Μέθοδος βελτίωσης της θερμικής σταθερότητας του αντιφλεγμονώδους ουσίας υδροξειδίου του αλουμινίου

1 Χαρακτηριστικά του επιβραδυντή φλόγας υδροξειδίου του αλουμινίου

Το υδροξείδιο του αλουμινίου που χρησιμοποιείται ως επιβραδυντικό φλόγας είναι κυρίως α-υδροξείδιο του αλουμινίου, που εκφράζεται συχνά ως α-A1 ((OH)₃Το υδροξείδιο του αλουμινίου αποσυντίθεται σε Α1₂Ο₃και H₂Η θερμότητα που απορροφάται κατά τη διαδικασία αποσύνθεσης είναι ο κύριος λόγος για την επιβράδυνση της φλόγας.

Μεταξύ όλων των επιβραδύνων της φλόγας, η χρήση υδροξειδίου του αλουμινίου αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 40%, κυρίως επειδή το υδροξείδιο του αλουμινίου έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:ιδιότητες καταστολής καπνού και γεμίσματος, και δεν παράγει δευτερογενή ρύπανση· έχει υψηλή λευκότητα και χαμηλή ικανότητα κάλυψης για χρωστικές ύλες· έχει μέτρια αντοχή στην φθορά και καλή απόδοση χύτευσης και επεξεργασίας·μπορεί να παράγει αντιφλεγμονώδη συνέργεια με διάφορες άλλες ουσίες· είναι άφθονη στην πηγή και χαμηλή στην τιμή.

Ως επιβραδυντικό φλόγας, το υδροξείδιο του αλουμινίου έχει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες, αλλά έχει επίσης ορισμένες ελλείψεις, κυρίως: 1) κακή αποτελεσματικότητα επιβράδυνσης φλόγας, μεγάλη ποσότητα προσθήκης·(2) ισχυρή πολικότητα και υδροφιλία3) χαμηλή θερμοκρασία αφυδάτωσης, η κύρια αντίδραση αφυδάτωσης ολοκληρώνεται στην περιοχή των 200-320°C.Οι θερμοκρασίες ανάμειξης και φόρμας πολλών θερμοπλαστικών και καουτσούκ υψηλής θερμοκρασίας υπερβαίνουν τους 220°CΩς εκ τούτου, εάν προστεθεί υδροξείδιο του αλουμινίου κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, θα αφυδατωθεί για να σχηματίσει φυσαλίδες, επηρεάζοντας τις μηχανικές ιδιότητες του προϊόντος.Η κακή θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου υπήρξε πάντα ο κύριος λόγος για την περιορισμένη χρήση του σε υλικά καουτσούκ και πλαστικών υψηλής θερμοκρασίαςΑυτό είναι επίσης ένα από τα καυτά θέματα στον τομέα της έρευνας των υλικών επιβράδυνσης φλόγας τα τελευταία χρόνια.

2 Μέθοδοι βελτίωσης της θερμικής σταθερότητας του υδροξειδίου του αλουμινίου

Η κακή θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου είναι ένα από τα ελαττώματά του ως επιβραδύνων φλόγας.

2.1 Επιφανειακή επικάλυψη

Μετά την επικάλυψη της επιφάνειας, μπορεί να σχηματιστεί ένα στρώμα επικάλυψης στην επιφάνεια του υδροξειδίου του αλουμινίου, το οποίο μπορεί να βελτιώσει την θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου σε κάποιο βαθμό.Μετά την επικάλυψη με υδροξείδιο του αλουμινίου, ο ρυθμός διάχυσης του υδρατμών μειώνεται όταν αποσυντίθεται θερμικά, γεγονός που μπορεί να καθυστερήσει την αντίδραση αποσύνθεσης.η συγκέντρωση των μορίων νερού στην επιφάνεια του πυρήνα υδροξειδίου του αλουμινίου αυξάνεται, δηλαδή, η μερική πίεση υδρατμών ισορροπίας της αντίδρασης αποσύνθεσης υδροξειδίου του αλουμινίου αυξάνεται και η θερμοκρασία αποσύνθεσης αυξάνεται αναλόγως.

