Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2)anvendes i stigende grad som et miljøvenligt uorganisk flammehæmmer i polymerer som polypropylen, polyethylen og nylon. Imidlertid påvirker dets dispersionsensartethed i plastmatricen direkte kompositmaterialets flammehæmmende effektivitet, mekaniske egenskaber og forarbejdningsstabilitet. Denne artikel udforsker systematisk professionelle løsninger til at forbedre spredningsevnen af magnesiumhydroxid ud fra perspektiver af grænsefladekompatibilitet, agglomerationsmekanisme og proceskinetik.
Magnesiumhydroxidpartikler har høj overfladepolaritet og stærk hydrofilicitet, men dårlig kompatibilitet med hydrofobe polymerer og er tilbøjelige til sekundær agglomeration på grund af van der Waals-kræfter. Aggregater bliver ikke kun stressdefektpunkter, men hindrer også effektiviteten af frigivelse af flammehæmmende gas, hvilket fører til et fald i systemets oxygenindeks. Essensen af at forbedre spredningen ligger i at reducere vekselvirkningsenergien mellem partikler, forbedre grænsefladebindingen mellem partikler og matrix og udnytte forarbejdningsforskydningskraften til at opnå desintegration og aggregering af aggregater.
Brug af aminosilan (såsom KH-550) eller mercaptosilan til behandling af magnesiumhydroxid kan danne et hydrofobt lag på overfladen. Efter hydrolyse af silan kondenserer Si-OH med overfladehydroxylgrupper af Mg (OH) 2 for at danne Si-O-Mg kovalente bindinger, hvilket væsentligt reducerer overfladeenergien. Forskning har vist, at når podningshastigheden overstiger 60%, kan dispersionsstørrelsen af magnesiumhydroxid i PP reduceres fra>10μm til 1-2μm.
Fedtsyrer såsom stearinsyre og oliesyre kan undergå kemisk adsorption med overfladen af magnesiumhydroxid gennem carboxylgrupper, og lange kulstofkæder giver sterisk hindring. En mere avanceret metode er at bruge titanium- og aluminiumester-koblingsmidler, hvis molekylære struktur kan kombineres med både uorganiske og organiske faser samtidigt og danne et organisk monolag på overfladen af partiklerne for at forbedre smelteflydeevnen.
Ved in-situ polymerisation eller podningsreaktion indføres polymerkæder, der ligner eller er kompatible med matrixharpiksen (såsom polyacrylat, maleinsyreanhydridpodet polyolefin) på overfladen af magnesiumhydroxid. Denne metode kan konstruere et "fleksibelt grænsefladelag" for at lindre grænsefladespænding forårsaget af forskelle i termiske ekspansionskoefficienter.
Ved hjælp af en co-roterende dobbeltskrueekstruder konstrueres et højstyrkeforskydningsfelt ved at kombinere ælteblokke, tandskiver og andre komponenter. Optimering af skruekonfigurationen gør det muligt for materialet at gennemgå flere cyklusser med omfordeling af kompressionsforskydning. Tilføjelse af en statisk blander før formen kan yderligere eliminere ujævnheder i smeltetemperatur og flowhastighed.
Tilføj noglemagnesiumhydroxidfra sidetilførselsporten for at undgå at blande med harpiksen på én gang, hvilket kan resultere i utilstrækkelig forskydningsenergi. Ved at bruge en slibeskivetype ultralydsekstruderingsanordning og udnytte kavitationseffekten til at bryde aggregater op, kan størrelsen af den dispergerede fase reduceres med mere end 30%.
Magnesiumhydroxid begynder at nedbrydes over 340 ℃, så forarbejdningstemperaturen skal være under denne tærskel, men over harpiksens fuldstændige smeltetemperatur. For PP-systemet anbefales det at indstille tøndetemperaturen i sektioner på 180-200-190 ℃ (dysehoved) for at undgå for høj temperatur, der forårsager løsrivelse af overflademodifikator.
Tilsætning af 0,2-0,8% polymerdispergeringsmiddel (såsom polyethylenglycol polypropylenglycol blokcopolymer) kan reducere smelteviskositeten og fremme partikelbefugtning. Hyperforgrenede polymerer udviser betydelig sterisk hindring på grund af deres sfæriske tredimensionelle struktur, hvilket forhindrer reaggregering.
Indlæsning af noget magnesiumhydroxid på porøse nanosilica eller kulstofnanorør for at danne en "kerne-skal" eller "havø"-struktur kan ændre dens stablingsmetode og danne et mere ensartet distributionsnetværk i matrixen.
Ved blanding med synergister såsom zinkborat og lagdelte silikater, skal man være opmærksom på at matche densiteten og partikelstørrelsen af hver komponent. Moderpartikel-prædispersionsprocessen bør anvendes for at undgå faseadskillelse forårsaget af densitetsforskelle.
·Dispersion kvantificering: SEM-billeder kombineret med ImageJ-software til at beregne arealvægtet gennemsnitlig partikelstørrelse; TEM-observation af grænsefladelagtykkelse.
· Reologisk karakterisering: Ved dynamisk frekvensscanning kan hældningen af lagringsmodulet (G ') i lavfrekvensområdet afspejle strukturen af fyldstofnetværket; Udseendet af en enkelt halvcirkel i Cole Cole-plottet indikerer god spredning.
· Ydeevnekorrelationsanalyse: Limiting Oxygen Index (LOI) er positivt korreleret med den fraktale dimension af træksektionen; Forbrændingstemperaturen af den varme wire (GWT) er direkte relateret til ensartetheden af dispersionen.
Forbedring af spredningsevnen afmagnesiumhydroxidi plast er et systematisk projekt, der kræver overvejelse af tre dimensioner: termodynamisk overflademodifikation, behandlingsreologikontrol og formuleringssamdesign. Den fremtidige tendens er at udvikle reaktive multifunktionelle additiver for at opnå samtidig overflademodifikation og spredning under behandlingen. Gennem ovenstående omfattende strategier kan den mekaniske retentionshastighed og flammehæmmende effektivitet af magnesiumhydroxid flammehæmmende plast forbedres betydeligt, hvilket fremmer anvendelsen af halogenfri flammehæmmende materialer i højtydende områder.
