Ultra ince alüminyum hidroksit tozu, alev geciktirici, duman giderici ve dolgu maddesi gibi çoklu işlevlere sahiptir ve fosfor ve diğer maddelerle sinerjik alev geciktirici etki yaratabilir. Elektronik, kimya, kablo, plastik, kauçuk ve diğer sektörlerde önemli bir çevre koruma alev geciktiricisidir.
Alüminyum hidroksit, dolgu maddesi olarak kullanılan inorganik bir alev geciktiricidir. Daha iyi alev geciktirici etki elde etmek için dolgu miktarının %40'ın üzerinde, hatta bazı durumlarda %60'a kadar çıkması gerekir. Ancak yüksek dolgu miktarı, ürünlerin mekanik özelliklerini ciddi şekilde etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ekstrüzyon ve işleme performansını da kötüleştirir.
Bu nedenle, poliolefin gibi alev geciktirici malzemelerde yaygın olarak kullanılabilen çok ince alüminyum hidroksit tozu elde etmek için, yüzeyin fiziksel ve kimyasal özelliklerini iyileştirmek, çok ince alüminyum hidroksit tozu ile alt tabaka, organik polimer veya reçine uyumluluğunu ve organik alt tabakadaki dağılımını artırmak, malzemenin mekanik dayanımını ve genel performansını iyileştirmek amacıyla alüminyum hidroksit tozunun yüzey modifikasyonu yapılmalıdır.
1. Ultra ince alüminyum hidroksit için yaygın olarak kullanılan yüzey değiştirici.
(1) silan bağlayıcı madde
Yüzden fazla silan bağlayıcı madde çeşidi bulunmaktadır ve bunlar arasında tek katmanlı fonksiyonel grup silan bağlayıcı madde en kararlı olanıdır. Fonksiyonel grup silan bağlayıcı maddenin kararlılığı çelik ve metal arasındadır. Ürünlerin mekanik özelliklerini iyileştirmenin yanı sıra, fonksiyonel grup silan bağlayıcı madde ürünlerin elektriksel özelliklerini ve neme karşı direncini de artırabilir.
(2) zirkonyum bağlayıcı madde
Ana zincirinde düşük bağıl moleküler kütleye sahip inorganik polimer olan zirkonyum alüminat içeren zirkonyum bağlayıcı ajan sınıfı, iki çeşit organik ligand alt biriminin kompleksleşmesiyle oluşur; bağlayıcı ajanla iyi hidroksil stabilitesine sahip bir dişli, bağlayıcı ajanla iyi organik reaksiyonlara sahip diğer dişli bir yapıdadır; alüminyum hidroksit süper ince alüminyum hidroksit tozu iyi modifiye edici etkiye sahiptir.
(3) daha yüksek yağ asitleri ve tuzları
Yüksek yağ asitlerinin ve tuzlarının moleküler yapısında, bir uçta uzun zincirli bir alkil grubu, diğer uçta ise alüminyum hidroksitin yüzey fonksiyonel gruplarıyla reaksiyona girebilen bir karboksil grubu ve metal tuzu bulunur. Ultra ince alüminyum hidroksit tozunun yüksek yağ asidi ve tuzu ile işlenmesi, ultra ince alüminyum hidroksit tozu ile polimer molekülü arasındaki afiniteyi artırabilir ve ürünün mekanik ve işleme özelliklerini iyileştirebilir.
(4) doymamış organik asitler
Yaygın doymamış organik asitler şunlardır: akrilik asit, metakrilik asit, sinamik asit vb. Genel olarak, asit ne kadar güçlü olursa, iyonik bağ oluşturması o kadar kolay olur; bu nedenle akrilik asit ve metakrilik asit daha fazla tercih edilir.
Çeşitli organik asitler tek başına kullanılabileceği gibi, alkali metal iyonları içeren minerallerin ultra ince alüminyum hidroksit tozu ile karıştırılarak da kullanılabilir; bu şekilde elde edilen sonuç daha iyidir.
(5) organosilikon
Makromolekül organosilisyum, diğer adıyla silikon yağı, iskelet olarak silikon-oksijen bağı zinciri (si-o-si) ile silikon atomu üzerindeki organik gruba bağlanan bir tür polimerdir. Yaygın olarak kullanılanlar arasında hidrojen içeren polimetilsiloksan, hidroksil uçlu polidimetilsiloksan vb. bulunur.
2. Ultra ince alüminyum hidroksitin yüzey modifikasyon süreci
Şu anda, ultra ince alüminyum hidroksit tozunun yüzey modifikasyon yöntemleri esas olarak kuru ve ıslak yöntemlerdir.
(1) kuru modifikasyon
Bu işlemde, modifiye edilmiş ultra ince alüminyum hidroksit tozu belirli bir sıcaklığa kadar önceden ısıtılır ve modifiye edici madde yüksek hızlı alüminyum hidroksit tozuna yavaşça damlatılır; reaksiyon belirli bir süre sonra durdurularak ürün paketlenir.
