggi 60%, tetapi jumlah pengisian yang tinggi bukan sahaja menjejaskan sifat mekanikal produk secara serius, tetapi juga memburukkan lagi prestasi penyemperitan dan pemprosesan.
Oleh itu, untuk membuat serbuk aluminium hidroksida super halus, ia boleh digunakan secara meluas dalam bahan kalis api seperti poliolefin, perlu diubah suai permukaan serbuk aluminium hidroksida, untuk meningkatkan sifat fizikal dan kimia permukaan, meningkatkan serbuk dan substrat aluminium hidroksida super halus, keserasian dan keserasian polimer organik atau resin dalam substrat organik, untuk meningkatkan kekuatan mekanikal bahan dan prestasi komprehensif.
1. Pengubah suai permukaan yang biasa digunakan untuk aluminium hidroksida ultrahalus
(1) agen gandingan silana
Terdapat lebih daripada seratus jenis agen gandingan silana, antaranya agen gandingan silana kumpulan berfungsi monolayer adalah yang paling stabil. Kestabilan agen gandingan silana kumpulan berfungsi adalah antara keluli dan logam. Selain meningkatkan sifat mekanikal produk, agen gandingan silana kumpulan berfungsi juga boleh meningkatkan sifat elektrik dan rintangan kelembapan produk.
(2) agen gandingan zirkonium
Agen gandingan zirkonium kelas yang mengandungi zirkonium aluminat jisim molekul relatif rendah polimer bukan organik dalam rantai utama molekul pada kompleksasi dua jenis subunit ligan organik, dentat dengan agen gandingan kestabilan hidroksil yang baik, dentat lain kepada agen gandingan tindak balas organik yang baik, serbuk aluminium hidroksida superhalus mempunyai kesan yang diubah suai yang baik.
(3) asid lemak yang lebih tinggi dan garamnya
Dalam struktur molekul asid lemak yang lebih tinggi dan garamnya, satu hujungnya ialah kumpulan alkil rantai panjang, dan hujung yang satu lagi ialah kumpulan karboksil dan garam logamnya yang boleh bertindak balas dengan kumpulan berfungsi permukaan aluminium hidroksida. Merawat serbuk aluminium hidroksida ultrahalus dengan asid lemak tinggi dan garamnya boleh meningkatkan afiniti antara serbuk aluminium hidroksida ultrahalus dan molekul polimer, dan meningkatkan sifat mekanikal dan pemprosesan produk.
(4) asid organik tak tepu
Asid organik tak tepu yang biasa ialah: asid akrilik, asid metakrilik, asid sinamik, dan sebagainya. Secara amnya, semakin kuat asid, semakin mudah untuk membentuk ikatan ionik, jadi pilih lebih banyak: asid akrilik dan asid metakrilik.
Pelbagai asid organik boleh digunakan secara bersendirian, juga boleh digunakan secara campuran, rawatan ion logam alkali yang mengandungi serbuk aluminium hidroksida ultrahalus mineral, kesannya lebih baik.
(5) organosilikon
Organosilikon makromolekul, juga dikenali sebagai minyak silikon, ialah sejenis polimer yang disambungkan dengan kumpulan organik pada atom silikon oleh rantai ikatan oksigen silikon (si-o-si) sebagai rangka. Biasa digunakan ialah polimetilsiloksana yang mengandungi hidrogen, polidimetilsiloksana yang ditamatkan hidroksil, dan sebagainya.
2. Proses pengubahsuaian permukaan aluminium hidroksida ultra halus
Pada masa ini, kaedah pengubahsuaian permukaan serbuk aluminium hidroksida ultrahalus kebanyakannya kering dan basah.
(1) pengubahsuaian kering
Dalam proses ini, serbuk aluminium hidroksida ultrahalus yang diubah suai dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu, dan pengubah suai dititiskan perlahan-lahan ke dalam serbuk aluminium hidroksida berkelajuan tinggi, dan produk dihentikan untuk pembungkusan selepas tindak balas pada masa tertentu.
Kelebihan pengubahsuaian kering adalah keperluan peralatan yang rendah dan operasi yang mudah. Kelemahannya ialah intensiti buruh pekerja yang besar, kadar salutan serbuk aluminium hidroksida adalah rendah.
(2) pengubahsuaian basah
Pengubahsuaian basah adalah dalam proses pengeluaran serbuk aluminium hidroksida ultrahalus, sintesis buburan aluminium hidroksida selepas penapisan, basuhan, pemukulan kek penapis, dalam suhu tertentu pemukulan buburan selepas menambah pengubah suai, kacau untuk tempoh masa, penapisan, pengeringan dan pemukulan pembungkusan.
