Magneesiumhüdroksiid (Mg(OH)2)Seda kasutatakse üha laialdasemalt keskkonnasõbraliku anorgaanilise leegiaeglustajana polümeerides, nagu polüpropüleen, polüetüleen ja nailon. Selle dispersiooni ühtsus plastmaatriksis mõjutab aga otseselt komposiitmaterjali leegiaeglustaja efektiivsust, mehaanilisi omadusi ja töötlemise stabiilsust. Selles artiklis uuritakse süstemaatiliselt professionaalseid lahendusi magneesiumhüdroksiidi dispergeeritavuse suurendamiseks liideste ühilduvuse, aglomeratsioonimehhanismi ja töötlemise kineetika vaatenurgast.
Magneesiumhüdroksiidi osakestel on kõrge pinnapolaarsus ja tugev hüdrofiilsus, kuid halb ühilduvus hüdrofoobsete polümeeridega ning need on van der Waalsi jõudude tõttu altid sekundaarsele aglomeratsioonile. Täitematerjalid mitte ainult ei muutu pingedefektipunktideks, vaid takistavad ka leegiaeglustava gaasi vabanemise efektiivsust, mis viib süsteemi hapnikuindeksi vähenemiseni. Dispersiooni parandamise olemus seisneb osakeste vahelise interaktsioonienergia vähendamises, osakeste ja maatriksi vahelise liidese sideme parandamises ning töötlemise nihkejõu kasutamises agregaatide lagunemise ja agregatsiooni saavutamiseks.
Aminosilaani (nagu KH-550) või merkaptosilaani kasutamine magneesiumhüdroksiidi töötlemiseks võib selle pinnale moodustada hüdrofoobse kihi. Pärast silaani hüdrolüüsi kondenseerub Si-OH Mg (OH) ₂ pinna hüdroksüülrühmadega, moodustades Si-O-Mg kovalentseid sidemeid, vähendades oluliselt pinnaenergiat. Uuringud on näidanud, et kui pookimiskiirus ületab 60%, saab magneesiumhüdroksiidi dispersiooni suurust PP-s vähendada >10 μm-lt 1-2 μm-ni.
Rasvhapped, nagu steariinhape ja oleiinhape, võivad magneesiumhüdroksiidi pinnaga keemiliselt adsorbeerida karboksüülrühmade kaudu ja pikad süsinikahelad takistavad steerilist toimet. Täiustatud meetod on kasutada titaanist ja alumiiniumestrist siduvaid aineid, mille molekulaarstruktuur võib samaaegselt kombineerida nii anorgaanilise kui orgaanilise faasiga ning moodustada osakeste pinnal orgaanilise monokihi, et parandada sulandi voolavust.
In situ polümerisatsiooni või pookimisreaktsiooni abil kantakse magneesiumhüdroksiidi pinnale maatriksvaiguga sarnased või sellega ühilduvad polümeerahelad (nagu polüakrülaat, maleiinanhüdriidiga poogitud polüolefiin). Selle meetodi abil saab konstrueerida "paindliku liidesekihi", et leevendada soojuspaisumistegurite erinevustest põhjustatud liidese pinget.
Kasutades pöörlevat kahe kruviga ekstruuderit, luuakse sõtkumisplokkide, hammasketaste ja muude komponentide kombineerimise teel ülitugev nihkeväli. Kruvi konfiguratsiooni optimeerimine võimaldab materjalil läbida mitu survenihke ümberjaotamise tsüklit. Staatilise segisti lisamine enne vormi võib veelgi kõrvaldada sulamistemperatuuri ja voolukiiruse ebaühtlust.
Lisage mõnedmagneesiumhüdroksiidkülgmisest etteandeavast, et vältida vaiguga korraga segunemist, mis võib põhjustada ebapiisava nihkeenergia. Kasutades lihvimisketta tüüpi ultraheli ekstrusiooniseadet ja kasutades agregaatide purustamiseks kavitatsiooniefekti, saab hajutatud faasi suurust vähendada rohkem kui 30%.
Magneesiumhüdroksiid hakkab lagunema üle 340 ℃, seega peaks töötlemistemperatuur olema sellest läviväärtusest madalam, kuid üle vaigu täieliku sulamistemperatuuri. PP-süsteemi puhul on soovitatav seada tünni temperatuur vahemikku 180-200-190 ℃ (peaosa), et vältida pinna modifikaatori eraldumist põhjustavat liigset temperatuuri.
0,2–0,8% polümeeri dispergeeriva aine (nagu polüetüleenglükooli polüpropüleenglükooli plokk-kopolümeer) lisamine võib vähendada sulamis viskoossust ja soodustada osakeste märgumist. Hüperhargnenud polümeeridel on nende sfäärilise kolmemõõtmelise struktuuri tõttu märkimisväärne steeriline takistus, mis takistab uuesti agregatsiooni.
Magneesiumhüdroksiidi laadimine poorsele nanoräidioksiidile või süsinik-nanotorudele, et moodustada "südamiku kesta" või "meresaare" struktuur, võib muuta selle virnastamismeetodit ja moodustada maatriksis ühtlasema jaotusvõrgu.
Koostamisel sünergistidega, nagu tsinkboraat ja kihilised silikaadid, tuleks tähelepanu pöörata iga komponendi tiheduse ja osakeste suuruse sobitamisele. Et vältida tiheduse erinevustest tingitud faaside eraldumist, tuleks kasutada emaosakeste eeldispersiooni protsessi.
· Dispersiooni kvantifitseerimine: SEM-kujutised koos ImageJ tarkvaraga, et arvutada pindalaga kaalutud keskmine osakeste suurus; Liidesekihi paksuse TEM-vaatlus.
·Reoloogiline iseloomustus: dünaamilise sagedusskaneerimise korral võib salvestusmooduli (G ') kalle madalsagedusalas kajastada täitevõrgu struktuuri; Ühe poolringi ilmumine Cole Cole'i graafikus näitab head hajutatust.
· Toimivuse korrelatsioonianalüüs: Piiratud hapnikuindeks (LOI) on positiivses korrelatsioonis tõmbelõike fraktaalmõõtmega; Kuuma traadi (GWT) põlemistemperatuur on otseselt seotud dispersiooni ühtsusega.
Hajutatavuse parandaminemagneesiumhüdroksiidplastis on süstemaatiline projekt, mis nõuab kolme mõõtme arvestamist: pinna termodünaamiline modifitseerimine, töötlemise reoloogia kontroll ja koostise kaasdisain. Tulevikutrend on reaktiivsete multifunktsionaalsete lisandite väljatöötamine, et saavutada töötlemise ajal pinna samaaegne modifitseerimine ja hajumine. Ülaltoodud kõikehõlmavate strateegiate abil saab magneesiumhüdroksiidiga leegiaeglustavate plastide mehaanilist retentsioonimäära ja leegiaeglustaja efektiivsust oluliselt parandada, soodustades halogeenivabade leegiaeglustavate materjalide kasutamist suure jõudlusega väljadel.
