اصلاح سطحی ذرات هیدروکسید آلومینیوم
آلومینیوم هیدروکسید (ATH) به عنوان یک تاخیرانداز شعله معدنی حیاتی عمل میکند که به دلیل مقرونبهصرفه بودن و ویژگیهای سازگار با محیط زیست، به طور گسترده در بخشهای مختلفی نظیر پلاستیکها، لاستیک و منسوجات به کار گرفته میشود. در شرایط دمای بالا، ATH به آلومینیوم اکسید و بخار آب تجزیه میشود. بخار آب آزادشده، شعله را رقیق کرده و دمای احتراق را کاهش میدهد و بدین ترتیب اثر خنککنندگی ایجاد میکند. آلومینیوم اکسید حاصل از این تجزیه نیز یک لایه محافظ متراکم بر روی سطح ماده تشکیل میدهد که مانع از انتقال بیشتر حرارت و اکسیژن شده و به طور مؤثری انتشار شعله را مهار میکند.
مزایای هیدروکسی آلومینیوم به عنوان تاخیرانداز شعله عمدتاً به سازگاری با محیط زیست، غیرسمی بودن و سرکوب کارآمد دود نسبت داده میشود. با این حال، کارایی تاخیراندازی شعله آن معمولاً نسبت به بسیاری از تاخیراندازهای آلی شعله ضعیفتر است؛ به طوری که برای دستیابی به عملکرد تاخیراندازی شعله مطلوب، به درصد بارگذاری بالایی بیش از ۵۰ درصد وزنی نیاز است . علاوه بر این، وارد کردن بیش از حد ATH به دلیل ماهیت قطبی آن، منجر به سازگاری ضعیف با مواد پلیمری میشود که میتواند سایر خواص ماده، از جمله استحکام مکانیکی را به خطر بیندازد . مطالعات اخیر نشان دادهاند که اصلاح و اصلاح سطحی، راهبردی مؤثر برای ارتقای بازده تاخیراندازی شعله و بهبود سازگاری تاخیراندازهای معدنی شعله در ماتریس پلیمری محسوب میشود .
آسیاب گلولهای یک روش ساده و دردسترس برای اصلاح است که از انرژی مکانیکی تولیدشده توسط ضربات و اصطکاک گلولههای آسیاب درون محفظه استفاده میکند . این روش به دلیل مزایایی همچون فرآورش آسان، هزینه کم و قابلیت تولید در مقیاس بزرگ، کاربرد گستردهای در ساخت تاخیراندازهای شعله یافته است. افزون بر این، اصلاح از طریق آسیاب گلولهای تغییرات چشمگیری از جمله افزایش مساحت سطح، کاهش اندازه ذرات و بهبود اثر پخش و پراکنش را تسهیل میکند . همانطور که در پژوهش شو و همکاران گزارش شده است، اصلاح آتاپولژیت به روش آسیاب گلولهای مساحت سطح ویژه آن را به طور مؤثری تا ۲۱۸٪ افزایش داده و اثرات پراکنش آن را بهبود میبخشد.
علاوه بر این، در طول فرآیند آسیاب گلولهای، اصلاحکنندهها میتوانند به راحتی با سطوح نانوذرات واکنش دهند که این امر منجر به ورود گروههای عاملی خاص و ارتقای خواص آنها میگردد. به عنوان مثال، وانگ و همکاران نانوصحفههای نیترید بور اصلاحشده را از طریق پیوندزنی عناصر تاخیرانداز شعله با راندمان بالا بر روی سطوح نیترید بور به روش آسیاب گلولهای تهیه کردند؛ این امر منجر به پراکنش یکنواخت در رزین اپوکسی و ارتقای همزمان تاخیراندازی شعله و هدایت حرارتی شد. هی و همکاران نیز یک تاخیرانداز شعله هیبریدی را با وارد کردن گروههای آمینی روی فسفر قرمز از طریق آسیاب گلولهای سنتز کرده و سپس با میکروکپسولهکردن آن، میکروکپسولهای MRP/MA را تولید نمودند. سامانه تاخیرانداز شعله سنتزشده، مورفولوژی یکنواخت، جذب رطوبت پایین و کمترین میزان انتشار گازهای سمی را از خود نشان داد.
به عنوان یک روش سنتز مکانیکی ساده و کارآمد، آسیاب گلولهای امکان کنترل دقیق بر ریزساختار و ویژگیهای سطحی مواد در مقیاس نانو را فراهم میسازد. با این وجود، کاربرد روش آسیاب گلولهای برای اصلاح آلومینیوم هیدروکسید همچنان نسبتاً دستنخورده و ناشناخته باقی مانده است.
