Sink borat, səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz qeyri-üzvi alov gecikdirici və çoxfunksiyalı əlavə olaraq, plastik, rezin, örtüklər, tekstil və digər sahələrdə geniş istifadə edilmişdir. Bununla belə, sənayedə tez-tez qeyd olunan "sink borat" əslində müxtəlif kristal su tərkibli müxtəlif formaları ehtiva edir, bunlar arasında ən çox təmsil olunan sink borat monohidrat (ZnO·B₂O₃·H₂O) və sink borat 3,5hidratdır (2ZnO·3B₂O₃·3,5H). Bu məqalə peşəkar akademik baxımdan ikisi arasındakı fərqləri araşdıracaq.
Sink borat monohidratının kimyəvi formulu ZnO·B₂O₃·H₂O-dur, burada ZnO-nun B₂O₃-ya molar nisbəti 1:1-dir və kristal suyun tərkibi 1 molekulda sabitdir. Onun kristal quruluşu adətən laylı və ya zəncirvari bir quruluş təqdim edir, bor atomları üç koordinat və ya dörd koordinat şəklində mövcuddur və sabit bir bor oksigen şəbəkəsi yaradır. Bu quruluş yüksək istilik sabitliyinə malikdir və susuzlaşdırma temperaturu adətən 250-300 ℃ arasındadır.
3,5 hidratlı sink boratın kimyəvi formulu 2ZnO·3B₂O₃·3,5H₂O-dur, ZnO və B₂O₃ arasında 2:3 molyar nisbəti var, tərkibində 3,5 kristal su molekulu var.
Əsas struktur fərqlərinin müqayisəsi:
·Su tərkibi fərqi: 3,5 hidratlı sink boratın kristal su tərkibi monohidratdan 3,5 dəfə çoxdur.
·Müxtəlif bor sink nisbətləri: monohidrat üçün 1:1 və 3,5-hidrat üçün 3:2
·Kristal simmetriyası: Monohidrat adətən monoklinik kristal sistemdə, 3,5 hidrat isə əsasən triklinik və ya monoklinik kristal sistemdə olur.
Sink borat monohidratının susuzlaşdırma prosesi nisbətən sadədir, susuz sink borat yaratmaq üçün 250-300 ℃ aralığında yeganə struktur su molekulunu çıxarır. Bu proses istiliyi əhəmiyyətli dərəcədə udur, bu da materialın qızdırıldığı zaman böyük miqdarda istilik almasına kömək edir.
3,5 nəmlənmiş sink boratın susuzlaşdırma davranışı daha mürəkkəbdir və çox mərhələli dehidrasiya xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir:
· Faza 1 (100-150 ℃): Adsorbsiya olunmuş suyun və az miqdarda kristal suyun çıxarılması
·İkinci mərhələ (200-250℃): Kristal suyun çox hissəsini çıxarın
· Mərhələ 3 (300-350 ℃): Amorf sink borat əmələ gətirmək üçün tam susuzlaşdırma
Bu çoxmərhələli susuzlaşdırma prosesi ona daha geniş temperatur diapazonunda istiliyi udmağa imkan verir və daha uzun alov gecikdirici effektivliyə malikdir.
Sink borat monohidratının suda həllolma qabiliyyəti son dərəcə aşağıdır (<0,1%) və üzvi həlledicilərdə demək olar ki, həll olunmur, bu da ona polimer sistemlərində yaxşı dispersiya sabitliyini verir.
3.5 Hidratlanmış sink borat kristal suyun daha yüksək tərkibinə görə daha güclü səth polaritesinə malikdir və bu da qütb sistemlərində daha yaxşı dispersiyaya səbəb olur. Bununla belə, qeyri-qütblü polimerlərdə səth modifikasiyası tələb oluna bilər.
Sink borat monohidratının hissəcik ölçüsü daha kiçikdir (adətən 1-5 μ m) və xüsusi səth sahəsi daha böyükdür (5-15 m²/q), bu da onun matrisdə vahid dispersiyası üçün faydalıdır.
hissəcik ölçüsü3,5 nəmlənmiş sink boratnisbətən böyükdür (adətən 5-20μm), lakin ultra incə məhsullar da xüsusi proseslər vasitəsilə hazırlana bilər.
