Metode untuk meningkatkan stabilitas termal tahan api aluminium hidroksida

1 Karakteristik tahan api aluminium hidroksida

Aluminium hidroksida yang digunakan sebagai retardant api terutama α-aluminium hidroksida, sering dinyatakan sebagai α-A1 ((OH)₃, yang termasuk dalam sistem monoklinik dan merupakan bubuk putih kristal atau amorf.₂O₃dan H₂O ketika dipanaskan. penyerapan panas yang diukur dalam kisaran 240 ~ 500 ° C adalah 1967.2 kJ / kg. Panas yang diserap selama proses dekomposisi adalah alasan utama untuk efek retardant nyala.

Di antara semua retardan api, penggunaan aluminium hidroksida menyumbang lebih dari 40%, terutama karena retardan api aluminium hidroksida memiliki keuntungan berikut:Khasiat penekan asap dan pengisian, dan tidak menghasilkan polusi sekunder; memiliki keputihan tinggi dan kekuatan penutup rendah untuk pewarna; memiliki ketahanan keausan sedang dan kinerja cetakan dan pengolahan yang baik;dapat menghasilkan efek sinergis retardant api dengan berbagai zat lain; sumbernya berlimpah dan harganya rendah.

Sebagai retardant api, aluminium hidroksida memiliki banyak sifat yang sangat baik, tetapi juga memiliki beberapa kekurangan, terutama: (1) efisiensi retardant api yang rendah, jumlah penambahan yang besar;(2) polaritas dan hidrofilisitas yang kuat, kompatibilitas yang buruk dengan bahan polimer non-polar; (3) suhu dehidrasi rendah, reaksi dehidrasi utama selesai dalam kisaran 200-320 °C.Suhu pencampuran dan cetakan dari banyak termoplastik dan karet suhu tinggi melebihi 220°COleh karena itu, jika aluminium hidroksida ditambahkan selama pengolahan, itu akan dehidrasi untuk membentuk gelembung, mempengaruhi sifat mekanik produk.Stabilitas termal aluminium hidroksida yang buruk selalu menjadi alasan utama untuk penggunaannya yang terbatas dalam bahan karet dan plastik suhu tinggiIni juga salah satu topik panas dalam bidang penelitian bahan tahan api dalam beberapa tahun terakhir.

2 Metode untuk meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida

Stabilitas termal alumunium hidroksida yang buruk adalah salah satu kekurangannya sebagai retardant api.

2.1 Lapisan permukaan

Setelah lapisan permukaan, lapisan lapisan dapat terbentuk di permukaan aluminium hidroksida, yang dapat meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida sampai batas tertentu.Setelah aluminium hidroksida dilapisi, laju difusi uap air berkurang ketika termal terurai, yang dapat menunda reaksi dekomposisi.konsentrasi molekul air di permukaan inti aluminium hidroksida meningkat, yaitu tekanan parsial uap air keseimbangan reaksi dekomposisi aluminium hidroksida meningkat, dan suhu dekomposisi meningkat sesuai.

Lapisan permukaan aluminium hidroksida mengacu pada penggunaan zat tertentu yang mengandung elemen seperti P, N, Ti, Zr, Si, Mg, Ca, dll sebagai pengubah,yang bereaksi dengan aluminium hidroksida dalam sistem tertentu (reaksi fisik atau reaksi kimia), atau bereaksi dengan zat-zat tertentu dalam sistem untuk membentuk lapisan lapisan pada permukaan aluminium hidroksida.

Wang Jianli et al. 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, membentuk inti magnesium hidroksida lapisan aluminium oksidasi.Suhu dekomposisi termal awal dari bahan tahan api komposit aluminium-magnesium yang disiapkan dapat ditingkatkan menjadi 260°CSetelah diisi dengan polimer organik, indeks oksigennya bisa mencapai 33, mencapai tingkat tahan api.Setelah produk diisi dengan polimer organikSetelah Zhou Xiangyang et al. menggunakan modifier komposit PNC untuk aluminium hidroksida lapisan basah,suhu awal kehilangan air dari aluminium hidroksida meningkat sebesar 21°C, dan dispersi bubuk ditingkatkan pada saat yang sama. 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, tetapi juga secara signifikan meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida.

