Polimer alov gecikdiriciləri sahəsində,alüminium hidroksid (ATH)qeyri-toksiklik, tüstüdən qorunma, ətraf mühitə uyğunluq və nisbətən aşağı qiymət üstünlüklərinə görə uzun müddət alov gecikdirici bazarda əsas mövqe tutmuşdur. Bununla belə, ənənəvi yağış üsulu ilə hazırlanan adi ATH, polimer materiallarının getdikcə daha çox tələb olunan yüksək performans tələblərinə cavab verərkən çox vaxt böyük doldurma miqdarı, zəif uyğunluq və ciddi mexaniki itki kimi məhdudiyyətləri ortaya qoyur. Son illərdə fiziki emal texnologiyası vasitəsilə dərindən işlənmiş üyüdmə ATH (həmçinin "dəyişdirilmiş ATH" və ya "ultrafik ATH" kimi tanınır) ATH tətbiqi texnologiyasında mühüm təkmilləşdirmə aparan yeni qüvvə kimi ortaya çıxdı. Bu məqalə materialşünaslıq, səth fiziki kimyası və kompozit material interfeysi mühəndisliyinin peşəkar perspektivləri baxımından yerüstü ATH ilə adi ATH arasındakı əsas fərqləri dərindən təhlil edəcəkdir.
Adi ATH: adətən Bayer prosesi (natrium alüminat məhlulunun parçalanması) və ya ammonium bikarbonat prosesi kimi nəm kimyəvi proseslərlə birbaşa çökdürülmüş alüminium hidroksidinə aiddir. Onun kristal morfologiyası əsasən nizamsız lövhəşəkilli, prizmatik və ya sferikdir, hissəcik ölçüsünün geniş paylanması (D50 adətən 10-50μm diapazonunda), hidrofilik səthi, çoxlu sayda hidroksil qrupu (- OH) ehtiva edir və güclü polarite nümayiş etdirir.
Taşlama ATH: Xammal kimi adi ATH istifadə edərək, dərin emal mexaniki-kimyəvi proses vasitəsilə həyata keçirilir. Bu proses sadəcə “əzmə” deyil, daha çox yüksək intensivlikli mexaniki enerji (hava axını frezeleme, top frezeleme və orta frezeleme kimi) altında hissəciklərin zərifləşdirilməsinə, sferoidləşməsinə və səthin fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinin yenidən qurulmasına nail olmaq prosesidir. Əsas proses parametrlərinə enerji girişi, mühit seçimi, atmosferə nəzarət və mümkün səth modifikasiyası daxildir.
·Adi ATH: Kristal strukturu bütövdür, lakin yığılma fenomeni şiddətlidir (yüksək səth enerjisi və güclü hidrogen bağı səbəbindən). Kobud səthlər və iti kənarlar kompozit materiallarda asanlıqla gərginlik konsentrasiyası nöqtələri yarada bilər.
· Taşlama ATH: Əhəmiyyətli morfoloji tənzimləmə əldə edilmişdir.
· Hissəciklərin ölçüsü və paylanması: Median diametri (D50) 1-3μm və ya hətta sub mikron səviyyəsinə endirilə bilər və hissəcik ölçüsünün paylanması (PSD) daha dardır. ISO 13320 standartının lazer difraksiya analizinə əsasən, paylanma müddəti əhəmiyyətli dərəcədə azalıb.
·Görünüş: daha nizamlı, təxminən sferik və ya kvazi sferik formaya meyllidir. Sferoidləşmə nəinki xüsusi səth sahəsini azaldır, həm də daha əhəmiyyətlisi, kompozit materialların axıcılığını və mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün əsas olan hissəciklərin kənarlarını və künclərini xeyli azaldır.
·Səthin vəziyyəti: Yüksək enerjili mexaniki qüvvənin təsiri altında hissəcik səthinin kristal strukturu qismən təhrifə və ya amorfizasiyaya məruz qalır və aktiv sahələr artaraq sonrakı səth modifikasiyası üçün daha ideal substratı təmin edir.
Hər ikisinin kimyəvi tərkibi Al(OH)₃-dir və əsas termal parçalanma reaksiyası ardıcıldır (endotermik parçalanma Al₂O₃ və H₂O əmələ gətirmək üçün təxminən 200 ℃-də başlayır). Lakin mikro fərqlər fərqli davranışlara səbəb olur:
·Adi ATH: Parçalanmanın başlanğıcı və pik temperaturları nisbətən cəmləşmişdir və endotermik pik daha genişdir. Böyük hissəciklər qeyri-bərabər daxili istilik ötürülməsinə səbəb ola bilər, alov gecikdirici səmərəliliyinin vahidliyinə təsir göstərir.
· Taşlama ATH:
·Daha yaxşı dağılma qabiliyyəti matrisdə daha vahid paylanma, daha sinxronlaşdırılmış istilik ötürmə və parçalanma və daha səmərəli istilik udma və soyutma effektləri ilə nəticələnir.
