Magnesiumhydroksid (Mg(OH)2)brukes i økende grad som et miljøvennlig uorganisk flammehemmer i polymerer som polypropylen, polyetylen og nylon. Imidlertid påvirker dens dispersjonsenhet i plastmatrisen direkte flammehemmende effektivitet, mekaniske egenskaper og prosessstabilitet til komposittmaterialet. Denne artikkelen utforsker systematisk profesjonelle løsninger for å forbedre spredningsevnen til magnesiumhydroksid fra perspektivene til grensesnittkompatibilitet, agglomerasjonsmekanisme og prosesseringskinetikk.
Magnesiumhydroksidpartikler har høy overflatepolaritet og sterk hydrofilisitet, men dårlig kompatibilitet med hydrofobe polymerer, og er utsatt for sekundær agglomerering på grunn av van der Waals-krefter. Aggregater blir ikke bare stressdefektpunkter, men hindrer også effektiviteten av flammehemmende gassfrigjøring, noe som fører til en reduksjon i oksygenindeksen til systemet. Essensen av å forbedre spredningen ligger i å redusere interaksjonsenergien mellom partikler, forbedre grensesnittbindingen mellom partikler og matrise, og bruke prosesseringsskjærkraft for å oppnå desintegrasjon og aggregering av aggregater.
Å bruke aminosilan (som KH-550) eller merkaptosilan for å behandle magnesiumhydroksid kan danne et hydrofobt lag på overflaten. Etter hydrolyse av silan kondenserer Si-OH med overflatehydroksylgrupper av Mg (OH) 2 for å danne Si-O-Mg kovalente bindinger, noe som reduserer overflateenergien betydelig. Forskning har vist at når podehastigheten overstiger 60 %, kan dispersjonsstørrelsen til magnesiumhydroksid i PP reduseres fra>10μm til 1-2μm.
Fettsyrer som stearinsyre og oljesyre kan gjennomgå kjemisk adsorpsjon med overflaten av magnesiumhydroksid gjennom karboksylgrupper, og lange karbonkjeder gir sterisk hindring. En mer avansert metode er å bruke titan- og aluminiumester-koblingsmidler, hvis molekylære struktur kan kombineres med både uorganiske og organiske faser samtidig, og danne et organisk monolag på overflaten av partiklene for å forbedre smelteflytbarheten.
Ved in-situ polymerisasjon eller podingsreaksjon introduseres polymerkjeder som ligner eller er kompatible med matriksharpiksen (slik som polyakrylat, maleinsyreanhydridpodet polyolefin) på overflaten av magnesiumhydroksid. Denne metoden kan konstruere et "fleksibelt grensesnittlag" for å lindre grensesnittspenning forårsaket av forskjeller i termiske ekspansjonskoeffisienter.
Ved å bruke en co-roterende dobbeltskrueekstruder, konstrueres et høystyrke skjærfelt ved å kombinere elteblokker, tannskiver og andre komponenter. Optimalisering av skruekonfigurasjonen gjør at materialet kan gjennomgå flere sykluser med omfordeling av kompresjonsskjær. Å legge til en statisk mikser før formen kan ytterligere eliminere ujevnheten i smeltetemperatur og strømningshastighet.
Legg til noenmagnesiumhydroksidfra sidematingsporten for å unngå blanding med harpiksen på en gang, noe som kan resultere i utilstrekkelig skjærenergi. Ved å bruke en ultralydekstruderingsanordning av slipeskivetype og utnytte kavitasjonseffekten for å bryte opp aggregater, kan størrelsen på den dispergerte fasen reduseres med mer enn 30 %.
Magnesiumhydroksid begynner å dekomponere over 340 ℃, så prosesseringstemperaturen bør være under denne terskelen, men over den fullstendige smeltetemperaturen til harpiksen. For PP-systemet anbefales det å stille inn tønnetemperaturen i seksjoner på 180-200-190 ℃ (dysehode) for å unngå overdreven temperatur som forårsaker løsgjøring av overflatemodifikator.
Tilsetning av 0,2-0,8 % polymerdispergeringsmiddel (som polyetylenglykol polypropylenglykol blokkkopolymer) kan redusere smelteviskositeten og fremme partikkelfukting. Hyperforgrenede polymerer viser betydelig sterisk hindring på grunn av deres sfæriske tredimensjonale struktur, og forhindrer reaggregering.
Å laste litt magnesiumhydroksid på porøs nano-silika eller karbon-nanorør for å danne en "kjerne-skall"- eller "sjøøy"-struktur kan endre stablemetoden og danne et mer enhetlig distribusjonsnettverk i matrisen.
Ved blanding med synergister som sinkborat og lagdelte silikater, bør man være oppmerksom på å matche tettheten og partikkelstørrelsen til hver komponent. Moderpartikkelens predispersjonsprosess bør brukes for å unngå faseseparasjon forårsaket av tetthetsforskjeller.
· Dispersjonskvantifisering: SEM-bilder kombinert med ImageJ-programvare for å beregne arealvektet gjennomsnittlig partikkelstørrelse; TEM-observasjon av grensesnittlagtykkelse.
· Reologisk karakterisering: Ved dynamisk frekvensskanning kan helningen til lagringsmodulen (G ') i lavfrekvensområdet reflektere strukturen til fyllstoffnettverket; Utseendet til en enkelt halvsirkel i Cole Cole-plottet indikerer god spredning.
· Ytelseskorrelasjonsanalyse: Limiting Oxygen Index (LOI) er positivt korrelert med den fraktale dimensjonen til strekkseksjonen; Brenntemperaturen til den varme ledningen (GWT) er direkte relatert til jevnheten til dispersjonen.
Forbedre spredningsevnen tilmagnesiumhydroksidi plast er et systematisk prosjekt som krever vurdering av tre dimensjoner: termodynamisk overflatemodifikasjon, prosesseringsreologikontroll og formuleringssamdesign. Den fremtidige trenden er å utvikle reaktive multifunksjonelle tilsetningsstoffer for å oppnå samtidig overflatemodifisering og spredning under behandlingen. Gjennom de ovennevnte omfattende strategiene kan den mekaniske retensjonshastigheten og flammehemmende effektiviteten til magnesiumhydroksid flammehemmende plast forbedres betydelig, noe som fremmer bruken av halogenfrie flammehemmende materialer i høyytelsesfelt.
