Polimer kompozit materiallar sahəsində, tətbiqialüminium hidroksid (ATH)effektiv halogensiz alov gecikdirici doldurucu kimi mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Bununla belə, ATH və qatran matrisi arasında zəif uyğunluq və birləşmə meyli uzun müddət onların tam performansını məhdudlaşdırmışdır. Ənənəvi quru qarışdırma tez-tez qeyri-bərabər dispersiyaya və stress zəif nöqtələrinin meydana gəlməsinə səbəb olur. Yaş üyüdmə texnologiyasının tətbiqi bu problemin elmi və səmərəli həllini təmin edir.
Yaş üyüdülmə hissəcik ölçüsünü azaltmaq üçün sadə bir proses deyil, maye mühitdə eyni vaxtda hissəciklərin təmizlənməsi, səth modifikasiyası və interfeysin aktivləşdirilməsinə nail olan birgə mühəndislikdir.
Yaş üyüdmə, üyüdmə köməkçilərinin (dispersantlar kimi) mövcud olduğu maye fazalı mühitdə üyüdmə muncuqları (məsələn, sirkoniya) vasitəsilə məhlula yüksək tezlikli təsir, kəsmə və sürtünmə qüvvələri tətbiq edir. Bu qüvvə ATH-nin sərt aqreqatlarını effektiv şəkildə depolimerləşdirə və orijinal kristal hissəciklərin qırılmasına səbəb ola bilər.
· Hissəcik ölçüsünün azaldılması: D50 hissəcik ölçüsünü sub mikron və ya hətta nanometr səviyyəsinə qədər sabitləşdirin və idarə edin. Klassik de Gennes infiltrasiya nəzəriyyəsinə görə, daha kiçik hissəcik ölçüləri qatran əriməsi ilə doldurulmuş hissəciklərin səthindəki mikro məsamələri və qüsurları aradan qaldırmaq üçün tələb olunan kapilyar təzyiqi (Δ P ∝ γ/r, burada γ səthi gərginlikdir və r məsamə radiusudur) azaldır və bununla da mikro infiltrasiyanı təşviq edir.
Yaş üyüdmənin maye fazalı mühiti səthin "onlayn" modifikasiyası üçün ideal reaksiya sahəsini təmin edir. Taşlama prosesi zamanı və ya ondan sonra eyni vaxtda səth dəyişdiriciləri (məsələn, silan birləşmələri, titanat birləşmələri, yağ turşuları və s.) əlavə edilə bilər.
·İn situ peyvənd reaksiyası: Silan birləşdirici maddələri (KH-550, KH-560 kimi) misal götürsək, onların alkoksi qrupları suyun katalizi altında silanola hidrolizə olunur və daha sonra güclü Si-O-Al kovalent bağları yaratmaq üçün ATH səthində hidroksil qrupları ilə kondensasiya reaksiyasına məruz qalır. Onun üzvi uzun zəncirləri (məsələn, amin və epoksi qrupları) qatran matrisinə doğru uzanır və qatranın bərkimə reaksiyasında iştirak edə və ya fiziki dolaşıq əmələ gətirə bilər.
·Fazalərarası enerjidə əsaslı təkmilləşdirmə: Modifikasiya edilmiş ATH səthi hidrofilikdən oleofiliyə (hidrofob) dəyişir və onun səthinin sərbəst enerjisi (γ _ s) qatranın səthi sərbəst enerjisinə (γ _ l) daha yaxındır. Yanqın islatma tənliyinə (γ - sv=γ - sl+γ - lv cos θ) uyğun olaraq təmas bucağının θ azalması və cos θ artımı qatranın hissəciklərə doğru islatma (yayılma) qabiliyyətinin əsaslı yaxşılaşmasını göstərir. Fazalararası gərginliyin əhəmiyyətli dərəcədə azalması (γ _stl) ıslanma qabiliyyətinin yaxşılaşdırılması üçün birbaşa termodinamik hərəkətverici qüvvədir.
