Магнезијум хидроксид (Мг(ОХ)₂)се све више користи као еколошки прихватљив неоргански успоривач пламена у полимерима као што су полипропилен, полиетилен и најлон. Међутим, његова уједначеност дисперзије у пластичној матрици директно утиче на ефикасност успорења пламена, механичка својства и стабилност обраде композитног материјала. Овај чланак систематски истражује професионална решења за побољшање дисперзибилности магнезијум хидроксида из перспективе компатибилности интерфејса, механизма агломерације и кинетике обраде.
Честице магнезијум хидроксида имају висок површински поларитет и јаку хидрофилност, али лошу компатибилност са хидрофобним полимерима, и склоне су секундарној агломерацији услед ван дер Валсових сила. Агрегати не само да постају тачке дефекта напрезања, већ и ометају ефикасност ослобађања гаса који успорава пламен, што доводи до смањења индекса кисеоника у систему. Суштина побољшања дисперзије лежи у смањењу енергије интеракције између честица, побољшању везе између честица и матрице и коришћењу силе смицања обраде да би се постигла дезинтеграција и агрегација агрегата.
Коришћењем амино силана (као што је КХ-550) или меркапто силана за третирање магнезијум хидроксида може се формирати хидрофобни слој на његовој површини. После хидролизе силана, Си-ОХ се кондензује са површинским хидроксилним групама Мг (ОХ) ₂ да би се формирале Си-О-Мг ковалентне везе, значајно смањујући површинску енергију. Истраживања су показала да када стопа калемљења прелази 60%, величина дисперзије магнезијум хидроксида у ПП може бити смањена са>10μм на 1-2μм.
Масне киселине као што су стеаринска и олеинска киселина могу бити подвргнуте хемијској адсорпцији са површином магнезијум хидроксида преко карбоксилних група, а дуги угљенични ланци стварају стеричне сметње. Напреднија метода је употреба средстава за спајање титанијума и алуминијумског естра, чија молекуларна структура може да се комбинује и са неорганским и са органским фазама истовремено, и формира органски монослој на површини честица како би се побољшала течност талине.
Полимеризацијом на лицу места или реакцијом калемљења, полимерни ланци слични или компатибилни са матричном смолом (као што је полиакрилат, полиолефин накалемљени малеинским анхидридом) се уводе на површину магнезијум хидроксида. Овај метод може да конструише „флексибилни слој интерфејса“ за ублажавање напрезања интерфејса изазваног разликама у коефицијентима топлотног ширења.
Коришћењем екструдера са двоструким завртњима који се заједно ротира, поље смицања високе чврстоће се конструише комбиновањем блокова за гњечење, зупчастих дискова и других компоненти. Оптимизација конфигурације шрафова омогућава материјалу да прође кроз више циклуса прерасподеле смицања компресије. Додавање статичког миксера пре калупа може додатно елиминисати неуједначеност температуре топљења и брзине протока.
Додајте маломагнезијум хидроксидса бочног улаза како би се избегло мешање са смолом одједном, што може довести до недовољне енергије смицања. Коришћењем ултразвучног уређаја за екструзију типа брусног диска и коришћењем ефекта кавитације за разбијање агрегата, величина дисперговане фазе може се смањити за више од 30%.
Магнезијум хидроксид почиње да се разлаже изнад 340℃, тако да температура обраде треба да буде испод овог прага, али изнад потпуне температуре топљења смоле. За ПП систем, препоручује се подешавање температуре цеви у деловима од 180-200-190℃ (глава матрице) како би се избегла превисока температура која узрокује одвајање модификатора површине.
Додавање 0,2-0,8% полимерног дисперзанта (као што је полиетилен гликол полипропилен гликол блок кополимер) може смањити вискозитет растопа и подстаћи влажење честица. Хиперразгранати полимери показују значајну стеричку препреку због своје сферичне тродимензионалне структуре, спречавајући поновно агрегацију.
Стављање мало магнезијум хидроксида на порозни нано силицијум диоксид или угљеничне наноцеви да би се формирала структура „језгро-љуска“ или „морско острво“ може променити њен метод слагања и формирати уједначенију мрежу дистрибуције у матрици.
Када се комбинује са синергистима као што су цинк борат и слојевити силикати, треба обратити пажњу на усклађивање густине и величине честица сваке компоненте. Процес пре дисперзије матичне честице треба користити да би се избегло раздвајање фаза узроковано разликама у густини.
· Квантификација дисперзије: СЕМ слике у комбинацији са софтвером ИмагеЈ за израчунавање просечне величине честица пондерисане површине; ТЕМ посматрање дебљине међуслоја.
·Реолошка карактеризација: Код динамичког скенирања фреквенције, нагиб модула складиштења (Г ') у нискофреквентном опсегу може одражавати структуру мреже пуњења; Појава једног полукруга у дијаграму Цоле Цолеа указује на добру дисперзију.
· Анализа корелације перформанси: Ограничавајући индекс кисеоника (ЛОИ) је у позитивној корелацији са фракталном димензијом затезног пресека; Температура горења вруће жице (ГВТ) је директно повезана са уједначеношћу дисперзије.
Побољшање дисперзибилностимагнезијум хидроксиду пластици је систематски пројекат који захтева разматрање три димензије: површинску термодинамичку модификацију, контролу реологије обраде и ко-дизајн формулације. Будући тренд је развој реактивних мултифункционалних адитива за постизање симултане модификације површине и дисперзије током обраде. Кроз горе наведене свеобухватне стратегије, стопа механичког задржавања и ефикасност успорења пламена магнезијум хидроксида успоривача пламена пластике могу се значајно побољшати, промовишући примену материјала који успоравају пламен без халогена у областима високих перформанси.