Η επιφανειακή επικάλυψη με υδροξείδιο του αλουμινίου αναφέρεται στη χρήση ορισμένων ουσιών που περιέχουν στοιχεία όπως P, N, Ti, Zr, Si, Mg, Ca κ.λπ. ως τροποποιητές,που αντιδρούν με υδροξείδιο του αλουμινίου σε ένα συγκεκριμένο σύστημα (φυσική ή χημική αντίδραση), ή αντιδρούν με ορισμένες ουσίες στο σύστημα για να σχηματίσουν ένα στρώμα επικάλυψης στην επιφάνεια του υδροξειδίου του αλουμινίου.

Ο Wang Jianli κ.λπ. used newly generated wet aluminum hydroxide as the core material and used a special process to evenly deposit magnesium hydroxide on the surface of aluminum hydroxide in a heterogeneous nucleation manner, σχηματίζοντας έναν πυρήνα υδροξειδίου του μαγνησίου που καλύπτει το οξείδιο του αλουμινίου.Η αρχική θερμική θερμοκρασία αποσύνθεσης του προετοιμασμένου σύνθετου αντιφλεγμονώδους προϊόντος αλουμινίου-μαγνησίου μπορεί να αυξηθεί σε 260°C.Μετά την πλήρωση με οργανικά πολυμερή, ο δείκτης οξυγόνου του μπορεί να φτάσει το 33, φθάνοντας στο επίπεδο επιβράδυνσης της φλόγας.Αφού το προϊόν γεμίσει με οργανικά πολυμερήΜετά από τη χρήση από τους Zhou Xiangyang et al. του συνθετικού τροποποιητή PNC για υδροξείδιο του αλουμινίου υγρού,η αρχική θερμοκρασία απώλειας νερού του υδροξειδίου του αλουμινίου αυξημένη κατά 21°C, και η διασπορά της σκόνης βελτιώθηκε ταυτόχρονα. Inorganic-organic multi-layer coating modification or organic-organic multi-layer coating modification is a comprehensive surface modification treatment method that can not only improve the surface properties of aluminum hydroxide, αλλά επίσης βελτιώνει σημαντικά τη θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου.

Η διαδικασία επεξεργασίας της επιφανειακής επικάλυψης με υδροξείδιο του αλουμινίου είναι απλή και το κόστος επεξεργασίας είναι χαμηλό.Το μειονέκτημα είναι ότι το εύρος αύξησης της θερμοκρασίας αποσύνθεσης του υδροξειδίου του αλουμινίου είναι περιορισμένο.

2.2 Χημική επεξεργασία ενώσεων

Η χημική σύνθεση του υδροξειδίου του αλουμινίου αναφέρεται σε μια μέθοδο χημικής σύνθεσης με άλλες ουσίες υπό ορισμένες συνθήκες για να σχηματιστούν νέες ουσίες.Αυτή είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την αύξηση της θερμοκρασίας διάσπασης του υδροξειδίου του αλουμινίουΗ αντίδραση μεταξύ υδροξειδίου του αλουμινίου και οξαλικού οξέος μπορεί να παράγει βασικό οξαλικό αλουμινίου. Το βασικό οξαλικό αλουμινίου έχει καλή θερμική σταθερότητα κάτω των 330 °C και αποσυντίθεται όταν υπερβαίνει τους 450 °C.Οι ιδιότητές του ως επιβραδυντή φλόγας είναι παρόμοιες με του υδροξειδίου του αλουμινίουΛόγω της βελτιωμένης θερμικής σταθερότητας έχει καλές ιδιότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για νάιλον, PBT, PET και άλλα πολυμερή.Το φωσφορικό οξύ αντιδρά με υδροξείδιο του αλουμινίου για να σχηματίσει πενταουσιαστό φωσφορικό αλουμίνιο, το οποίο εξακολουθεί να έχει καλή θερμική σταθερότητα όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει τους 350 °C. Το φωσφορικό αλουμίνιο έχει πολύ καλή φλεγμονώδη δράση σε πολυμερή που περιέχουν οξυγόνο, όπως το θερμοπλαστικό πολυεστέρα,PBTΤο 15%~20% μπορεί να κάνει τον δείκτη οξυγόνου να φτάσει πάνω από το 40%.Η χημική σύνθεση του υδροξειδίου του αλουμινίου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίουΤαυτόχρονα, είναι δύσκολο να εφαρμοστούν σε μεγάλη κλίμακα ορισμένες μέθοδοι χημικής σύνθεσης.

