اثر اضافه کردن نانو ذرات به هیدروکسید آلومینیوم بر خواص تاخیر اندازی شعله
هیدروکسید آلومینیوم (ATH) بطور عمده از خاک بوکسیت حاصل می شود. در واقع طی یک عملیات استخراج تلاش می شود تا ناخالصی های موجود در خاک بوکسیت جدا شده و طی یک عملیات شیمیایی که از طریق رسوب دهی در محصول سود کاستیک جدا شود.در ادامه میخواهیم در مورد هیدروکسید آلومینیوم بر خواص تاخیر اندازی شعله بیشتر صحبت کنیم با ما همراه باشید.
برای هیدروکسید آلومینیوم کاربردهای متفاوتی گزارش شده است. این ماده به عنوان پایه بسیاری از نمک ها و ترکیبات مبتنی بر آلومینیوم شناخته می شود. از سوی دیگر در تولید کاتالیست ها، داروها و … نیز از این ماده بطور وسیع استفاده می شود. با این وجود، همچنان اصلی ترین کاربرد این ماده در تولید آمیزه های تاخیر انداز شعله است. اگرچه در کاربرد های صنعتی از هیدروکسید آلومینیوم به عنوان یک افزودنی اصلی برای ایجاد خواص تاخیر اندازی شعله استفاده می شود، اما در سال های اخیر، پژوهش هایی جهت استفاده از اثر هم افزایی نانو ذرات با هیدروکسید آلومینیوم گزارش شده است. در این راستا، یکی از در دسترس ترین نانو ذرات نانورس ها (Nanoclay) است که تاثیر آن در کنار هیدروکسید آلومینیوم دیده شده است.
بر اساس ترکیب شیمیایی و مورفولوژی ذرات، رس ها به چندین دسته تقسیم می شوند در این نانو مواد دو بعدی، طبقاتی مانند اسمکتیت، کلریت، کائولینیت، ایلیت و هالویزیت وجود دارد. با توجه به در دسترس بودن گسترده آن ها، با هزینه نسبتا کم و اثرات زیست محیطی نسبتا کم، نانورس ها مورد مطالعه قرار گرفته اند. امروزه این نانو مواد برای کاربردهای مختلف توسعه یافته است. با رشد سریع فناوری نانو، مواد معدنی رسی به طور فزاینده ای به عنوان نانو مواد طبیعی استفاده می شوند. نانورس ها نانو ذراتی از مواد معدنی لایه ای هستند سیلیکات با واحدهای ساختاری لایه‌ای که می‌توانند با چیدن این لایه‌ها، بلورهای رسی پیچیده را تشکیل دهند .
جنبه های مختلف تعریف و تمایز نانورس ها نیز قابل توجه است. بر اساس ترکیب کانی شناسی آن ها، تقریباً 30 نوع مختلف نانورس وجود دارد که بسته به خواص آن ها از آن ها استفاده می شود به عنوان مثال، نانورس هالویزیت یک ماده طبیعی و نانولوله آلومینوسیلیکات با ابعاد متوسط 15 نانومتر × 1000 نانومتر در کاربردهای مختلف گزارش شده اند. رایج ترین نانورس مونتموریلونیت صفحه مانند (MMT) تشکیل شده از لایه‌های آلومینوسیلیکات با ضخامت تقریباً یک نانومتر است که میانه این لایه ها با کاتیون‌های فلزی جایگزین مختلف جایگزین شده‌اند. این ذرات عموما نه به صورت تک لایه و بلکه به شکل تجمعاتی چند لایه بر روی یکدیگر قرار گرفته اند. بطور متوسط، اندازه این تجمعات تقریباً 10 میکرومتر است. این تجمعات را می توان در یک ماتریس پلیمری پراکنده کرد. در واقع در ماتریس پلیمری، نانورس ها به عنوان پرکننده/افزودنی برای تشکیل کامپوزیت های پلیمری/نانورس، افزایش دهنده مقاومت مکانیکی، ایجاد مواد مقاوم در برابر شعله، عوامل غلظت دهنده و ژل کننده، تصفیه آب و اصلاح نفوذپذیری گاز بکار گرفته شده اند. نانورس ها با ظرفیت تبادل کاتیونی بالا دارای سایت های تبادل کاتیونی در سطح سیلوکسان است که می تواند با مواد غیر مشابه مانند مولکول های آلی یا بیولوژیکی ترکیب شود .
نانورس های هالویزیت به راحتی در انواع مختلف پراکنده می شوند. پراکنش بهتر این مواد در پلیمرها ، به علت عدم نیاز به لایه برداری این ذرات به دلیل وجود گروه های هیدروکسیل کمتر است. بنابراین، نانورس های هالویزیت عامل دار شده به عنوان پرکننده های کارآمد برای پلیمرها برای افزایش خواص مکانیکی و حرارتی آنها استفاده می شود.
