Ултрафини прах алуминијум хидроксида има вишеструке функције као што су успоривач пламена, елиминација дима и пуњење, и може произвести синергистички ефекат успоривача пламена са фосфором и другим супстанцама. То је важно средство за заштиту животне средине у електронској, хемијској, кабловској, пластичној, гумарској и другим индустријама.
Алуминијум хидроксид је неоргански успоривач пламена типа пуњења, да би се постигао бољи ефекат успоривања пламена, количина пуњења мора бити већа од 40% (укупна количина), а неки чак и до 60%, али велика количина пуњења не само озбиљно утиче на механичка својства производа, већ и погоршава перформансе екструзије и обраде.
Стога, да би се супер фини прах алуминијум хидроксида могао широко користити у материјалима за успоравање пламена, као што је полиолефин, потребно је модификовати површину праха алуминијум хидроксида, како би се побољшала физичка и хемијска својства површине, побољшала компатибилност и дисперзија супер финог праха алуминијум хидроксида са подлогом, органског полимера или смоле у органској подлози, како би се побољшала механичка чврстоћа материјала и свеобухватне перформансе.
1. Модификатор површине који се обично користи за ултрафини алуминијум хидроксид
(1) силански агент за везивање
Постоји више од стотину врста силанских везива, међу којима је најстабилније силанско везиво са једнослојном функционалном групом. Стабилност силанског везива са -функционалном групом је између челика и метала. Поред побољшања механичких својстава производа, силанско везиво са -функционалном групом може побољшати и електрична својства и отпорност производа на влагу.
(2) цирконијумско средство за везивање
Класа цирконијумског средства за везивање садржи цирконијум алуминат са ниском релативном молекулском масом неорганског полимера у главном ланцу молекула на комплексовању две врсте органских лигандних подјединица, један дентат са средством за везивање има добру хидроксилну стабилност, други дентат са средством за везивање има добре органске реакције, а алуминијум хидроксид суперфини прах алуминијум хидроксида има добре модификоване ефекте.
(3) више масне киселине и њихове соли
У молекуларној структури виших масних киселина и њихових соли, један крај је дуголанчана алкил група, а други крај је карбоксилна група и њена метална со која може реаговати са површинским функционалним групама алуминијум хидроксида. Третман ултрафиног праха алуминијум хидроксида високомасном киселином и њеном сољу може побољшати афинитет између ултрафиног праха алуминијум хидроксида и молекула полимера, и побољшати механичка и процесна својства производа.
(4) незасићене органске киселине
Уобичајене незасићене органске киселине су: акрилна киселина, метакрилна киселина, циметна киселина итд. Генерално говорећи, што је киселина јача, лакше се формира јонска веза, па бирајте више: акрилну киселину и метакрилну киселину.
Различите органске киселине могу се користити саме, могу се користити и у мешовитој употреби, третманом јона алкалних метала који садрже минерални ултрафини прах алуминијум хидроксида, ефекат је бољи.
(5) органосилицијум
Макромолекули органосилицијума, такође познати као силицијумско уље, су врста полимера који је повезан са органском групом на атому силицијума силицијумским ланцем кисеоничних веза (si-o-si) као скелетом. Најчешће се користе полиметилсилоксан који садржи водоник, полидиметилсилоксан који се завршава хидроксилном групом итд.
2. Процес модификације површине ултрафиног алуминијум хидроксида
Тренутно су методе модификације површине ултрафиног праха алуминијум хидроксида углавном суве и мокре.
(1) сува модификација
У овом процесу, модификовани ултрафини прах алуминијум хидроксида се претходно загрева на одређену температуру, а модификатор се полако капље у брзи прах алуминијум хидроксида, а производ се зауставља ради паковања након реакције на одређено време.
Предности суве модификације су ниски захтеви за опремом и једноставан рад. Мана је што је интензитет рада радника велики, а брзина премазивања прахом алуминијум хидроксида је ниска.
(2) мокра модификација
Мокра модификација је процес производње ултрафиног праха алуминијум хидроксида, синтеза суспензије алуминијум хидроксида након филтрирања, прања, филтер колача, на одређеној температури суспензије након додавања модификатора, мешања током одређеног временског периода, филтрирања, сушења и паковања.
Предности мокре модификације су низак интензитет рада, без загађења прашином, висока ефикасност производње, висока стопа премазивања прахом алуминијум хидроксида, 20-30%, ефекат модификације је висок и стабилан. У поређењу са сувом модификацијом, мокра модификација има дужи процес и веће захтеве за опрему. Због предности мокре модификације, она постепено замењује метод производње сувом модификацијом.
3. Метода процене ефекта модификације површине ултрафиног алуминијум хидроксида
(1) тест брзине апсорпције уља
Брзина апсорпције уља се углавном користи за мерење количине рицинусовог уља потребне када одређена количина Al(OH)3 праха достигне засићену инфилтрацију, а користи се и за карактеризацију количине смоле потребне када одређена количина Al(OH)3 праха достигне засићену инфилтрацију.
Метода детекције је следећа: суперфини прах алуминијум хидроксида се мери и осуши, узорак тежине око 10 г, ставља се у чашу, биретом се додаје рицинусово уље и нежно се меша стакленим штапићем како би се рицинусово уље и узорак равномерно инфилтрирали у куглу. Израчуната је количина рицинусовог уља адсорбована на 100 г алуминијум хидроксида, односно брзина апсорпције уља ултрафиног праха алуминијум хидроксида.
Након површинске модификације праха алуминијум хидроксида, брзина апсорпције уља ће се променити до одређене мере. Ако се ултрафини прах алуминијум хидроксида модификује силанским средством за везивање, брзина апсорпције уља ће се смањити за око 10%.
(2) SEM тест
Морфологија ултрафиног праха алуминијум хидроксида пре и после модификације је детектована електронским микроскопом. Дисперзија модификованог праха у матрици била је боља него код немодификованог производа.
(3) FTIR тест
Фуријеова инфрацрвена спектроскопија (FTIR) је коришћена за анализу група на површини производа. На пример, садржај винила – Vi и – Si може се одредити инфрацрвеним спектрима праха алуминијум хидроксида са модификацијом влажне површине метил винил силана.
(4) одређивање својстава производа
Модификовани и немодификовани ултрафини прахови алуминијум хидроксида коришћени су за испитивање индекса каблова као што су индекс кисеоника, затезна чврстоћа и издужење при прекиду. Поређењем се може утврдити да су својства модификованих производа успоравајућа ватру и механичка својства побољшана.
(5) индекс активације
Индекс активације је индекс за процену ефекта модификације површине мерењем процента количине алуминијум хидроксида који плута на површини воде у односу на укупну количину алуминијум хидроксида након модификације. Због различитих врста модификатора површине и различитих метода обраде ултрафиних прахова алуминијум хидроксида, неки од модификованих прахова ће плутати на површини воде, а неки ће потонути.
Као што су натријум стеарат, титанатна мокра модификација, хидрофобна силанска сува модификација након ултрафиних прахова алуминијум хидроксида, индекс активације може се користити за процену ефекта модификације; Међутим, хидрофилни силан је модификован сувом методом, а ултрафини прах алуминијум хидроксида модификован влажном методом силана би потонуо у води, тако да ефекат модификације није могао бити процењен индексом активације, а тачна метода процене је била инфрацрвена спектроскопија.
Време објаве: 24. април 2020.