पॉलिमर ज्वाला रोधक क्षेत्रात,ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साइड (ATH)विषाक्तता नसणे, धुराचे दडपण, पर्यावरण मित्रत्व आणि तुलनेने कमी किमतीच्या फायद्यांमुळे ज्वालारोधक बाजारपेठेत दीर्घकाळ मुख्य स्थान आहे. तथापि, पारंपारिक पर्जन्य पद्धतीद्वारे तयार केलेले सामान्य ATH बहुधा पॉलिमर सामग्रीच्या वाढत्या मागणीच्या उच्च-कार्यक्षमता आवश्यकता पूर्ण करताना मोठ्या प्रमाणात भरणे, खराब सुसंगतता आणि तीव्र यांत्रिक नुकसान यासारख्या मर्यादा उघड करते. अलिकडच्या वर्षांत, भौतिक प्रक्रिया तंत्रज्ञानाद्वारे सखोल प्रक्रिया केलेले ग्राइंडिंग ATH ("सुधारित ATH" किंवा "अल्ट्राफाइन ATH" म्हणूनही ओळखले जाते) एक नवीन शक्ती म्हणून उदयास आले आहे, ज्यामुळे ATH ऍप्लिकेशन तंत्रज्ञानामध्ये एक महत्त्वपूर्ण सुधारणा झाली आहे. हा लेख मटेरियल सायन्स, पृष्ठभाग भौतिक रसायनशास्त्र आणि संमिश्र मटेरियल इंटरफेस अभियांत्रिकीच्या व्यावसायिक दृष्टीकोनातून ग्राउंड ATH आणि सामान्य ATH मधील आवश्यक फरकांचे सखोल विश्लेषण करेल.
सामान्य ATH: सहसा बायर प्रक्रिया (सोडियम ॲल्युमिनेट द्रावण विघटन) किंवा अमोनियम बायकार्बोनेट प्रक्रियेसारख्या ओल्या रासायनिक प्रक्रियेद्वारे थेट उपसलेल्या ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साईडचा संदर्भ देते. त्याचे क्रिस्टल मॉर्फोलॉजी मुख्यतः अनियमित प्लेटसारखे, प्रिझमॅटिक किंवा गोलाकार असते, ज्यामध्ये कण आकाराचे विस्तृत वितरण (D50 सामान्यतः 10-50μm च्या श्रेणीत असते), हायड्रोफिलिक पृष्ठभाग, ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने हायड्रॉक्सिल गट (- OH) असतात आणि मजबूत ध्रुवीयता प्रदर्शित करते.
ATH पीसणे: कच्चा माल म्हणून सामान्य ATH वापरून, यांत्रिक रासायनिक प्रक्रियेद्वारे खोल प्रक्रिया केली जाते. ही प्रक्रिया केवळ "क्रशिंग" नाही, तर उच्च-तीव्रतेच्या यांत्रिक ऊर्जा (जसे की वायु प्रवाह मिलिंग, बॉल मिलिंग आणि मध्यम मिलिंग) अंतर्गत कण शुद्धीकरण, गोलाकारीकरण आणि पृष्ठभागाच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांची पुनर्रचना करण्याची प्रक्रिया आहे. मुख्य प्रक्रिया पॅरामीटर्समध्ये ऊर्जा इनपुट, मध्यम निवड, वातावरण नियंत्रण आणि संभाव्य पृष्ठभागावरील बदल यांचा समावेश होतो.
· सामान्य ATH: स्फटिकाची रचना शाबूत आहे, परंतु एकत्रीकरणाची घटना गंभीर आहे (उच्च पृष्ठभागावरील ऊर्जा आणि मजबूत हायड्रोजन बाँडिंगमुळे). खडबडीत पृष्ठभाग आणि तीक्ष्ण कडा संमिश्र सामग्रीमध्ये सहजपणे ताण एकाग्रता बिंदू तयार करू शकतात.
· ग्राइंडिंग एटीएच: महत्त्वपूर्ण मॉर्फोलॉजिकल नियमन साध्य केले गेले आहे.