فروش هیدروکسید آلومینیوم به عنوان فیلر (پرکننده) برای مواد پلیمری، بهویژه پلاستیکها، شناختهشده است. هنگامی که مقدار کافی از آلومینیوم تریهیدروکسید با پلاستیک مخلوط شود، اثر تاخیراندازی شعله حاصل میگردد. اختلاط آلومینیوم تریهیدروکسید در پلاستیک معمولاً پیش از فرآورشهای بعدی نظیر قالبگیری ریختگی پرس یا سایر فرآیندهای شکلدهی انجام میشود.
آلومینیوم تریهیدروکسیدی که تا کنون عمدتاً در صنایع پلاستیک استفاده شده است، مستقیماً از «فرآیند بایر» به دست میآید. سطوح دانههای منفرد هیدروکسید دارای لبههای تیز، شدیداً ساختاریافته و دندانهدار (ناهموار) است. قطر متوسط ذرات معمولاً بین ۴۰ تا ۱۰۰ میکرومتر است. هنگامی که این ذرات با پلاستیک مخلوط میشوند، سطوح ناهموار و زبری روی ماده کامپوزیتی ایجاد میشود.
هیدروکسیدهای آسیابشده با میانگین قطر دانه ۵ تا ۲۵ میکرومتر نیز به عنوان فیلر پلاستیکها مورد استفاده قرار میگیرند. در طی فرآیند آسیابکاری، دانهها شکسته و خرد میشوند. در این حالت، درصد بالایی از خردههای بسیار ریز و برادهها/سایشهای در حد غبار وجود دارد.
تعبیه و وارد کردن آلومینیوم تریهیدروکسیدهای توصیفشده در قطعات پلاستیکی جزء وضعیت پیشین صنعت است. با این حال، در تولید انبوه قطعات پلاستیکی حاوی آلومینیوم تریهیدروکسید، معایبی مشاهده شده است. به عنوان مثال، گرانروی (ویسکوزیته) تودههای پلاستیکی در حین تولید به طور غیرقابلپیشبینی تغییر میکرد، به طوری که حفظ شرایط فرآورش ممکن نبود. همچنین افزایش شدید در مقادیر گرانروی مشاهده شد که مانع از فرآورش بیشتر مواد پلاستیکی با استفاده از روشهای متداول میگردید.
مخلوط کردن سیلانها با مواد کامپوزیتی حاوی آلومینیوم تریهیدروکسید برای تأثیر بر ویسکوزیته شناخته شده است. با این حال، افزایش گرانروی را نمیتوان همیشه تا حدی سرکوب کرد که خواص فرآورش مناسب تضمین شود. همچنین وارد کردن سیلانها به مواد کامپوزیتی از نظر فنی پیچیده است؛ زیرا آنها باید در یک مرحله فرآیندی مجزا بر روی ذرات هیدروکسید اعمال شوند.
علاوه بر این، هنگام استفاده از آلومینیوم تریهیدروکسید معمولی به عنوان فیلر برای پلاستیکها، مشخص شد که استحکام خمشی قطعات کامپوزیتی گاهی اوقات به میزان قابلتوجهی افت میکند. در نسبتهای اختلاط پلاستیک / آلومینیوم تریهیدروکسید که برای تاخیراندازی شعله در پلاستیکهای پرشده لازم است (مانند رزینهای پلیاستر غیر اشباع)، استحکام خمشی تا نصف کاهش مییابد.
تولید یک ماده کامپوزیتی تاخیرانداز شعله با خواص فرآورش همواره مناسب و استحکام بالا است که سطحی کاملاً صاف و یکدست داشته باشد.
دانههای آلومینیوم تریهیدروکسید تولیدشده از تودههای کریستالی (آگریگیتها) تشکیل شدهاند که نسبت به دانههای هیدروکسید اولیه، از تعداد بسیار کمتری کریستال اولیه تشکیل یافتهاند. همراه با این موضوع، میانگین قطر دانه آلومینیوم تریهیدروکسید تولیدشده طبق این مقاله، کوچکتر از هیدروکسید اولیه است. به عنوان یک ویژگی خاص، دانههای محصول تولیدشده بر اساس مقاله حاضر، بر خلاف هیدروکسید اولیه و به دلیل انحلال رخداده در طول فرآیند تولید، دارای لبهها و گوشههای گردشده (کرویتر) هستند.
فرآیند تولید همچنین این اثر را دارد که بخشهای بسیار ریز موجود در هیدروکسید اولیه تا حد زیادی حل میشوند و محصول تولیدشده بر اساس این مقاله تنها بخش بسیار کمی از ذرات ریز کوچکتر از ۲ میکرومتر را در بر دارد. برخلاف هیدروکسید آسیابشده، هیدروکسید تولیدشده بر اساس این مقاله را میتوان به راحتی در مواد پلیمری مخلوط کرد. ماده کامپوزیتی ساختهشده از آن، استحکام خمشی بالایی را نشان میدهد.
شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس با تولید هیدروکسید آلومینیوم، فروش هیدروکسید آلومینیوم آماده خدمت رسانی به تولید کنندگان و صنایع کشور را دارد.
جهت سفارش کالا و اطلاعات فنی: 09023303954