Yaş üyüdmə şlamlarında dispersantlar (məsələn, polielektrolitlər və polimer səthi aktiv maddələr) uzun müddətli dispersiya sabitliyini qoruyur.ATHelektrostatik itələmə və sterik maneənin ikili mexanizmi vasitəsilə maye fazadakı hissəciklər. Bu sabit vəziyyət qatranlarla sonrakı qarışdırmada əvvəlcədən dispersiya üçün əsas yaradır.
·Elektrostatik sabitlik (DLVO nəzəriyyəsi): İon dispersantlar hissəciklərin səthinə adsorbsiya edilərək ikiqat təbəqə əmələ gətirir. Hissəciklər yaxınlaşdıqda, elektrostatik itələmə səbəbindən dağılırlar.
·Sterik maneənin sabitliyi: Polimer dispersantların uzun zəncirləri hissəciklərin səthində adsorbsiya təbəqəsi əmələ gətirir. Hissəciklər yaxınlaşdıqda, üst-üstə düşən adsorbsiya təbəqələri polimer zəncirlərinin konformasiya entropiyasının azalmasına və osmotik təzyiqin artmasına səbəb olur, nəticədə güclü itələyici qüvvə yaranır.
Əvvəlcədən dağılmış bu sabit struktur, ATH məhlulu və qatranının qarışdırılması, qurudulması və ya bərkidilməsi prosesi zamanı maksimum saxlanıla bilər və bu, qatran matrisinə "mükəmməl transferə" nail olur.
Yaş üyüdmə texnologiyası ilə işlənmiş ATH, makrodan mikroya və fizikadan kimyaya qədər qatranda dərin inteqrasiyaya nail olur və nəticədə kompozit materialın xüsusiyyətlərinin hərtərəfli təkmilləşdirilməsində əks olunur:
·Mükəmməl dispersiya vahidliyi: Skanlanan elektron mikroskopiya (SEM) altında ATH hissəcikləri görünən aqreqatlar olmadan nanometr/submikron miqyasında qatranın davamlı fazasında bərabər paylanmış müşahidə edilə bilər.
·Daha güclü interfeys bağlanması: Dəyişdirilmiş interfeys effektiv "çevik təbəqə" və ya kimyəvi bağ yaradır, stressin effektiv şəkildə ötürülməsinə imkan verir və materialın mexaniki möhkəmliyini (dartılma, təsir gücü) və davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.
· Stabil alov gecikdirici səmərəlilik və fiziki xassələri: Vahid dispersiya yanğında alov gecikdirici komponentlərin sinergetik, səmərəli və sabit maneə təsirini təmin edir, eyni zamanda doldurucunun yığılması nəticəsində yerli performansın pozulmasının qarşısını alır.
· Təkmilləşdirilmiş emal reologiyası: Yaxşı hissəciklərin islanması, daha az yığılma, kompozit material əriməsinin özlülüyünü əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, doldurma miqdarını və emal axınını artıra bilər.
Yaş üyüdmə texnologiyası sistematik olaraq infiltrasiya və dispersiya problemini aradan qaldırıralüminium hidroksidfiziki sarsıdıcı, kimyəvi modifikasiya və dispersiya sabitləşməsinin üçlü sinerji təsiri ilə qatran matrisində. O, interfasial enerjini termodinamik olaraq azaldır və kinetik olaraq dağınıq hərəkətverici qüvvə və sabitlik mexanizmini təmin edir, bununla da nanoölçülüdə doldurucu ilə matrisa arasında intim əlaqəyə nail olur. Bu, təkcə texnoloji yenilik deyil, həm də kolloid və interfeys elmləri nəzəriyyəsinin dərin tətbiqidir və gələcək nəsil yüksək performanslı, yüksək doldurucu və funksional polimer kompozit materialların inkişafı üçün əsas texnoloji yolu təmin edir.