कण आकार आणि वितरण: मध्यम व्यास (D50) 1-3μm किंवा अगदी सब-मायक्रॉन पातळीपर्यंत कमी केला जाऊ शकतो आणि कण आकार वितरण (PSD) अरुंद आहे. ISO 13320 मानकाच्या लेसर विवर्तन विश्लेषणानुसार, वितरण कालावधी लक्षणीयरीत्या कमी झाला आहे.
· देखावा: अधिक नियमित जवळजवळ गोलाकार किंवा अर्ध गोलाकार आकाराकडे झुकणारा. गोलाकारपणामुळे केवळ विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कमी होत नाही, तर त्याहूनही महत्त्वाचे म्हणजे, कणांच्या कडा आणि कोपरे मोठ्या प्रमाणात कमी होतात, जे मिश्रित पदार्थांची प्रवाहक्षमता आणि यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्याची गुरुकिल्ली आहे.
· पृष्ठभागाची स्थिती: उच्च-ऊर्जा यांत्रिक शक्तीच्या कृती अंतर्गत, कणांच्या पृष्ठभागाची क्रिस्टल रचना आंशिक विकृती किंवा आकारीकरणातून जाते आणि सक्रिय साइट्स वाढतात, त्यानंतरच्या पृष्ठभागाच्या सुधारणेसाठी अधिक आदर्श सब्सट्रेट प्रदान करतात.
दोघांची रासायनिक रचना Al(OH)₃ आहे, आणि मुख्य थर्मल विघटन प्रतिक्रिया सुसंगत आहे (एन्डोथर्मिक विघटन सुमारे 200 ℃ पासून Al₂O₃ आणि H₂O बनण्यासाठी सुरू होते). परंतु सूक्ष्म फरक भिन्न वर्तनास कारणीभूत ठरतात:
· सामान्य ATH: विघटन आरंभ आणि शिखर तापमान तुलनेने केंद्रित आहे, आणि एंडोथर्मिक शिखर विस्तीर्ण आहे. मोठ्या कणांमुळे असमान अंतर्गत उष्णता हस्तांतरण होऊ शकते, ज्यामुळे ज्वालारोधक कार्यक्षमतेच्या एकसमानतेवर परिणाम होतो.
एटीएच पीसणे:
मॅट्रिक्समध्ये अधिक एकसमान वितरण, अधिक समक्रमित उष्णता हस्तांतरण आणि विघटन, आणि अधिक कार्यक्षम उष्णता शोषण आणि शीतकरण प्रभावांमध्ये चांगले पसरते.
· एक मोठे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्र (जे गोलाकारीकरणानंतर समान वजनाने अल्ट्राफाइन रिफाइनमेंटमुळे अजूनही वाढू शकते) म्हणजे ज्वाला/उष्णतेच्या स्त्रोतासह एक मोठा संपर्क प्रतिक्रिया क्षेत्र, जे उष्णता जलद विरघळते आणि ज्वलनशील वायू पातळ करण्यासाठी पाण्याची वाफ सोडू शकते.
· विघटन अवशेष (Al₂O₃) सूक्ष्म पूर्ववर्ती कणांमुळे घनदाट आणि अधिक सतत संरक्षणात्मक सिरॅमिक थर तयार करू शकतात, परिणामी एक चांगला अडथळा परिणाम होतो.
हा कोर आहे जो संमिश्र सामग्रीचे अंतिम यांत्रिक गुणधर्म निर्धारित करतो.
· सामान्य ATH: मजबूत ध्रुवीय पृष्ठभागांची गैर-ध्रुवीय/कमकुवत ध्रुवीय पॉलिमर (जसे की PP, PE, EVA) सह खराब सुसंगतता असते. इंटरफेस बाँडिंग कमकुवत आहे, एक 'कमकुवत सीमा स्तर' तयार करते. उच्च फिलिंग लेव्हलमध्ये (अनेकदा ज्वाला रोधक मानके पूर्ण करण्यासाठी 60% आवश्यक असते), तन्य सामर्थ्य, प्रभाव कडकपणा आणि सामग्री खंडित झाल्यावर वाढवणे गंभीरपणे तडजोड केली जाते.
एटीएच पीसणे:
· सुधारित भौतिक अनुकूलता: गोलाकार कणांमध्ये वितळलेल्या पॉलिमरमध्ये उत्कृष्ट द्रवता असते, घट्ट पॅकिंग आणि कमी अंतर्गत ताण, कमी वितळणारी चिकटपणा (त्याच भरण्याच्या प्रमाणात) आणि प्रक्रिया कार्यक्षमतेत मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होते (जसे की एक्सट्रूजन गती आणि इंजेक्शन प्रवाहक्षमता).