این نانورس ها همچنین به عنوان حامل برای دستیابی به رهاسازی پایدار مولکول های فعال استفاده می شوند. توسعه مواد پلیمری/نانورس جدید یک زمینه پیشرفته در شیمی مواد بوده است. در سال های اخیر نانورس ممکن است به عنوان پرکننده استفاده شود و قادر به تقویت پلیمر باشد. این ساختارها مانع از حرکت آزاد زنجیره های پلیمری مجاور پرکننده شده و علاوه بر این با چسبندگی سطحی بین پرکننده و زنجیر به عنوان یک جزء باربر عمل می کند.
دو چالش حیاتی تولید نانوکامپوزیت های رس پایه عبارتند از: (1) سازگاری شیمیایی بین پلیمر ماتریس و نانوپرکننده در مقیاس نانو؛ و (2) پراکندگی همگن نانوپرکننده در داخل ماتریس پلیمری برهمکنش سطحی بین پرکننده‌های نانورس و ماتریس پلیمری و همچنین کیفیت پراکندگی نانورس. مجموعه این عوامل تأثیر قابل توجهی بر عملکرد پلیمر/نانورس دارد. به عنوان مثال، اصلاح کووالانسی سطوح بیرونی نانولوله های هالویزیت پراکندگی آنها را در ماتریس پلیمری افزایش می دهد که ممکن است پایداری حرارتی را نیز بهبود بخشد. تغییر در فاصله بین لایه ها و کاهش نیروهای الکترواستاتیکی بین لایه های رس، منجر به افزایش بیشتر خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت ها می شود .
سه روش اصلی تولید نانوکامپوزیت ها وجود دارد. برای کامپوزیت های پلیمری/ نانورس از جمله روش اختلاط مذاب، روش مخلوط کردن محلول و روش پلیمریزاسیون درجا گزارش شده است. تاکنون، پرکاربردترین روش سنتز روش پلیمریزاسیون درجا بود که در آن مقادیر پیوندی مواد آلی تنظیم شده و فاصله بین لایه های رسی با تغییر شرایط پلیمریزاسیون کنترل شد است.
آتش سوزی در اما کن مسکونی، تجاری و واحدهای صنعتی سالانه موجب مرگ یا نقص عضو هزاران نفر شده و خسارت های مالی بزرگی نیز به بار می آورد. اگر بتوان در ساختمانها اعم از تجاری و مسکونی و اداری تمهیداتی را پیش بینی کرد که در هنگام وقوع آتش سوزی ساختمان ها دیرتر ویران شوند، مردم فرصت کافی برای فرار پیدا می کنند در نتیجه می توان تا حد زیادی تلفات جانی و مالی را کاهش داد. یکی از مکان هایی که نیاز به استفاده از پوشش های ضد آتش دارد، سازه های فلزی خصوصا در صنایع شیمیایی است. با توجه به موقعیت جغرافیایی این نوع صنایع معمولا خورنده نیز بوده و بایستی از مقاومت خوردگی بالایی برخوردار باشند. در این محیط ها وقوع آتشسوزی از نوع آتش هیدروكربنی و آتش های پر فشار محتمل است. به دلیل این دو نیاز یعنی حفاظت از خوردگی و حفاظت از آتش های هیدروكربنی یکی از سامانه های پوششی توصیه شده برای این نوع صنایع سامانه های اپوكسی ضد آتش پف‌كننده است. نه تنها در این گونه پوشش ها بلکه در بسیاری از سیستم های پلیمری از جمله عایق ها نیاز است تا خواص تاخیراندازی شعله ایجاد گردد. اگرچه هیدروکسید آلومینیوم در این کاربردها بصورت خالص استفاده می شود، اما دیده شده است که افزودن مقادیر کمی از نانورس می تواند منجر به تشکیل لایه ای از زغال مقاوم بر روی سطح شده و از توسعه آتش به لایه های درونی تر جلوگیری نماید. بنابراین گزارش شده است که افزودن نانو رس در مقادیر 3 الی 5 درصد وزنی از آمیزه نهایی تاثیر بسزایی در بهبود خواص حرارتی و پایداری در برابر اشتعال ایجاد می کند.
در این راستا شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس در راستای تامین نیاز صنایع داخلی برای تامین ماده تاخیر انداز شعله هیدروکسید آلومینیوم کوشیده است. جهت دریافت اطلاعات فنی و اطلاع از قیمت هیدروکسید آلومینیوم، با ما در تماس باشید.
