Ing bidang tahan api polimer,aluminium hidroksida (ATH)wis suwe nyekel posisi inti ing pasar tahan api amarga kaluwihan ora beracun, nyuda asap, ramah lingkungan, lan biaya sing relatif murah. Nanging, ATH biasa sing disiapake kanthi cara udan tradisional asring mbabarake watesan kayata jumlah ngisi sing akeh, kompatibilitas sing kurang, lan kerugian mekanik sing abot nalika nyukupi syarat-syarat kinerja dhuwur saka bahan polimer sing saya tambah akeh. Ing taun-taun pungkasan, ATH penggiling (uga dikenal minangka "ATH sing diowahi" utawa "ATH ultrafine") sing diproses kanthi jero liwat teknologi pangolahan fisik wis muncul minangka pasukan anyar, sing ndadekake peningkatan penting ing teknologi aplikasi ATH. Artikel iki bakal nganalisa jero bedane penting antarane ATH lemah lan ATH biasa saka perspektif profesional ilmu material, kimia fisik permukaan, lan teknik antarmuka materi komposit.
ATH biasa: biasane nuduhake aluminium hidroksida langsung precipitated liwat pangolahan kimia udan kayata proses Bayer (sodium aluminate dekomposisi solusi) utawa amonium bikarbonat proses. Morfologi kristal biasane ora duwe aturan baku kaya piring, prismatik utawa bunder, kanthi distribusi ukuran partikel sing amba (D50 biasane ana ing kisaran 10-50μm), lumahing hidrofilik, ngemot akeh gugus hidroksil (- OH), lan nuduhake polaritas sing kuwat.
Grinding ATH: Nggunakake ATH biasa minangka bahan mentah, pangolahan jero ditindakake liwat proses mekanokimia. Proses iki ora mung "ngremukake", nanging proses nggayuh refinement partikel, spheroidization, lan rekonstruksi sifat fisikokimia permukaan ing energi mekanik intensitas dhuwur (kayata penggilingan aliran udara, penggilingan bola, lan penggilingan medium). Parameter proses utama kalebu input energi, pilihan medium, kontrol atmosfer, lan kemungkinan modifikasi permukaan in-situ.
· ATH biasa: Struktur kristal utuh, nanging fenomena aglomerasi abot (amarga energi permukaan sing dhuwur lan ikatan hidrogen sing kuwat). Lumahing kasar lan sudhut sing cetha bisa gampang mbentuk titik konsentrasi stres ing bahan komposit.
· Grinding ATH: Regulasi morfologis sing signifikan wis diraih.
· Ukuran partikel lan distribusi: Ing diameteripun belekan (D50) bisa suda kanggo 1-3μm utawa malah tingkat sub micron, lan distribusi ukuran partikel (PSD) luwih sempit. Miturut analisis difraksi laser standar ISO 13320, rentang distribusi saya suda.
· Penampilan: cenderung menyang wangun meh bunder utawa semu bunder sing luwih biasa. Spheroidization ora mung nyuda area lumahing tartamtu, nanging sing luwih penting, nyuda pinggiran lan pojok partikel, sing minangka kunci kanggo ningkatake flowability lan sifat mekanik saka bahan komposit.
· Negara lumahing: Ing tumindak pasukan mechanical energi dhuwur, struktur kristal lumahing partikel ngalami distorsi sebagean utawa amorphization, lan situs aktif nambah, nyediakake landasan luwih becik kanggo modifikasi lumahing sakteruse.
Komposisi kimia saka loro kasebut yaiku Al(OH)₃, lan reaksi dekomposisi termal utama konsisten (penguraian endotermik diwiwiti kira-kira 200 ℃ kanggo mbentuk Al₂O₃ lan H₂O). Nanging beda mikro nyebabake prilaku sing beda:
· ATH Biasa: Inisiasi dekomposisi lan suhu puncak relatif konsentrasi, lan puncak endotermik luwih akeh. Partikel gedhe bisa nyebabake transfer panas internal sing ora rata, nyebabake keseragaman efisiensi tahan api.
· Penggilingan ATH:
· Dispersibilitas sing luwih apik nyebabake distribusi sing luwih seragam ing matriks, transfer panas lan dekomposisi sing luwih sinkron, lan efek panyerepan panas lan pendinginan sing luwih efisien.
