Hydroxid horečnatý (Mg(OH)₂)sa čoraz viac používa ako anorganický spomaľovač horenia šetrný k životnému prostrediu v polyméroch, ako je polypropylén, polyetylén a nylon. Jeho rovnomernosť disperzie v plastovej matrici však priamo ovplyvňuje účinnosť spomaľovania horenia, mechanické vlastnosti a stabilitu pri spracovaní kompozitného materiálu. Tento článok systematicky skúma profesionálne riešenia na zvýšenie dispergovateľnosti hydroxidu horečnatého z hľadiska kompatibility rozhrania, mechanizmu aglomerácie a kinetiky spracovania.
Častice hydroxidu horečnatého majú vysokú povrchovú polaritu a silnú hydrofilnosť, ale zlú kompatibilitu s hydrofóbnymi polymérmi a sú náchylné na sekundárnu aglomeráciu v dôsledku van der Waalsových síl. Agregáty sa nielen stávajú bodmi stresových defektov, ale tiež bránia účinnosti uvoľňovania plynu spomaľujúceho horenie, čo vedie k zníženiu kyslíkového indexu systému. Podstata zlepšenia disperzie spočíva v znížení interakčnej energie medzi časticami, zlepšení väzby na rozhraní medzi časticami a matricou a vo využití šmykovej sily spracovania na dosiahnutie dezintegrácie a agregácie agregátov.
Použitie aminosilánu (ako je KH-550) alebo merkaptosilánu na úpravu hydroxidu horečnatého môže vytvoriť hydrofóbnu vrstvu na jeho povrchu. Po hydrolýze silánu Si-OH kondenzuje s povrchovými hydroxylovými skupinami Mg (OH) ₂ za vzniku Si-O-Mg kovalentných väzieb, čo výrazne znižuje povrchovú energiu. Výskum ukázal, že keď rýchlosť vrúbľovania presiahne 60 %, veľkosť disperzie hydroxidu horečnatého v PP sa môže znížiť z > 10 μm na 1 – 2 μm.
Mastné kyseliny, ako je kyselina stearová a kyselina olejová, môžu podliehať chemickej adsorpcii s povrchom hydroxidu horečnatého cez karboxylové skupiny a dlhé uhlíkové reťazce poskytujú stérickú zábranu. Pokročilejším spôsobom je použitie spojovacích činidiel na báze esterov titánu a hliníka, ktorých molekulárna štruktúra sa môže kombinovať s anorganickými aj organickými fázami súčasne a vytvárať organickú monovrstvu na povrchu častíc na zlepšenie tekutosti taveniny.
Polymerizáciou in situ alebo očkovaním sa polymérne reťazce podobné alebo kompatibilné s matricovou živicou (ako je polyakrylát, polyolefín očkovaný anhydridom kyseliny maleínovej) zavádzajú na povrch hydroxidu horečnatého. Táto metóda môže vytvoriť "flexibilnú vrstvu rozhrania" na zmiernenie napätia na rozhraní spôsobeného rozdielmi v koeficientoch tepelnej rozťažnosti.
Pomocou súbežne rotujúceho dvojzávitovkového extrudéra sa kombináciou hnetacích blokov, ozubených kotúčov a iných komponentov vytvorí vysokopevnostné šmykové pole. Optimalizácia konfigurácie skrutiek umožňuje, aby materiál prešiel viacerými cyklami redistribúcie kompresie a šmyku. Pridanie statického mixéra pred formou môže ďalej eliminovať nerovnomernosť teploty taveniny a prietoku.
Pridajte nejakéhydroxid horečnatýz bočného plniaceho otvoru, aby sa zabránilo zmiešaniu so živicou naraz, čo môže mať za následok nedostatočnú šmykovú energiu. Použitím ultrazvukového extrúzneho zariadenia typu brúsneho kotúča a využitím kavitačného efektu na rozbitie agregátov je možné veľkosť dispergovanej fázy znížiť o viac ako 30 %.
Hydroxid horečnatý sa začína rozkladať nad 340 ℃, takže teplota spracovania by mala byť pod touto prahovou hodnotou, ale nad úplnou teplotou topenia živice. Pre systém PP sa odporúča nastaviť teplotu valca v sekciách 180-200-190 ℃ (hlava), aby sa predišlo nadmernej teplote spôsobujúcej uvoľnenie povrchového modifikátora.
Pridanie 0,2-0,8% polymérneho dispergačného činidla (ako je polyetylénglykolový polypropylénglykolový blokový kopolymér) môže znížiť viskozitu taveniny a podporiť zmáčanie častíc. Hyperrozvetvené polyméry vykazujú významnú stérickú zábranu v dôsledku ich sférickej trojrozmernej štruktúry, ktorá bráni opätovnej agregácii.
Nanesenie určitého množstva hydroxidu horečnatého na porézne nano-oxid kremičité alebo uhlíkové nanorúrky, aby sa vytvorila štruktúra „jadro-plášť“ alebo „morský ostrov“, môže zmeniť spôsob ukladania a vytvoriť rovnomernejšiu distribučnú sieť v matrici.
Pri miešaní so synergistami, ako je boritan zinočnatý a vrstvené kremičitany, by sa mala venovať pozornosť tomu, aby každá zložka zodpovedala hustote a veľkosti častíc. Aby sa predišlo separácii fáz spôsobenej rozdielmi v hustote, mal by sa použiť proces predbežnej disperzie materských častíc.
·Kvantifikácia disperzie: SEM snímky kombinované so softvérom ImageJ na výpočet plošne váženej priemernej veľkosti častíc; TEM pozorovanie hrúbky medzivrstvy.
· Reologická charakterizácia: Pri dynamickom frekvenčnom skenovaní môže sklon akumulačného modulu (G') v nízkofrekvenčnom rozsahu odrážať štruktúru výplňovej siete; Výskyt jedného polkruhu v grafe Cole Cole naznačuje dobrý rozptyl.
·Výkonnostná korelačná analýza: Limitný kyslíkový index (LOI) pozitívne koreluje s fraktálnou dimenziou ťahovej sekcie; Teplota horenia horúceho drôtu (GWT) priamo súvisí s rovnomernosťou disperzie.
Zlepšenie dispergovateľnostihydroxid horečnatýv plastoch je systematický projekt, ktorý si vyžaduje zváženie troch rozmerov: povrchová termodynamická modifikácia, kontrola reológie spracovania a spoločný návrh formulácie. Budúcim trendom je vývoj reaktívnych multifunkčných aditív na dosiahnutie súčasnej povrchovej úpravy a disperzie počas spracovania. Prostredníctvom vyššie uvedených komplexných stratégií sa môže výrazne zlepšiť rýchlosť mechanického zadržania a účinnosť spomaľovania horenia pri plastoch spomaľujúcich horenie s hydroxidom horečnatým, čo podporuje aplikáciu bezhalogénových materiálov spomaľujúcich horenie vo vysokovýkonných oblastiach.
![[Záverečná bitka na konci roka] Taixing Shares: Šprint na konci roka na dosiahnutie ročných cieľov](https://sk.taixingfrchem.com/upload/8514/20251210200905856610.jpg "[Záverečná bitka na konci roka] Taixing Shares: Šprint na konci roka na dosiahnutie ročných cieľov")