·Daha böyük spesifik səth sahəsi (sferoidləşmədən sonra eyni çəkidə çox incə zəriflik hesabına hələ də arta bilər) alov/istilik mənbəyi ilə daha böyük təmas reaksiyası sahəsi deməkdir, bu da istiliyi daha sürətli dağıta və yanan qazları seyreltmək üçün su buxarını buraxa bilər.
· Parçalanma qalığı (Al₂O₃) daha incə prekursor hissəcikləri sayəsində daha sıx və davamlı qoruyucu keramika təbəqəsi yarada bilər, nəticədə daha yaxşı maneə effekti yaranır.
Bu, kompozit materialların son mexaniki xüsusiyyətlərini təyin edən əsasdır.
·Adi ATH: Güclü qütb səthləri qeyri-qütblü/zəif qütblü polimerlərlə (məsələn, PP, PE, EVA kimi) zəif uyğunluğa malikdir. İnterfeys birləşməsi zəifdir və "zəif sərhəd təbəqəsi" əmələ gətirir. Yüksək doldurma səviyyələrində (alov gecikdirici standartlara cavab vermək üçün çox vaxt >60% tələb olunur) materialın dartılma gücü, təsir möhkəmliyi və qırılma zamanı uzanması ciddi şəkildə pozulur.
· Taşlama ATH:
·Təkmilləşdirilmiş fiziki uyğunlaşma: Sferik hissəciklər ərimiş polimerlərdə əla axıcılığa malikdir, daha sıx qablaşdırma və azaldılmış daxili gərginlik, aşağı ərimə özlülüyünü (eyni doldurma miqdarında) və emal performansını (məsələn, ekstruziya sürəti və enjeksiyonun axıcılığı kimi) yaxşılaşdırır.
·İnterfeysin bağlanmasının gücləndirilməsi: Mexanik qüvvə ilə aktivləşdirilmiş səth kimyəvi birləşməyə və ya səth dəyişdiriciləri (silan, titanat, alüminat birləşmələri kimi) ilə güclü adsorbsiyaya daha çox meyllidir. Dəyişdirilmiş torpaq ATH-nin səth enerjisi azalır, nəmlənmə qabiliyyəti və polimer zəncirləri ilə dolaşma gücləndirilir, "fiziki doldurma" dan "interfeys gücləndirilməsinə" keçid əldə edilir.
| Performans ölçüsü | Adi ATH | Taşlama ATH (xüsusilə səth modifikasiyasından sonra) |
| Alov gecikdirici səmərəlilik | Ədalətli, yüksək doldurma həcmi altında standarta cavab verə bilər | Daha yaxşısı, eyni alov gecikdirici səviyyəsində doldurma miqdarını (5-15% azalma sahəsi) azalda bilər. |
| Mexanik xüsusiyyətlər | Şiddətli pisləşmə, yüksək kövrəklik | Adi ATH doldurma sistemlərinə nisbətən daha yüksək təsir gücü və dartılma müqaviməti ilə əhəmiyyətli saxlama |
| İşlənmə qabiliyyəti | Yüksək ərimə viskozitesi, yüksək tork, yüksək enerji istehlakı | Yaxşı likvidlik, emal temperaturu azaldıla bilər, istehsal gücü artırıla bilər və avadanlıqların aşınmasını azalda bilər |
| Məhsulun görünüşü | Səthi pürüzlülük, aşağı parlaqlıq | Hamar səth, incə toxunma, artan parlaqlıq, rənglənməyə kömək edir |
| Elektrik xüsusiyyətləri | Rütubətin udulması və çirkləri səbəbindən həcm müqaviməti qeyri-sabitdir | Daha sabitdir, xüsusilə naqillər və kabellər kimi yüksək elektrik performans tələbləri olan sahələr üçün uyğundur |
Taşlama ATHadi ATH-nin sadə əvəzedicisi deyil, qabaqcıl mexanikokimyəvi proseslər vasitəsilə strukturun morfoloji səthinin inteqrasiya olunmuş dizaynına nail olan yüksək performanslı alov gecikdirən materialdır. Onun əsas dəyəri aşağıdakılardan ibarətdir:
1. Yüksək doldurma və emal axıcılığı, eləcə də mexaniki xassələr arasındakı xas ziddiyyət formanın optimallaşdırılması (ultra incələşdirmə, sferoidləşdirmə) vasitəsilə həll edilmişdir.
2. Səthin aktivləşdirilməsi və modifikasiyası ilə polimer matrisi ilə interfeys yapışması əsaslı şəkildə yaxşılaşdırılıb, "inert doldurucu" "funksional gücləndirici komponent"ə çevrilir.
3. Alov gecikdirici effektivliyin vahidliyini və effektivliyini yaxşılaşdırmaqla, o, halogensiz alov gecikdirici formulların "azaldılması və səmərəliliyinin artırılması" və daha nazik divarlı və ya daha yüksək performanslı məhsulların dizaynını təmin edir.