Kelebihan pengubahsuaian basah adalah keamatan tenaga kerja yang rendah, tiada pencemaran habuk, kecekapan pengeluaran yang tinggi, kadar salutan serbuk aluminium hidroksida yang tinggi, 20-30%, kesan pengubahsuaian yang tinggi dan stabil. Berbanding dengan pengubahsuaian kering, pengubahsuaian basah mempunyai proses yang lebih lama dan keperluan peralatan yang lebih tinggi. Disebabkan oleh kelebihan pengubahsuaian basah, ia secara beransur-ansur menggantikan kaedah pengeluaran pengubahsuaian kering.
3. Kaedah penilaian kesan pengubahsuaian permukaan aluminium hidroksida ultrahalus
(1) ujian kadar penyerapan minyak
Kadar penyerapan minyak digunakan terutamanya untuk mengukur jumlah minyak jarak yang diperlukan apabila sejumlah serbuk Al(OH)3 tertentu mencapai penyusupan tepu, dan ia digunakan untuk mencirikan jumlah resin yang diperlukan apabila sejumlah serbuk Al(OH)3 tertentu mencapai penyusupan tepu.
Kaedah pengesanan adalah seperti berikut: serbuk alumina hidroksida superhalus ditimbang dan sampel kering adalah kira-kira 10g, diletakkan di dalam bikar, titiskan minyak jarak dengan buret, dan campurkan perlahan-lahan dengan rod kaca untuk menjadikan minyak jarak dan sampel diserap secara sekata ke dalam bola. Jumlah minyak jarak yang terserap setiap 100g aluminium hidroksida dikira, iaitu kadar penyerapan minyak serbuk aluminium hidroksida ultrahalus.
Selepas pengubahsuaian permukaan serbuk aluminium hidroksida, kadar penyerapan minyak akan berubah sehingga tahap tertentu. Jika serbuk aluminium hidroksida ultrahalus diubah suai dengan agen gandingan silana, kadar penyerapan minyak akan berkurangan kira-kira 10%.
(2) Ujian SEM
Morfologi serbuk aluminium hidroksida ultrahalus sebelum dan selepas pengubahsuaian dikesan melalui mikroskop elektron. Penyebaran serbuk yang diubah suai dalam matriks adalah lebih baik berbanding produk yang tidak diubah suai.
(3) Ujian FTIR
Spektroskopi inframerah Fourier (ftir) telah digunakan untuk menganalisis kumpulan pada permukaan produk. Contohnya, kandungan vinil – Vi dan – Si boleh ditentukan oleh spektrum ir serbuk aluminium hidroksida dengan pengubahsuaian permukaan basah metil vinil silana.
(4) penentuan sifat produk
Serbuk aluminium hidroksida ultrahalus yang diubah suai dan tidak diubah suai telah digunakan untuk menguji indeks kabel seperti indeks oksigen, kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa putus. Melalui perbandingan, dapat didapati bahawa sifat kalis api dan mekanikal produk yang diubah suai telah dipertingkatkan.
(5) indeks pengaktifan
Indeks pengaktifan ialah indeks untuk menilai kesan pengubahsuaian permukaan dengan mengukur peratusan jumlah aluminium hidroksida yang terapung di permukaan air kepada jumlah keseluruhan aluminium hidroksida selepas pengubahsuaian. Disebabkan oleh pelbagai jenis pengubah suai permukaan dan kaedah rawatan serbuk aluminium hidroksida ultrahalus yang berbeza, sebahagian daripada serbuk yang diubah suai akan terapung di permukaan air dan sebahagian lagi akan tenggelam.
Seperti natrium stearat, pengubahsuaian basah titanat, pengubahsuaian kering silana hidrofobik selepas serbuk aluminium hidroksida ultrahalus, indeks pengaktifan boleh digunakan untuk menilai kesan pengubahsuaian; Walau bagaimanapun, silana hidrofilik diubah suai melalui kaedah kering, dan serbuk aluminium hidroksida ultrahalus yang diubah suai melalui kaedah basah silana akan tenggelam dalam air, jadi kesan pengubahsuaian tidak dapat dinilai melalui indeks pengaktifan, dan kaedah penilaian yang tepat adalah spektroskopi inframerah.
Masa siaran: 24-Apr-2020