Alüminium hidroksid (ATH)polimer materiallarda ən çox istifadə edilən ekoloji cəhətdən təmiz alov gecikdirici doldurucudur və onun emal performansı kompozit materialların hazırlıq səmərəliliyinə və son göstəricilərinə birbaşa təsir göstərir. Bu məqalə adi ATH ilə aşağı özlülüklü ATH arasındakı fərqləri səth xüsusiyyətlərində, reoloji davranışda, dispersiya mexanizmində və emal adaptasiyasında materialşünaslıq nöqteyi-nəzərindən sistematik şəkildə təhlil edir və sənaye tətbiqlərində seçim üçün nəzəri əsas verir.
Adi ATH adətən geniş hissəcik ölçüsü paylanması (1-25μm), yüksək səth enerjisi (təxminən 70-100mJ/m²) və aşkar polarite xüsusiyyətləri ilə Bayer prosesindən istifadə etməklə istehsal olunur. Onun kristal quruluşu əsasən α-Al(OH)₃-dən ibarətdir və səthin hidroksil sıxlığı 4-8 OH/nm²-ə çata bilər. Bu aktiv sahələr hidrogen bağlayıcı şəbəkələr yaratmağa meyllidir və molekullararası qarşılıqlı təsirlərin artmasına səbəb olur.
Aşağı özlülüklü ATH səthi modifikasiya və ya xüsusi kristallaşma prosesləri ilə hazırlanır və səth enerjisi 30-50 mJ/m²-ə qədər azaldıla bilər. Əsas texnologiyalara aşağıdakılar daxildir:
· Üzvi silan/yağ turşusu səthi örtüyü (örtmə dərəcəsi 85%-dən çox ola bilər)
·Daha nizamlı bir forma yaratmaq üçün kristal artımına nəzarət
· Səth hidroksil qruplarının qismən esterləşməsi (modifikasiya dərəcəsi adətən>60%)
Yüksək kəsmə sürətlərində (1000 s ⁻¹) aşağı özlülüklü ATH doldurma sisteminin ərimə özlülüyü (60% doldurma miqdarı) adi ATH ilə müqayisədə 40-60% azaldıla bilər. Bu fərq aşağıdakılardan qaynaqlanır:
·Zərrəciklər arasında sürtünmə əmsalı azalır (0,35-dən 0,15-0,20-yə qədər)
·Su tərkibindəki fərqlərin birləşməsi (aşağı özlülüklü ATH adətən<0,2%)
Adi ATH asma sistemi əhəmiyyətli məhsuldarlıq gərginliyi nümayiş etdirir (adətən >50 Pa), modifikasiya edilmiş aşağı özlülüklü ATH isə məhsuldarlıq gərginliyini 10 Pa-dan aşağı endirə bilər ki, bu da ilkin emal mərhələsində axının başlama performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.
Adilərin dağılmasıATHpolimer ərintilərində effektiv dispersiyaya nail olmaq üçün yüksək kəsmə gərginliyi (>10⁵Pa) tələb edən yığılma parçalanma dissosiasiya modelinə uyğundur. Təcrübələr göstərdi ki, tam dispersiya üçün tələb olunan enerji aşağı özlülüklü ATH-dən 2-3 dəfə yüksəkdir.
Aşağı özlülüklü ATH səth enerjisini azaldır, infiltrasiya müddətini 60-70% qısaldır və dispersiya prosesi fazalararası sürüşmə mexanizminə daha uyğundur. Eyni kəsmə şəraitində eyni dispersiya səviyyəsinə nail olmaq üçün tələb olunan vaxt 40%-dən çox azalır.
İki vintli ekstruziya prosesi zamanı aşağı özlülüklü ATH doldurma sistemi nümayiş etdirir:
·Baş təzyiqi 25-35% azaldı
· Torku 20-30% azaldın
·Maksimum doldurma miqdarı 15-20 faiz bəndi artırıla bilər
Aşağı özlülüklü ATH sürətli doldurma mərhələsində əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir:
·Axımın uzunluğunu 30-50% artırın
· Qaynaq xəttinin gücünü 20-25% artırın
·Məhsulun azaldılmış anizotropiyası (büzülmə nisbəti fərqi 1,2%-dən 0,4%-ə qədər azalmışdır.
Solvent əsaslı sistemlərdə aşağı özlülüklü ATH müvafiq tikinti özlülüyünü saxlamaqla daha yüksək bərk tərkibli (75-80%-ə qədər) şlamlar hazırlaya bilər.
Qeyd etmək lazımdır ki, emal performansının optimallaşdırılması digər performans dəyişikliklərinə səbəb ola bilər:
Alov gecikdirici performans: Aşağı özlülüklü ATH, səth örtüyünün mövcudluğuna görə ATH-nin parçalanmasının başlanğıc temperaturunu gecikdirə bilər (adətən 10-20 ℃ artır), lakin təsir örtük dərəcəsini optimallaşdırmaqla minimuma endirilə bilər (5-8% səviyyəsində idarə olunması tövsiyə olunur).
Mexaniki xassələri: Fazalararası birləşmə gücündə orta dərəcədə azalma birləşdirici maddələrin birləşməsi ilə kompensasiya edilə bilər. Tədqiqatlar göstərdi ki, qarışıq birləşdirici maddələrin (silan+titanat) istifadəsi adi ATH sistemlərinin 95%-dən çox dartılma gücünü bərpa edə bilər.
Aşağı özlülükATHsəth mühəndisliyi vasitəsilə emal performansında, xüsusən də özlülüyün azaldılmasında və yüksək kəsmə sürətlərində dispersiya səmərəliliyinin yaxşılaşdırılmasında əhəmiyyətli irəliləyiş əldə etmişdir. ATH seçimi xüsusi emal şərtləri, doldurma tələbləri və yekun performans tələbləri əsasında sistematik olaraq qiymətləndirilməlidir. Səmərəli emal və yüksək doldurma tələb edən tətbiq ssenariləri üçün aşağı özlülüklü ATH-nin texniki üstünlükləri göz qabağındadır; Ənənəvi tətbiqlərdə adi ATH hələ də qənaətcillik üstünlüklərinə malikdir. Gələcək tədqiqatlar emal performansı və son performans arasında daha yaxşı tarazlığa nail olmaq üçün çoxfunksiyalı səth dizaynına diqqət yetirməlidir.