Kuru modifikasyonun avantajları, ekipman gereksinimlerinin düşük olması ve işlemin basit olmasıdır. Dezavantajı ise işçi yoğunluğunun yüksek olması ve alüminyum hidroksit toz kaplama oranının düşük olmasıdır.
(2) ıslak modifikasyon
Islak modifikasyon, ultra ince alüminyum hidroksit tozu üretim sürecinde, alüminyum hidroksit bulamacının filtrelenmesi, yıkanması, filtre kekinin dövülmesi, belirli bir sıcaklıkta dövülmüş bulamaca modifiye edici madde eklenmesi, bir süre karıştırılması, filtrelenmesi, kurutulması ve son olarak da paketlenmesi aşamalarını içerir.
Islak modifikasyonun avantajları arasında düşük işçilik yoğunluğu, toz kirliliğinin olmaması, yüksek üretim verimliliği, %20-30 gibi yüksek alüminyum hidroksit toz kaplama oranı, yüksek ve istikrarlı modifikasyon etkisi yer almaktadır. Kuru modifikasyonla karşılaştırıldığında, ıslak modifikasyon daha uzun bir işlem süresine ve daha yüksek ekipman gereksinimlerine sahiptir. Islak modifikasyonun avantajları nedeniyle, kuru modifikasyon üretim yönteminin yerini giderek almaktadır.
3. Ultra ince alüminyum hidroksitin yüzey modifikasyon etkisinin değerlendirme yöntemi
(1) yağ emilim oranı testi
Yağ emme oranı, esas olarak belirli bir miktarda Al(OH)3 tozunun doygunluk infiltrasyonuna ulaştığı anda ihtiyaç duyulan hint yağı miktarını ölçmek için kullanılır ve belirli bir miktarda Al(OH)3 tozunun doygunluk infiltrasyonuna ulaştığı anda ihtiyaç duyulan reçine miktarını karakterize etmek için kullanılır.
Tespit yöntemi şu şekildedir: Çok ince alüminyum hidroksit tozu tartılır ve yaklaşık 10 g kurutulmuş numune bir behere konulur, büret yardımıyla hint yağı damlatılır ve hint yağı ile numunenin eşit şekilde bir top haline gelmesi için cam bir çubukla yavaşça karıştırılır. 100 g alüminyum hidroksit başına emilen hint yağı miktarı hesaplanır, yani ultra ince alüminyum hidroksit tozunun yağ emme oranı bulunur.
Alüminyum hidroksit tozunun yüzey modifikasyonundan sonra, yağ emme oranı belirli bir ölçüde değişir. Ultra ince alüminyum hidroksit tozu silan bağlayıcı madde ile modifiye edilirse, yağ emme oranı yaklaşık %10 azalır.
(2) SEM testi
Ultra ince alüminyum hidroksit tozunun modifikasyon öncesi ve sonrası morfolojisi elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Modifiye edilmiş tozun matris içindeki dağılımı, modifiye edilmemiş ürüne göre daha iyiydi.
(3) FTIR testi
Ürün yüzeyindeki grupları analiz etmek için Fourier kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanıldı. Örneğin, metil vinil silan ile ıslak yüzey modifikasyonu yapılmış alüminyum hidroksit tozunun IR spektrumları ile vinil –Vi ve –Si içeriği belirlenebilir.
(4) ürün özelliklerinin belirlenmesi
Modifiye edilmiş ve edilmemiş ultra ince alüminyum hidroksit tozları, oksijen indeksi, çekme dayanımı ve kopma uzaması gibi kablo indekslerini test etmek için kullanılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, modifiye edilmiş ürünlerin alev geciktirici ve mekanik özelliklerinin iyileştirildiği görülmüştür.
(5) aktivasyon indeksi
Aktivasyon indeksi, modifikasyondan sonra su yüzeyinde yüzen alüminyum hidroksit miktarının toplam alüminyum hidroksit miktarına oranını ölçerek yüzey modifikasyon etkisini değerlendirmek için kullanılan bir indekstir. Farklı yüzey modifiye edici türleri ve ultra ince alüminyum hidroksit tozlarının farklı işleme yöntemleri nedeniyle, modifiye edilmiş tozların bir kısmı su yüzeyinde yüzerken, bir kısmı da batar.
Örneğin, sodyum stearat, titanat ıslak modifikasyonu, hidrofobik silan kuru modifikasyonu sonrasında ultra ince alüminyum hidroksit tozunun aktivasyon indeksi ile modifikasyon etkisi değerlendirilebilir; ancak, hidrofilik silan kuru yöntemle modifiye edildiğinde ve silan ıslak yöntemle modifiye edilen ultra ince alüminyum hidroksit tozu suda battığında, modifikasyon etkisi aktivasyon indeksi ile değerlendirilemez ve doğru değerlendirme yöntemi kızılötesi spektroskopisidir.
Yayın tarihi: 24 Nisan 2020