Magnesium hydroxide (Mg(OH)₂)ay lalong malawak na ginagamit bilang environment friendly inorganic flame retardant sa mga polymer gaya ng polypropylene, polyethylene, at nylon. Gayunpaman, ang pagkakapareho ng dispersion nito sa plastic matrix ay direktang nakakaapekto sa flame retardant efficiency, mechanical properties, at processing stability ng composite material. Ang artikulong ito ay sistematikong nag-explore ng mga propesyonal na solusyon upang mapahusay ang dispersibility ng magnesium hydroxide mula sa mga pananaw ng pagiging tugma ng interface, mekanismo ng pagsasama-sama, at mga kinetika ng pagproseso.
Ang mga particle ng magnesium hydroxide ay may mataas na polarity sa ibabaw at malakas na hydrophilicity, ngunit hindi magandang tugma sa hydrophobic polymers, at madaling kapitan ng pangalawang pagsasama-sama dahil sa mga puwersa ng van der Waals. Ang mga pinagsama-sama ay hindi lamang nagiging mga punto ng depekto ng stress, ngunit pinipigilan din ang kahusayan ng paglabas ng gas na nagpapatigil sa apoy, na humahantong sa pagbaba sa index ng oxygen ng system. Ang kakanyahan ng pagpapabuti ng dispersion ay nakasalalay sa pagbawas ng enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle, pagpapahusay ng interface bonding sa pagitan ng mga particle at matrix, at paggamit ng processing shear force upang makamit ang disintegration at aggregation ng mga aggregates.
Ang paggamit ng amino silane (tulad ng KH-550) o mercapto silane upang gamutin ang magnesium hydroxide ay maaaring bumuo ng hydrophobic layer sa ibabaw nito. Pagkatapos ng hydrolysis ng silane, ang Si-OH ay nag-condense sa mga pang-ibabaw na hydroxyl na grupo ng Mg (OH) ₂ upang bumuo ng Si-O-Mg covalent bond, na makabuluhang binabawasan ang enerhiya sa ibabaw. Ipinakita ng pananaliksik na kapag ang grafting rate ay lumampas sa 60%, ang dispersion size ng magnesium hydroxide sa PP ay maaaring bawasan mula>10μm hanggang 1-2μm.
Ang mga fatty acid tulad ng stearic acid at oleic acid ay maaaring sumailalim sa chemical adsorption sa ibabaw ng magnesium hydroxide sa pamamagitan ng carboxyl group, at ang mahabang carbon chain ay nagbibigay ng steric hindrance. Ang isang mas advanced na paraan ay ang paggamit ng titanium at aluminum ester coupling agent, na ang molecular structure ay maaaring pagsamahin sa parehong inorganic at organic na mga phase nang sabay-sabay, at bumuo ng isang organic na monolayer sa ibabaw ng mga particle upang mapabuti ang pagkatunaw ng daloy.
Sa pamamagitan ng in-situ na polymerization o grafting reaction, ang mga polymer chain na katulad o tugma sa matrix resin (tulad ng polyacrylate, maleic anhydride grafted polyolefin) ay ipinakilala sa ibabaw ng magnesium hydroxide. Ang pamamaraang ito ay maaaring bumuo ng isang "flexible interface layer" upang maibsan ang stress ng interface na dulot ng mga pagkakaiba sa thermal expansion coefficients.
Gamit ang isang co rotating twin-screw extruder, ang isang high-strength shear field ay ginagawa sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga kneading block, mga disc na may ngipin, at iba pang mga bahagi. Ang pag-optimize sa configuration ng screw ay nagbibigay-daan sa materyal na sumailalim sa maraming mga cycle ng compression shear redistribution. Ang pagdaragdag ng isang static na panghalo bago ang amag ay maaaring higit pang maalis ang hindi pagkakapantay-pantay ng temperatura ng pagkatunaw at rate ng daloy.
Magdagdag ng ilanmagnesiyo hydroxidemula sa side feeding port upang maiwasan ang paghahalo sa resin nang sabay-sabay, na maaaring magresulta sa hindi sapat na enerhiya ng paggugupit. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang grinding disc type na ultrasonic extrusion device at paggamit ng cavitation effect upang masira ang mga aggregate, ang laki ng dispersed phase ay maaaring mabawasan ng higit sa 30%.
Magnesium hydroxide ay nagsisimulang mabulok sa itaas ng 340 ℃, kaya ang temperatura ng pagproseso ay dapat na mas mababa sa threshold na ito ngunit higit sa kumpletong temperatura ng pagkatunaw ng dagta. Para sa PP system, inirerekumenda na itakda ang temperatura ng bariles sa mga seksyon na 180-200-190 ℃ (die head) upang maiwasan ang labis na temperatura na nagdudulot ng surface modifier detachment.
Ang pagdaragdag ng 0.2-0.8% polymer dispersant (tulad ng polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer) ay maaaring mabawasan ang lagkit ng natutunaw at magsulong ng pagbabasa ng particle. Ang mga hyperbranched polymer ay nagpapakita ng makabuluhang steric na hadlang dahil sa kanilang spherical na three-dimensional na istraktura, na pumipigil sa muling pagsasama-sama.
Ang pag-load ng ilang magnesium hydroxide sa porous nano silica o carbon nanotubes upang bumuo ng isang "core-shell" o "sea island" na istraktura ay maaaring magbago ng paraan ng pagsasalansan nito at bumuo ng isang mas pare-parehong network ng pamamahagi sa matrix.
Kapag pinagsama ang mga synergist tulad ng zinc borate at layered silicates, dapat bigyang pansin ang pagtutugma ng density at laki ng particle ng bawat bahagi. Ang proseso ng paunang pagpapakalat ng butil ng ina ay dapat gamitin upang maiwasan ang paghihiwalay ng bahagi na dulot ng mga pagkakaiba sa density.
· Dispersion quantification: SEM mga imahe na pinagsama sa ImageJ software upang kalkulahin ang average na laki ng particle na may timbang sa lugar; Pagmamasid ng TEM sa kapal ng layer ng interface.
· Rheological characterization: Sa dynamic frequency scanning, ang slope ng storage modulus (G ') sa low-frequency range ay maaaring magpakita ng istraktura ng filler network; Ang hitsura ng isang kalahating bilog sa plot ng Cole Cole ay nagpapahiwatig ng mahusay na pagpapakalat.
·Pagsusuri ng ugnayan ng pagganap: Ang Limiting Oxygen Index (LOI) ay positibong nauugnay sa fractal na dimensyon ng tensile section; Ang nasusunog na temperatura ng mainit na kawad (GWT) ay direktang nauugnay sa pagkakapareho ng pagpapakalat.
Pagpapabuti ng dispersibility ngmagnesiyo hydroxidesa plastik ay isang sistematikong proyekto na nangangailangan ng pagsasaalang-alang ng tatlong dimensyon: pagbabago ng thermodynamic sa ibabaw, kontrol sa pagpoproseso ng rheology, at disenyo ng formulation co. Ang hinaharap na kalakaran ay ang pagbuo ng mga reaktibong multifunctional additives upang makamit ang sabay-sabay na pagbabago sa ibabaw at pagpapakalat sa panahon ng pagproseso. Sa pamamagitan ng mga komprehensibong estratehiya sa itaas, ang mechanical retention rate at flame retardant efficiency ng magnesium hydroxide flame retardant plastics ay maaaring makabuluhang mapabuti, na nagpo-promote ng paggamit ng halogen-free flame retardant na materyales sa high-performance field.