· Wewengkon lumahing spesifik sing luwih gedhe (sing isih bisa nambah amarga refinement ultrafine kanthi bobot sing padha sawise spheroidization) tegese area reaksi kontak sing luwih gedhe karo sumber nyala/panas, sing bisa ngilangi panas luwih cepet lan ngeculake uap banyu kanggo ngencerake gas sing bisa diobong.
· Sisa dekomposisi (Al₂O₃) bisa mbentuk lapisan keramik protèktif sing luwih padhet lan terus-terusan amarga partikel prekursor sing luwih alus, sing nyebabake efek penghalang sing luwih apik.
Iki minangka inti sing nemtokake sifat mekanik pungkasan saka bahan komposit.
· ATH biasa: Permukaan polar sing kuwat nduweni kompatibilitas sing ora apik karo polimer polar non-polar / lemah (kayata PP, PE, EVA). Ikatan antarmuka lemah, mbentuk 'lapisan wates sing lemah'. Ing tingkat ngisi sing dhuwur (asring mbutuhake> 60% kanggo nyukupi standar tahan api), kekuwatan tarik, kateguhan impact, lan elongasi nalika rusak materi bakal dikompromi.
· Penggilingan ATH:
· Adaptasi fisik sing luwih apik: Partikel bunder duwe fluiditas sing apik ing polimer molten, kanthi pengepakan sing luwih kenceng lan nyuda stres internal, viskositas leleh sing luwih murah (ing jumlah ngisi sing padha), lan ningkatake kinerja pangolahan (kayata kecepatan ekstrusi lan flowability injeksi).
· Interface naleni penambahan: lumahing diaktifake dening mechanical pasukan luwih rawan kanggo iketan kimia utawa kuwat adsorption karo lumahing modifiers (kayata silane, titanate, agen kopling aluminate). Energi permukaan ATH lemah sing diowahi wis suda, lan wettability lan entanglement karo rantai polimer ditingkatake, entuk transisi saka "pengisian fisik" dadi "peningkatan antarmuka".
| Dimensi kinerja | Biasane ATH | Grinding ATH (utamane sawise modifikasi permukaan) |
| Efisiensi flame retardant | Adil, bisa nyukupi standar ing volume ngisi sing dhuwur | Luwih apik, bisa nyuda jumlah ngisi (5-15% papan pangurangan) ing tingkat tahan api sing padha |
| Sifat mekanik | Kerusakan abot, brittleness dhuwur | Retensi sing signifikan, kanthi tingkat retensi sing luwih dhuwur saka kekuatan impact lan kekuatan tarik tinimbang sistem pangisi ATH biasa |
| Kemampuan mesin | viskositas leleh dhuwur, torsi dhuwur, konsumsi energi dhuwur | Likuiditas sing apik, suhu pangolahan bisa dikurangi, kapasitas produksi bisa ditambah, lan nyandhang peralatan bisa dikurangi |
| Penampilan produk | Kasar lumahing, glossiness kurang | Lumahing Gamelan, tutul alus, tambah glossiness, kondusif kanggo pewarnaan |
| Sifat-sifat listrik | Amarga panyerepan kelembapan lan impurities, resistivity volume ora stabil | Luwih stabil, utamané cocok kanggo lapangan karo syarat kinerja electrical dhuwur kayata kabel lan kabel |
Grinding ATHdudu panggantos prasaja kanggo ATH biasa, nanging bahan tahan api kanthi kinerja dhuwur sing entuk desain terpadu permukaan morfologi struktur liwat proses mekanokimia sing maju. Nilai inti dumunung ing:
1. Kontradiksi sing ana ing antarane ngisi dhuwur lan flowability pangolahan, uga sifat mekanik, wis ditanggulangi liwat optimasi bentuk (ultra refinement, spheroidization).
2. Kanthi aktivasi lan modifikasi lumahing, adhesion antarmuka karo matriks polimer wis dhasar apik, ngowahi "pengisi inert" dadi "komponen nambah fungsional".
3. Kanthi ningkatake keseragaman lan efektifitas efisiensi tahan api, menehi kemungkinan "ngurangi lan nambah efisiensi" rumus tahan api tanpa halogen lan desain produk kanthi tembok sing luwih tipis utawa kinerja sing luwih dhuwur.
