Hidroxid de magneziu (Mg(OH)₂)este din ce în ce mai utilizat ca ignifug anorganic ecologic în polimeri precum polipropilena, polietilena și nailonul. Cu toate acestea, uniformitatea dispersiei sale în matricea plastică afectează în mod direct eficiența ignifugului, proprietățile mecanice și stabilitatea de prelucrare a materialului compozit. Acest articol explorează sistematic soluții profesionale pentru a îmbunătăți dispersibilitatea hidroxidului de magneziu din perspectiva compatibilității interfeței, mecanismului de aglomerare și cineticii de procesare.
Particulele de hidroxid de magneziu au polaritate ridicată la suprafață și hidrofilitate puternică, dar compatibilitate slabă cu polimerii hidrofobi și sunt predispuse la aglomerarea secundară din cauza forțelor van der Waals. Agregatele nu numai că devin puncte de defect de stres, dar și împiedică eficiența eliberării gazului ignifug, ceea ce duce la o scădere a indicelui de oxigen al sistemului. Esența îmbunătățirii dispersiei constă în reducerea energiei de interacțiune între particule, îmbunătățirea legăturii interfeței dintre particule și matrice și utilizarea forței de forfecare a procesării pentru a obține dezintegrarea și agregarea agregatelor.
Utilizarea amino silanului (cum ar fi KH-550) sau mercapto silanului pentru tratarea hidroxidului de magneziu poate forma un strat hidrofob pe suprafața sa. După hidroliza silanului, Si-OH se condensează cu grupările hidroxil de suprafață ale Mg (OH) ₂ pentru a forma legături covalente Si-O-Mg, reducând semnificativ energia de suprafață. Cercetările au arătat că atunci când rata de altoire depășește 60%, dimensiunea de dispersie a hidroxidului de magneziu în PP poate fi redusă de la>10μm la 1-2μm.
Acizii grași, cum ar fi acidul stearic și acidul oleic, pot suferi adsorbție chimică cu suprafața hidroxidului de magneziu prin grupări carboxil, iar lanțurile lungi de carbon oferă o piedică sterică. O metodă mai avansată este utilizarea agenților de cuplare cu esteri de titan și aluminiu, a căror structură moleculară se poate combina cu fazele anorganice și organice simultan și să formeze un monostrat organic pe suprafața particulelor pentru a îmbunătăți fluiditatea topiturii.
Prin polimerizare in situ sau reacție de grefare, pe suprafața hidroxidului de magneziu sunt introduse lanțuri polimerice similare sau compatibile cu rășina matriceală (cum ar fi poliacrilat, poliolefina grefată cu anhidridă maleică). Această metodă poate construi un „strat de interfață flexibil” pentru a atenua stresul de interfață cauzat de diferențele dintre coeficienții de dilatare termică.
Folosind un extruder cu două șuruburi co-rotative, un câmp de forfecare de mare rezistență este construit prin combinarea blocurilor de frământare, discuri dintate și alte componente. Optimizarea configurației șuruburilor permite materialului să treacă prin mai multe cicluri de redistribuire a forfecării prin compresie. Adăugarea unui mixer static înainte de matriță poate elimina și mai mult neuniformitatea temperaturii de topire și a debitului.
Adăugați câtevahidroxid de magneziudin portul de alimentare lateral pentru a evita amestecarea cu rășina dintr-o dată, ceea ce poate duce la o energie de forfecare insuficientă. Prin utilizarea unui dispozitiv de extrudare cu ultrasunete de tip disc de măcinare și prin utilizarea efectului de cavitație pentru a sparge agregatele, dimensiunea fazei dispersate poate fi redusă cu mai mult de 30%.
Hidroxidul de magneziu începe să se descompună peste 340℃, astfel încât temperatura de procesare ar trebui să fie sub acest prag, dar peste temperatura de topire completă a rășinii. Pentru sistemul PP, se recomandă setarea temperaturii cilindrului în secțiuni de 180-200-190℃ (cap matriță) pentru a evita temperatura excesivă care cauzează desprinderea modificatorului de suprafață.
Adăugarea de 0,2-0,8% dispersant polimer (cum ar fi polietilen glicol polipropilen glicol bloc copolimer) poate reduce vâscozitatea topiturii și poate promova umezirea particulelor. Polimerii hiperramificati prezintă o piedică sterică semnificativă datorită structurii lor sferice tridimensionale, prevenind reagregarea.
Încărcarea unei cantități de hidroxid de magneziu pe nano-silice sau nanotuburi de carbon poroase pentru a forma o structură „core-shell” sau „insula de mare” poate schimba metoda de stivuire și poate forma o rețea de distribuție mai uniformă în matrice.
Atunci când amestecați cu agenți sinergici, cum ar fi boratul de zinc și silicații stratificati, trebuie acordată atenție potrivirii densității și dimensiunii particulelor fiecărei componente. Procesul de pre-dispersie a particulelor mamă ar trebui utilizat pentru a evita separarea de fază cauzată de diferențele de densitate.
·Cuantificarea dispersiei: imagini SEM combinate cu software-ul ImageJ pentru a calcula dimensiunea medie ponderată a particulelor în zonă; Observarea TEM a grosimii stratului de interfață.
· Caracterizare reologică: În scanarea în frecvență dinamică, panta modulului de stocare (G ') în domeniul de frecvență joasă poate reflecta structura rețelei de umplere; Apariția unui singur semicerc în complotul Cole Cole indică o bună dispersie.
·Analiza corelației performanței: Indexul Limitant de Oxigen (LOI) este corelat pozitiv cu dimensiunea fractală a secțiunii de tracțiune; Temperatura de ardere a firului fierbinte (GWT) este direct legată de uniformitatea dispersiei.
Îmbunătățirea dispersibilitățiihidroxid de magneziuîn materiale plastice este un proiect sistematic care necesită luarea în considerare a trei dimensiuni: modificarea termodinamică a suprafeței, controlul reologiei procesării și co-proiectarea formulării. Tendința viitoare este de a dezvolta aditivi multifuncționali reactivi pentru a obține modificarea și dispersia simultană a suprafeței în timpul procesării. Prin strategiile cuprinzătoare de mai sus, rata de retenție mecanică și eficiența de ignifugare a materialelor plastice ignifuge cu hidroxid de magneziu pot fi îmbunătățite semnificativ, promovând aplicarea materialelor ignifuge fără halogen în domenii de înaltă performanță.
![[Abordarea cauzelor fundamentale și abordarea provocărilor cheie, asigurarea siguranței la materialele Taixing] Taixing Co., Ltd.: Recitarea „Mantrei siguranței” și stăpânirea „Principalelor”](https://ro.taixingfrchem.com/upload/8514/2025122613243148345.jpg "[Abordarea cauzelor fundamentale și abordarea provocărilor cheie, asigurarea siguranței la materialele Taixing] Taixing Co., Ltd.: Recitarea „Mantrei siguranței” și stăpânirea „Principalelor”")