Sink boratın hər iki növü bir çox mexanizmlər vasitəsilə alov gecikdirici təsir göstərir, lakin fərqli fokuslarla:
Sink borat monohidrat:
· İstilik udma dehidratasiyası: Dehidrasiya temperaturu yüksəkdir, sonrakı mərhələdə alov gecikdirən tətbiqlər üçün uyğundur
·Şüşə kimi qoruyucu təbəqənin əmələ gəlməsi: Susuzlaşdırmadan sonra oksigen və istiliyi təcrid etmək üçün B₂O₃ şüşə təbəqəsi əmələ gəlir.
· Karbonlaşmanı təşviq edin: alüminium hidroksid kimi alov gecikdiriciləri ilə əhəmiyyətli sinerji təsir göstərir.
3.5 Nəmlənmiş Sink Borat:
·Çox mərhələli istilik udma: daha geniş temperatur diapazonunda istiliyi udmaq
· Yanan qazları seyreltmək üçün kristal suyu buraxın
·Oluşan sink oksidi tüstüyə maneə törədici təsir göstərir
·Halojenləşdirilmiş alov gecikdiriciləri ilə sinergik təsir xüsusilə nəzərə çarpır
3.5 Nəmlənmiş sink boratdaha yüksək bor tərkibinə və unikal dehidrasiya xüsusiyyətlərinə görə tüstü əmələ gəlməsinin qarşısını almaqda adətən monohidrat məhsullarından üstündür və onu tüstü sıxlığına ciddi tələblər olan tətbiqlər üçün xüsusilə uyğun edir.
·Yüksək dehidrasiya temperaturuna görə mühəndislik plastikləri (PA, PBT və s.) kimi yüksək temperaturda emal olunan polimerlər
·Açıq rəngli məhsullar: adətən daha yüksək ağlığa malikdir (≥ 95%), ciddi rəng tələbləri olan məhsullar üçün uyğundur
·Kabel materialı: Alüminium hidroksid/maqnezium ilə əla sinerji təsir göstərir
·Şəffaf və ya yarı şəffaf məhsullar: daha yaxşı refraktiv indeks uyğunluğu
· PVC və halogen tərkibli sistemlər: halogenlərlə əhəmiyyətli sinergik alov gecikdirici təsir
·Rezin məmulatları: çox mərhələli susuzlaşdırma xüsusiyyətləri rezin vulkanizasiya prosesi üçün daha uyğundur
· Yanğına davamlı örtük: yüksək bor tərkibi daha yaxşı yanğına davamlılıq performansını təmin edir
· Tekstil alov gecikdirici müalicə: Aşağı temperaturda alov gecikdirici təsir daha yaxşıdır
·Yüksək tüstü bastırma tələbləri olan yerlər: metrolar, gəmilər və digər daxili materiallar kimi
·Emal temperaturu<220℃: 3,5 hidratlı sink borata üstünlük verilməlidir
·Emal temperaturu 220-280℃: Hər iki seçim mövcuddur, digər tələblərə uyğun olaraq seçin
·Emal temperaturu>280℃: Sink borat monohidrat seçilməlidir
· Qeyri-üzvi alov gecikdiricilərlə (alüminium hidroksid/maqnezium): Sink borat monohidrat adətən daha yaxşı təsir göstərir.
·Halojenləşdirilmiş alov gecikdiriciləri ilə birləşdirildikdə, 3,5 hidratlı sink boratın sinergik təsiri daha əhəmiyyətlidir.
Daha kiçik hissəcik ölçüsünə görə, sink borat monohidrat adətən materialın mexaniki xüsusiyyətlərinə daha az təsir göstərir, 3,5 hidratlı məhsul isə daha incə dispersiya müalicəsi tələb edə bilər.
Monohidrat və 3,5-hidrat sink borat, "su tərkibində" sadə bir fərq deyil, kimyada mahiyyətcə iki fərqli birləşmədir.
