Magnezijev hidroksid (Mg(OH)₂)se vse pogosteje uporablja kot okolju prijazen anorganski zaviralec gorenja v polimerih, kot so polipropilen, polietilen in najlon. Vendar pa njegova enakomernost disperzije v plastični matrici neposredno vpliva na učinkovitost zaviranja gorenja, mehanske lastnosti in stabilnost obdelave kompozitnega materiala. Ta članek sistematično raziskuje profesionalne rešitve za izboljšanje disperzibilnosti magnezijevega hidroksida z vidika združljivosti vmesnikov, mehanizma aglomeracije in kinetike obdelave.
Delci magnezijevega hidroksida imajo visoko površinsko polarnost in močno hidrofilnost, vendar slabo združljivost s hidrofobnimi polimeri in so nagnjeni k sekundarni aglomeraciji zaradi van der Waalsovih sil. Agregati ne postanejo samo točke napetosti, ampak tudi ovirajo učinkovitost sproščanja plina, ki zavira gorenje, kar vodi do zmanjšanja kisikovega indeksa sistema. Bistvo izboljšanja disperzije je v zmanjšanju interakcijske energije med delci, izboljšanju vmesne vezi med delci in matriko ter izkoriščanju procesne strižne sile za doseganje razpada in agregacije agregatov.
Uporaba aminosilana (kot je KH-550) ali merkaptosilana za obdelavo magnezijevega hidroksida lahko tvori hidrofobno plast na njegovi površini. Po hidrolizi silana se Si-OH kondenzira s površinskimi hidroksilnimi skupinami Mg (OH) ₂, da tvori kovalentne vezi Si-O-Mg, kar znatno zmanjša površinsko energijo. Raziskave so pokazale, da se lahko, ko stopnja cepljenja preseže 60 %, velikost disperzije magnezijevega hidroksida v PP zmanjša z> 10 μm na 1-2 μm.
Maščobne kisline, kot sta stearinska kislina in oleinska kislina, so lahko podvržene kemični adsorpciji s površino magnezijevega hidroksida prek karboksilnih skupin, dolge ogljikove verige pa zagotavljajo sterične ovire. Naprednejša metoda je uporaba titanovih in aluminijevih estrskih spojilnih sredstev, katerih molekularna struktura se lahko kombinira z anorganskimi in organskimi fazami hkrati in tvori organsko monosloj na površini delcev za izboljšanje pretočnosti taline.
S polimerizacijo na kraju samem ali reakcijo cepljenja se polimerne verige, podobne ali združljive z matrično smolo (kot je poliakrilat, poliolefin, cepljen z anhidridom maleinske kisline), uvedejo na površino magnezijevega hidroksida. S to metodo je mogoče zgraditi "fleksibilno vmesniško plast" za ublažitev obremenitve vmesnika, ki jo povzročajo razlike v koeficientih toplotnega raztezanja.
Z uporabo korotacijskega ekstruderja z dvojnim polžem se z združevanjem gnetilnih blokov, zobatih diskov in drugih komponent izdela strižno polje visoke trdnosti. Optimiziranje konfiguracije vijakov omogoča, da material opravi več ciklov prerazporeditve kompresijskega striga. Dodajanje statičnega mešalnika pred kalup lahko dodatno odpravi neenakomernost temperature taline in hitrosti pretoka.
Dodajte nekajmagnezijev hidroksidiz stranske dovodne odprtine, da preprečite takojšnje mešanje s smolo, kar lahko povzroči nezadostno strižno energijo. Z uporabo ultrazvočne ekstruzijske naprave z brusilnim diskom in uporabo učinka kavitacije za razbijanje agregatov se lahko velikost dispergirane faze zmanjša za več kot 30 %.
Magnezijev hidroksid začne razpadati nad 340 ℃, zato mora biti temperatura obdelave pod tem pragom, vendar nad popolno temperaturo taljenja smole. Za sistem PP je priporočljivo nastaviti temperaturo soda v odsekih 180-200-190 ℃ (glava matrice), da preprečite, da bi previsoka temperatura povzročila odstop površinskega modifikatorja.
Dodajanje 0,2-0,8 % polimernega dispergenta (kot je blok kopolimer polietilen glikola polipropilen glikola) lahko zmanjša viskoznost taline in pospeši omočenje delcev. Hiperrazvejani polimeri kažejo znatne sterične ovire zaradi svoje sferične tridimenzionalne strukture, ki preprečuje ponovno agregacijo.
Nalaganje nekaj magnezijevega hidroksida na porozni nano silicijev dioksid ali ogljikove nanocevke, da se oblikuje struktura "jedro-lupina" ali "morski otok", lahko spremeni način zlaganja in oblikuje bolj enotno distribucijsko mrežo v matrici.
Pri mešanju s sinergisti, kot so cinkov borat in plastni silikati, je treba paziti na ujemanje gostote in velikosti delcev vsake komponente. Za preprečitev ločevanja faz zaradi razlik v gostoti je treba uporabiti postopek pred disperzijo matičnih delcev.
·Kvantifikacija disperzije: SEM slike v kombinaciji s programsko opremo ImageJ za izračun površinsko tehtane povprečne velikosti delcev; TEM opazovanje debeline mejne plasti.
·Reološka karakterizacija: pri dinamičnem frekvenčnem skeniranju lahko naklon modula shranjevanja (G ') v nizkofrekvenčnem območju odraža strukturo mreže polnila; Pojav enega samega polkroga na grafu Cole Cole kaže na dobro disperzijo.
·Korelacijska analiza učinkovitosti: mejni kisikov indeks (LOI) je v pozitivni korelaciji s fraktalno dimenzijo nateznega odseka; Temperatura gorenja vroče žice (GWT) je neposredno povezana z enakomernostjo disperzije.
Izboljšanje disperzibilnostimagnezijev hidroksidv plastiki je sistematičen projekt, ki zahteva upoštevanje treh razsežnosti: površinske termodinamične modifikacije, reološkega nadzora obdelave in sooblikovanja formulacije. Prihodnji trend je razvoj reaktivnih multifunkcionalnih dodatkov za doseganje hkratne površinske modifikacije in disperzije med predelavo. Z zgornjimi obsežnimi strategijami je mogoče znatno izboljšati stopnjo mehanskega zadrževanja in učinkovitost zaviranja gorenja plastike, ki zavira gorenje magnezijevega hidroksida, kar spodbuja uporabo materialov, ki zavirajo gorenje brez halogenov, na visoko zmogljivih področjih.
