Magnesium hidroksida (Mg(OH)₂)semakin meluas digunakan sebagai kalis api bukan organik mesra alam dalam polimer seperti polipropilena, polietilena, dan nilon. Walau bagaimanapun, keseragaman penyebarannya dalam matriks plastik secara langsung mempengaruhi kecekapan kalis api, sifat mekanikal, dan kestabilan pemprosesan bahan komposit. Artikel ini secara sistematik meneroka penyelesaian profesional untuk meningkatkan keterserakan magnesium hidroksida dari perspektif keserasian antara muka, mekanisme aglomerasi dan kinetik pemprosesan.
Zarah magnesium hidroksida mempunyai kekutuban permukaan yang tinggi dan hidrofilik yang kuat, tetapi keserasian yang lemah dengan polimer hidrofobik, dan terdedah kepada aglomerasi sekunder disebabkan oleh daya van der Waals. Agregat bukan sahaja menjadi titik kecacatan tegasan, tetapi juga menghalang kecekapan pelepasan gas kalis api, yang membawa kepada penurunan indeks oksigen sistem. Intipati penambahbaikan serakan terletak pada mengurangkan tenaga interaksi antara zarah, meningkatkan ikatan antara muka antara zarah dan matriks, dan menggunakan daya ricih pemprosesan untuk mencapai perpecahan dan pengagregatan agregat.
Menggunakan amino silane (seperti KH-550) atau mercapto silane untuk merawat magnesium hidroksida boleh membentuk lapisan hidrofobik pada permukaannya. Selepas hidrolisis silane, Si-OH terpeluwap dengan kumpulan hidroksil permukaan Mg (OH) ₂ untuk membentuk ikatan kovalen Si-O-Mg, dengan ketara mengurangkan tenaga permukaan. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa apabila kadar cantuman melebihi 60%, saiz serakan magnesium hidroksida dalam PP boleh dikurangkan daripada>10μm kepada 1-2μm.
Asid lemak seperti asid stearik dan asid oleik boleh mengalami penjerapan kimia dengan permukaan magnesium hidroksida melalui kumpulan karboksil, dan rantai karbon panjang memberikan halangan sterik. Kaedah yang lebih maju ialah menggunakan agen gandingan ester titanium dan aluminium, yang struktur molekulnya boleh bergabung dengan kedua-dua fasa bukan organik dan organik secara serentak, dan membentuk satu lapisan tunggal organik pada permukaan zarah untuk meningkatkan kebolehaliran cair.
Dengan pempolimeran in-situ atau tindak balas cantuman, rantai polimer yang serupa atau serasi dengan resin matriks (seperti poliakrilat, poliolefin cantuman anhidrida maleik) diperkenalkan pada permukaan magnesium hidroksida. Kaedah ini boleh membina "lapisan antara muka fleksibel" untuk mengurangkan tekanan antara muka yang disebabkan oleh perbezaan dalam pekali pengembangan haba.
Menggunakan penyemperit skru berkembar berputar bersama, medan ricih berkekuatan tinggi dibina dengan menggabungkan blok menguli, cakera bergigi dan komponen lain. Mengoptimumkan konfigurasi skru membolehkan bahan menjalani pelbagai kitaran pengagihan semula ricih mampatan. Menambah pengadun statik sebelum acuan boleh menghapuskan lagi ketidaksamaan suhu cair dan kadar aliran.
Tambah sedikitmagnesium hidroksidadari port suapan sisi untuk mengelakkan bercampur dengan resin sekaligus, yang mungkin mengakibatkan tenaga ricih tidak mencukupi. Dengan menggunakan peranti penyemperitan ultrasonik jenis cakera pengisaran dan menggunakan kesan peronggaan untuk memecahkan agregat, saiz fasa tersebar boleh dikurangkan lebih daripada 30%.
Magnesium hidroksida mula terurai melebihi 340 ℃, jadi suhu pemprosesan hendaklah di bawah ambang ini tetapi melebihi suhu lebur lengkap resin. Untuk sistem PP, adalah disyorkan untuk menetapkan suhu tong dalam bahagian 180-200-190 ℃ (kepala mati) untuk mengelakkan suhu yang berlebihan menyebabkan detasmen pengubahsuai permukaan.
Menambah 0.2-0.8% penyerap polimer (seperti kopolimer blok polipropilena glikol polietilena glikol) boleh mengurangkan kelikatan cair dan menggalakkan pembasahan zarah. Polimer bercabang hiper mempamerkan halangan sterik yang ketara kerana struktur tiga dimensi sferanya, menghalang pengagregatan semula.
Memuatkan beberapa magnesium hidroksida pada nano silika atau tiub nano karbon berliang untuk membentuk struktur "teras-cengkerang" atau "pulau laut" boleh mengubah kaedah penyusunannya dan membentuk rangkaian pengedaran yang lebih seragam dalam matriks.
Apabila menggabungkan dengan sinergi seperti zink borat dan silikat berlapis, perhatian harus diberikan untuk memadankan ketumpatan dan saiz zarah setiap komponen. Proses pra serakan zarah ibu harus digunakan untuk mengelakkan pemisahan fasa yang disebabkan oleh perbezaan ketumpatan.
·Kuantiti serakan: Imej SEM digabungkan dengan perisian ImageJ untuk mengira saiz zarah purata berwajaran kawasan; Pemerhatian TEM terhadap ketebalan lapisan antara muka.
·Pencirian reologi: Dalam pengimbasan frekuensi dinamik, cerun modulus storan (G ') dalam julat frekuensi rendah boleh mencerminkan struktur rangkaian pengisi; Kemunculan separuh bulatan tunggal dalam plot Cole Cole menunjukkan penyebaran yang baik.
·Analisis korelasi prestasi: Indeks Oksigen Had (LOI) dikaitkan secara positif dengan dimensi fraktal bahagian tegangan; Suhu pembakaran wayar panas (GWT) secara langsung berkaitan dengan keseragaman penyebaran.
Meningkatkan keterserakanmagnesium hidroksidadalam plastik ialah projek sistematik yang memerlukan pertimbangan tiga dimensi: pengubahsuaian termodinamik permukaan, kawalan reologi pemprosesan, dan reka bentuk bersama rumusan. Trend masa depan adalah untuk membangunkan bahan tambahan pelbagai fungsi reaktif untuk mencapai pengubahsuaian dan serakan permukaan serentak semasa pemprosesan. Melalui strategi komprehensif di atas, kadar pengekalan mekanikal dan kecekapan kalis api plastik kalis api magnesium hidroksida boleh dipertingkatkan dengan ketara, menggalakkan penggunaan bahan kalis api bebas halogen dalam bidang berprestasi tinggi.