· इंटरफेस बंधनकारक सुधारणा: यांत्रिक शक्तीने सक्रिय केलेली पृष्ठभाग रासायनिक बंधन किंवा पृष्ठभाग सुधारकांसह (जसे की सिलेन, टायटेनेट, अल्युमिनेट कपलिंग एजंट्स) सह मजबूत शोषणास अधिक प्रवण असते. सुधारित ग्राउंड ATH ची पृष्ठभागाची उर्जा कमी केली जाते आणि पॉलिमर चेनसह ओलेपणा आणि अडकणे वाढवले जाते, ज्यामुळे "फिजिकल फिलिंग" पासून "इंटरफेस एन्हांसमेंट" पर्यंत संक्रमण होते.
| कार्यप्रदर्शन परिमाण | सामान्य ATH | ATH ग्राइंडिंग (विशेषत: पृष्ठभाग बदल केल्यानंतर) |
| ज्वाला retardant कार्यक्षमता | गोरा, उच्च फिलिंग व्हॉल्यूम अंतर्गत मानक पूर्ण करू शकतो | अधिक चांगले, ते समान ज्वालारोधक पातळीखाली भरण्याचे प्रमाण (5-15% कमी करण्याची जागा) कमी करू शकते |
| यांत्रिक गुणधर्म | तीव्र बिघाड, उच्च ठिसूळपणा | सामान्य एटीएच फिलिंग सिस्टीमपेक्षा प्रभाव शक्ती आणि तन्य शक्तीच्या जास्त धारणा दरांसह लक्षणीय धारणा |
| यंत्रक्षमता | उच्च वितळणे चिकटपणा, उच्च टॉर्क, उच्च ऊर्जा वापर | चांगली तरलता, प्रक्रिया तापमान कमी करता येते, उत्पादन क्षमता वाढवता येते आणि उपकरणे पोशाख कमी करता येतात |
| उत्पादन देखावा | पृष्ठभाग खडबडीतपणा, कमी चकचकीतपणा | गुळगुळीत पृष्ठभाग, नाजूक स्पर्श, वाढलेली चकचकीत, रंगासाठी अनुकूल |
| विद्युत गुणधर्म | आर्द्रता शोषण आणि अशुद्धतेमुळे, व्हॉल्यूम प्रतिरोधकता अस्थिर आहे | अधिक स्थिर, विशेषत: वायर आणि केबल्स सारख्या उच्च विद्युत कार्यक्षमतेच्या आवश्यकता असलेल्या फील्डसाठी योग्य |
ATH पीसणेसामान्य ATH चा साधा पर्याय नाही, तर उच्च-कार्यक्षमता असलेली ज्वालारोधी सामग्री आहे जी प्रगत यांत्रिक रासायनिक प्रक्रियांद्वारे संरचना आकारविज्ञान पृष्ठभागाची एकात्मिक रचना प्राप्त करते. त्याचे मूळ मूल्य यात आहे:
1. उच्च भरणे आणि प्रक्रिया प्रवाहक्षमता, तसेच यांत्रिक गुणधर्म यांच्यातील अंतर्निहित विरोधाभास आकार ऑप्टिमायझेशन (अल्ट्रा रिफाइनमेंट, स्फेरोडायझेशन) द्वारे सोडवला गेला आहे.
2. पृष्ठभाग सक्रियकरण आणि बदल करून, पॉलिमर मॅट्रिक्ससह इंटरफेस आसंजन मूलभूतपणे सुधारले गेले आहे, "इनर्ट फिलर" चे "कार्यात्मक वर्धित घटक" मध्ये रूपांतरित केले आहे.
3. ज्वालारोधक कार्यक्षमतेची एकसमानता आणि परिणामकारकता सुधारून, हे हॅलोजन-मुक्त ज्वालारोधक सूत्रांच्या "कार्यक्षमतेत घट आणि वाढ" आणि पातळ भिंती किंवा उच्च कार्यक्षमता असलेल्या उत्पादनांच्या डिझाइनची शक्यता प्रदान करते.
