Magnézium-hidroxid (Mg(OH)2)egyre szélesebb körben használják környezetbarát szervetlen égésgátlóként olyan polimerekben, mint a polipropilén, polietilén és nejlon. A műanyag mátrixban való diszperziós egyenletessége azonban közvetlenül befolyásolja a kompozit anyag égésgátló hatékonyságát, mechanikai tulajdonságait és feldolgozási stabilitását. Ez a cikk szisztematikusan feltárja a magnézium-hidroxid diszpergálhatóságának javítására szolgáló professzionális megoldásokat az interfész-kompatibilitás, az agglomerációs mechanizmus és a feldolgozási kinetika szempontjából.
A magnézium-hidroxid részecskék nagy felületi polaritással és erős hidrofilséggel rendelkeznek, de rosszul kompatibilisek a hidrofób polimerekkel, és hajlamosak másodlagos agglomerációra a van der Waals erők miatt. Az aggregátumok nem csak feszültségi hibapontokká válnak, hanem akadályozzák az égésgátló gázok kibocsátásának hatékonyságát is, ami a rendszer oxigénindexe csökkenéséhez vezet. A diszperzió javításának lényege a részecskék közötti kölcsönhatási energia csökkentése, a részecskék és a mátrix közötti határfelületi kötés fokozása, valamint a feldolgozási nyíróerő felhasználása az aggregátumok szétesésének és aggregációjának eléréséhez.
Amino-szilán (például KH-550) vagy merkapto-szilán használata a magnézium-hidroxid kezelésére hidrofób réteget képezhet a felületén. A szilán hidrolízise után a Si-OH kondenzálódik Mg (OH) 2 felületi hidroxilcsoportjaival, és Si-O-Mg kovalens kötéseket hoz létre, jelentősen csökkentve a felületi energiát. A kutatások kimutatták, hogy ha az oltási sebesség meghaladja a 60%-ot, a magnézium-hidroxid PP-ben való diszperziójának mérete >10μm-ről 1-2μm-re csökkenthető.
A zsírsavak, például a sztearinsav és az olajsav kémiai adszorpción mennek keresztül a magnézium-hidroxid felületével karboxilcsoportokon keresztül, és a hosszú szénláncok sztérikus akadályt jelentenek. Fejlettebb módszer a titán- és alumínium-észter kapcsolószerek alkalmazása, amelyek molekulaszerkezete egyszerre kapcsolódhat szervetlen és szerves fázisokkal, és szerves egyrétegű réteget képezhet a részecskék felületén az olvadék folyóképességének javítása érdekében.
In situ polimerizációval vagy ojtási reakcióval a mátrixgyantához hasonló vagy azzal kompatibilis polimerláncokat (például poliakrilátot, maleinsavanhidriddel ojtott poliolefint) visznek fel a magnézium-hidroxid felületére. Ezzel a módszerrel "rugalmas interfészréteget" lehet létrehozni a hőtágulási együtthatók különbségei által okozott interfészfeszültség enyhítésére.
Egy együtt forgó ikercsigás extruder segítségével nagy szilárdságú nyírómezőt hoznak létre dagasztóblokkok, fogazott tárcsák és egyéb alkatrészek kombinálásával. A csavarkonfiguráció optimalizálása lehetővé teszi, hogy az anyag többszörös kompressziós nyírási újraelosztási cikluson menjen keresztül. Statikus keverő hozzáadásával az öntőforma előtt tovább küszöbölhető az olvadékhőmérséklet és az áramlási sebesség egyenetlenségei.
Adj hozzá néhányatmagnézium-hidroxidaz oldalsó adagolónyílásból, hogy elkerülje a gyantával való azonnali keveredést, ami elégtelen nyíróenergiát eredményezhet. Egy csiszolótárcsás típusú ultrahangos extrudáló eszközzel és a kavitációs hatás felhasználásával az aggregátumok feldarabolására a diszpergált fázis mérete több mint 30%-kal csökkenthető.
A magnézium-hidroxid 340 ℃ felett kezd bomlani, ezért a feldolgozási hőmérsékletnek e küszöbérték alatt kell lennie, de a gyanta teljes olvadáspontja felett kell lennie. A PP rendszernél ajánlatos a hordó hőmérsékletét 180-200-190 ℃-os szakaszokra (fejjel) beállítani, hogy elkerüljük a felületmódosító leválását okozó túlzott hőmérsékletet.
0,2-0,8% polimer diszpergálószer (például polietilénglikol-polipropilénglikol blokk-kopolimer) hozzáadása csökkentheti az olvadék viszkozitását és elősegítheti a részecskék nedvesedését. A hiperelágazó polimerek jelentős sztérikus akadályt mutatnak gömb alakú háromdimenziós szerkezetük miatt, megakadályozva az újra aggregációt.
Ha némi magnézium-hidroxidot porózus nano-szilícium-dioxidra vagy szén nanocsövekre töltenek fel, hogy "maghéj" vagy "tengeri sziget" struktúrát alakítsanak ki, az megváltoztathatja a halmozási módszert, és egyenletesebb elosztóhálózatot alakíthat ki a mátrixban.
Ha szinergistákat, például cink-borátot és rétegszilikátokat alkalmaz, ügyelni kell az egyes komponensek sűrűségének és részecskeméretének összehangolására. Az anyarészecske elődiszperziós eljárást kell alkalmazni, hogy elkerüljük a sűrűségkülönbségek okozta fázisszétválást.
·Diszperziószámítás: SEM képek az ImageJ szoftverrel kombinálva a terület súlyozott átlagos részecskeméretének kiszámításához; A határfelületi réteg vastagságának TEM megfigyelése.
·Reológiai jellemzés: A dinamikus frekvencia pásztázás során a tároló modulus (G ') meredeksége a kisfrekvenciás tartományban tükrözheti a töltőhálózat szerkezetét; Egyetlen félkör megjelenése a Cole Cole diagramban jó diszperziót jelez.
·Teljesítmény-korrelációs elemzés: A limitáló oxigénindex (LOI) pozitív korrelációt mutat a szakítószakasz fraktáldimenziójával; A forró huzal égési hőmérséklete (GWT) közvetlenül összefügg a diszperzió egyenletességével.
Diszpergálhatóságának javításamagnézium-hidroxidA műanyagok területén egy olyan szisztematikus projekt, amely három dimenzió figyelembevételét igényli: felületi termodinamikai módosítás, feldolgozási reológiai szabályozás és formulázási együtttervezés. A jövőbeni trend a reaktív, többfunkciós adalékok kifejlesztése a feldolgozás során egyidejű felületmódosítás és diszperzió elérése érdekében. A fenti átfogó stratégiák révén a magnézium-hidroxid égésgátló műanyagok mechanikai visszatartási aránya és égésgátló hatékonysága jelentősen javítható, elősegítve a halogénmentes égésgátló anyagok alkalmazását nagy teljesítményű területeken.