Proses pengolahan lapisan permukaan aluminium hidroksida sederhana dan biaya pengolahannya rendah.Kelemahannya adalah bahwa rentang peningkatan suhu dekomposisi aluminium hidroksida terbatas.

2.2 Pengolahan senyawa kimia

Penggabungan kimia aluminium hidroksida mengacu pada metode penggabungan kimia dengan zat lain dalam kondisi tertentu untuk membentuk zat baru.Ini adalah metode yang efektif untuk meningkatkan suhu dekomposisi aluminium hidroksidaReaksi antara aluminium hidroksida dan asam oksalat dapat menghasilkan oksalat aluminium dasar. oksalat aluminium dasar memiliki stabilitas termal yang baik di bawah 330 ° C dan terurai ketika melebihi 450 ° C.Sifat tahan api mirip dengan aluminium hidroksidaKarena stabilitas termal yang lebih baik Ia memiliki sifat yang baik dan dapat digunakan untuk nilon, PBT, PET dan polimer lainnya.Asam fosfat bereaksi dengan aluminium hidroksida untuk membentuk pentavalent aluminium fosfat, yang masih memiliki stabilitas termal yang baik ketika suhu melebihi 350 °C. Aluminium fosfat memiliki efek retardant api yang sangat baik pada polimer yang mengandung oksigen seperti poliester termoplastik,PBT, PET dan poliamida, dan jumlah penambahan kecil. hanya 15% ~ 20% dapat membuat indeks oksigen mencapai lebih dari 40%.Penggabungan kimia aluminium hidroksida dapat secara signifikan meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksidaPada saat yang sama, sulit untuk menerapkan beberapa metode penggabungan kimia pada skala besar.

2.3 Pengolahan pemurnian tinggi

Pembersihan tinggi mengacu pada peningkatan kemurnian aluminium hidroksida dan mengurangi kandungan zat ionik yang tidak larut dalam aluminium hidroksida, terutama Na_{2 O, sehingga}fraksi massa Na_{2O kurang dari 0,2%.}Produk ini memiliki Na rendah₂O kandungan, ultra-halus, memiliki luas permukaan spesifik yang besar, dan memiliki sifat listrik yang sangat baik.Pembersihan tinggi aluminium hidroksida dapat secara signifikan meningkatkan suhu dekomposisi aluminium hidroksida dan meningkatkan beberapa sifat khusus dari retardant apiNamun, metode ini sulit untuk mempersiapkan produk, memiliki biaya tinggi, dan memiliki skala aplikasi terbatas.

2.4 Pengobatan dehidrasi parsial

Setelah alumunium hidroksida dipanaskan, sebagian dari air kimia dikeluarkan, jumlah molekul tampak dari air kimia dikurangi,dan bagian dari aluminium hidroksida diubah dari jenis gibbsite ke jenis struktur boehmite, yang meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida. Setelah aluminium hidroksida sebagian dehidrasi dan kemudian dimodifikasi dengan zat organik, produk yang dihasilkan memiliki stabilitas termal yang tinggi,tidak higroskopis, dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan bahan polimer.yang akan mengurangi sifat tahan api sampai batas tertentu.

3 Kesimpulan

Aluminium hidroksida adalah retardant api dengan sifat komprehensif yang sangat baik, dan stabilitas termalnya yang buruk adalah salah satu kekurangannya.Metode untuk meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida termasuk lapisan permukaan, pengolahan komposit kimia, pengolahan pemurnian tinggi dan dehidrasi parsial.Hal ini dapat dikombinasikan dengan proses persiapan tahan api aluminium hidroksida yang adaMetode ini tidak mengubah struktur kristal tahan api aluminium hidroksida, tetapi hanya menambahkan lapisan lapisan pada permukaannya,yang dapat meningkatkan stabilitas aluminium hidroksida sampai batas tertentu. Pengolahan komposit kimia benar-benar mengubah struktur kristal aluminium hidroksida, secara efektif meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida,dan biaya pengolahan relatif tinggiKomposisi kimia biaya rendah untuk meningkatkan stabilitas termal aluminium hidroksida adalah arah yang perlu diperkuat.