Разлика помеѓу приземниот ATH и редовниот ATH

Во областа на полимерниот отпор на пламен,алуминиум хидроксид (ATH)долго време има главна позиција на пазарот на заштитници на пламен поради неговите предности на нетоксичност, сузбивање чад, еколошка пријатност и релативно ниска цена. Сепак, обичниот ATH подготвен со традиционален метод на врнежи често изложува ограничувања како што се големо количество полнење, слаба компатибилност и сериозни механички загуби кога ги исполнува сè попребирливите барања за високи перформанси на полимерните материјали. Во последниве години, мелењето ATH (исто така познат како „модифициран ATH“ или „ултрафин ATH“) длабоко обработен преку технологија за физичка обработка се појави како нова сила, што доведе до важна надградба во технологијата за примена на ATH. Оваа статија длабоко ќе ги анализира суштинските разлики помеѓу земјената ATH и обичната ATH од професионалните перспективи на науката за материјали, површинската физичка хемија и инженерството на интерфејс на композитни материјали.

I. Суштинската разлика помеѓу основната дефиниција и процесот на подготовка

Обичен ATH: обично се однесува на алуминиум хидроксид директно преципитиран преку влажни хемиски процеси како што е процесот на Баер (распаѓање на раствор на натриум алуминат) или процес на амониум бикарбонат. Неговата кристална морфологија е претежно неправилна како плоча, призматична или сферична, со широка дистрибуција на големината на честичките (D50 обично во опсег од 10-50μm), хидрофилна површина, која содржи голем број хидроксилни групи (- OH) и покажува силен поларитет.

Мелење ATH: Користејќи обичен ATH како суровина, длабоката обработка се врши преку механички хемиски процес. Овој процес не е едноставно „дробење“, туку процес на постигнување на префинетост на честички, сфероидизација и реконструкција на површинските физичко-хемиски својства под механичка енергија со висок интензитет (како што се мелење со проток на воздух, мелење со топчиња и средно мелење). Клучните параметри на процесот вклучуваат влез на енергија, избор на медиум, контрола на атмосферата и можна модификација на површината на самото место.

Ⅱ. Повеќедимензионална компаративна анализа на науката и перформансите

1. Микроструктура и морфологија

·Обичен ATH: Кристалната структура е недопрена, но феноменот на агломерација е тежок (поради високата површинска енергија и силната водородна врска). Грубите површини и острите рабови лесно можат да формираат точки на концентрација на стрес во композитните материјали.

· Мелење ATH: Постигната е значајна морфолошка регулација.

·Големина и дистрибуција на честички: Средниот дијаметар (D50) може да се намали на 1-3μm, па дури и на ниво под микрон, а распределбата на големината на честичките (PSD) е потесна. Според ласерската дифракциона анализа на стандардот ISO 13320, распонот на дистрибуција е значително намален.

·Изглед: се стреми кон поправилна речиси сферична или квази сферична форма. Сфероидизацијата не само што ја намалува специфичната површина, туку уште поважно, во голема мера ги намалува рабовите и аглите на честичките, што е клучот за подобрување на проточноста и механичките својства на композитните материјали.

· Површинска состојба: Под дејство на високо-енергетска механичка сила, кристалната структура на површината на честичките претрпува делумно изобличување или аморфизација, а активните места се зголемуваат, обезбедувајќи поидеална подлога за последователна модификација на површината.

2. Однесување на термичко распаѓање и ефикасност на отпорност на пламен

Хемискиот состав на двете е Al(OH)3, а главната реакција на термичко распаѓање е конзистентна (ендотермичното распаѓање започнува на околу 200 ℃ за да се формираат Al2O3 и H2O). Но, микро разликите доведуваат до различни однесувања:

·Обичен ATH: Почетокот на распаѓањето и врвните температури се релативно концентрирани, а ендотермичниот врв е поширок. Големите честички може да предизвикаат нерамномерен внатрешен пренос на топлина, што влијае на униформноста на ефикасноста на отпорот на пламен.

· АТХ за мелење:

·Подобрата дисперзибилност резултира со порамномерна дистрибуција во матрицата, повеќе синхронизиран пренос и распаѓање на топлина и поефикасни ефекти на апсорпција и ладење на топлина.

·Поголема специфична површина (која сè уште може да се зголеми поради ултрафинитното префинетост со иста тежина по сфероидизацијата) значи поголема контактна површина на реакција со пламенот/изворот на топлина, што може побрзо да ја исфрли топлината и да ослободи водена пареа за разредување на запаливи гасови.

· Остатокот од распаѓање (Al2O3) може да формира погуст и поконтинуиран заштитен керамички слој поради пофините претходни честички, што резултира со подобар ефект на бариера.

3. Интерфејс интеракција со полимерна матрица

Ова е јадрото што ги одредува конечните механички својства на композитните материјали.

·Обичен ATH: Силните поларни површини имаат слаба компатибилност со неполарни/слабо поларни полимери (како PP, PE, EVA). Поврзувањето на интерфејсот е слабо, формирајќи „слаб граничен слој“. При високи нивоа на полнење (често бараат >60% за да се исполнат стандардите за отпорност на пламен), цврстината на истегнување, цврстината на удар и издолжувањето при прекин на материјалот се сериозно загрозени.

· АТХ за мелење:

·Подобрена физичка приспособливост: Сферичните честички имаат одлична флуидност во стопените полимери, со поцврсто пакување и намален внатрешен стрес, помал вискозитет на топење (со иста количина на полнење) и значително ги подобруваат перформансите на обработката (како што се брзината на истиснување и проточноста на вбризгување).

·Подобрување на врзувањето на интерфејсот: Површината активирана со механичка сила е повеќе склона кон хемиско поврзување или силна адсорпција со површински модификатори (како што се силин, титанат, алуминатни средства за спојување). Површинската енергија на модифицираниот заземјен ATH е намалена, а навлажливоста и заплеткувањето со полимерните синџири се зајакнати, со што се постигнува премин од „физичко полнење“ во „подобрување на интерфејсот“.

4. Сеопфатни перформанси на апликацијата

Ⅲ. Заклучок

Мелење ATHне е едноставна замена за обичниот ATH, туку материјал со високи перформанси отпорен на пламен кој постигнува интегриран дизајн на површината на структурата морфологија преку напредни механички хемиски процеси. Неговата основна вредност лежи во:

1. Вродената контрадикција помеѓу високата проточност на полнење и обработка, како и механичките својства, е решена преку оптимизација на обликот (ултра префинетост, сфероидизација).

2. Со површинско активирање и модификација, адхезијата на интерфејсот со полимерната матрица е фундаментално подобрена, трансформирајќи го „инертното полнење“ во „функционална компонента за подобрување“.

3. Со подобрување на униформноста и ефективноста на ефикасноста на отпорот на пламен, таа дава можност за „намалување и зголемување на ефикасноста“ на формулите за отпорни на пламен без халогени и дизајн на производи со потенки ѕидови или повисоки перформанси.