2.3 Επεξεργασία υψηλής καθαριστικής ικανότητας

Η υψηλή καθαριότητα αναφέρεται στη βελτίωση της καθαρότητας του υδροξειδίου του αλουμινίου και στη μείωση της περιεκτικότητας σε ιονικές αδιάλυτες ουσίες στο υδροξείδιο του αλουμινίου, ειδικά Na_{2 O, έτσι ώστε να}το κλάσμα μάζας του Na_{Το 2O είναι μικρότερο από 0,2%.}Το προϊόν έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε Na₂Ο περιεκτικότητα σε O, είναι εξαιρετικά λεπτή, έχει μεγάλη ειδική επιφάνεια και έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες.Ο υψηλός καθαρισμός του υδροξειδίου του αλουμινίου μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη θερμοκρασία αποσύνθεσης του υδροξειδίου του αλουμινίου και να ενισχύσει ορισμένες ειδικές ιδιότητες των επιβραδυντικών φλόγαςΩστόσο, η μέθοδος αυτή είναι δύσκολη για την προετοιμασία προϊόντων, έχει υψηλό κόστος και έχει περιορισμένη κλίμακα εφαρμογής.

2.4 Λήψη μερικής αφυδάτωσης

Μετά την θέρμανση του υδροξειδίου του αλουμινίου, αφαιρείται μέρος του χημικού νερού, μειώνεται ο φαινομενικός μοριακός αριθμός του χημικού νερού,και μέρος του υδροξειδίου του αλουμινίου μετατρέπεται από δομή τύπου gibbsite σε δομή τύπου boehmiteΜετά την εν μέρει αφυδάτωση του υδροξειδίου του αλουμινίου και στη συνέχεια την τροποποίηση του με οργανική ύλη, το προϊόν που προκύπτει έχει υψηλή θερμική σταθερότητα,είναι μη υγροσκοπικόΗ μέθοδος αυτή απομακρύνει μέρος του κρυσταλλικού νερού από τη δομή του υδροξειδίου του αλουμινίου,που θα μειώσει τις αντιφλεγμονώδεις ιδιότητές του σε κάποιο βαθμό.

3 Συμπεράσματα

Το υδροξείδιο του αλουμινίου είναι ένα επιβραδυντικό φλόγας με εξαιρετικές ολοκληρωτικές ιδιότητες και η κακή θερμική σταθερότητα του είναι ένα από τα μειονεκτήματά του.Μεθόδοι βελτίωσης της θερμικής σταθερότητας του υδροξειδίου του αλουμινίου περιλαμβάνουν την επικάλυψη της επιφάνειαςΗ επεξεργασία της επιφάνειας έχει μελετηθεί περισσότερο και η διαδικασία της επιφάνειας είναι ευέλικτη.Μπορεί να συνδυαστεί με την υφιστάμενη διαδικασία προετοιμασίας αντιφλεγμονώδους ουσίας υδροξειδίου του αλουμινίουΗ μέθοδος αυτή δεν αλλάζει την κρυσταλλική δομή του αντιφλεγμονώδους υδροξειδίου του αλουμινίου, αλλά προσθέτει μόνο ένα στρώμα επικάλυψης στην επιφάνεια του,που μπορεί να βελτιώσει την σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου σε κάποιο βαθμόΗ χημική επεξεργασία σύνθετων ουσιών αλλάζει εντελώς την κρυσταλλική δομή του υδροξειδίου του αλουμινίου, βελτιώνει αποτελεσματικά τη θερμική σταθερότητα του υδροξειδίου του αλουμινίου,και το κόστος μεταποίησης είναι σχετικά υψηλόΤο χαμηλού κόστους χημικό σύνθετο για τη βελτίωση της θερμικής σταθερότητας του υδροξειδίου του αλουμινίου είναι μια κατεύθυνση που πρέπει να ενισχυθεί.