Влияние модификации гидроксида алюминия на свойства натурального каучука
Антипирен на основе гидроксида алюминия играет важную роль в области полимерных антипиренов благодаря своим преимуществам подавления дыма, огнестойкости, нетоксичности, нелетучести и низкой цене, а его дозировка намного опережает другие антипирены.
Ультрадисперсный гидроксид алюминия представляет собой продукт с правильной кристаллической структурой, полученный в результате специального производственного процесса. Он имеет преимущества высокой чистоты, небольшого размера частиц, хорошей кристаллической формы, низкой поверхностной активности и небольшой удельной поверхности. Он может быть заполнен в больших количествах резиной и пластиком. Применимо ко всем видам технологии обработки.
Принцип его огнестойкости заключается в том, что в процессе термического разложения выделяется большое количество кристаллической воды. Поскольку испарение кристаллической воды должно поглощать много тепла, оно играет роль охлаждения полимерного материала; образующийся водяной пар может разбавлять горючий газ и препятствовать распространению горения; новый Образовавшиеся оксиды металлов обладают высокой активностью и могут адсорбировать твердые частицы и играть роль в подавлении дыма. Кроме того, оксиды металлов, покрывающие поверхность полимерного материала, могут способствовать образованию углерода на поверхности подложки и препятствовать распространению пламени.
Однако из-за чрезвычайно сильной полярности и гидрофильности неорганических антипиренов на основе гидроксида алюминия он плохо совместим с неполярными полимерными материалами. Чтобы улучшить совместимость между гидроксидом алюминия и полимерами, обычно необходимо. Для обработки поверхности одним из наиболее эффективных методов является использование связующего агента для обработки поверхности гидроксида алюминия.
Используя натуральный каучук в качестве основного материала, было изучено влияние сверхтонкой обработки поверхности гидроксидом алюминия на механические свойства и огнезащитные свойства вулканизированной резины до и после обработки поверхности. Результаты показывают, что:
(1) Когда сверхтонкий гидроксид алюминия огнезащитный натуральный каучук, механические свойства явно ухудшаются с увеличением количества добавки. Когда количество добавки достигает 150 частей, антипирен достигает уровня FV0, кислородный индекс достигает 29%, а образование дыма невелико. В условиях низкого дыма и низкого содержания галогенов его можно правильно рассматривать как синергетический эффект с небольшим количеством антипиренов на основе галогенов для улучшения механических свойств.
(2) Модификация поверхности ультрадисперсного гидроксида алюминия с помощью силанового связующего агента может эффективно улучшить совместимость между гидроксидом алюминия и натуральным каучуком, улучшить производительность обработки и механические свойства вулканизата, а огнестойкие характеристики изменятся относительно. Маленький. Когда количество добавленного силанового связующего агента составляло 1,5% от массы гидроксида алюминия, рабочие характеристики улучшались больше всего.
(3) В этой системе формул в определенном диапазоне кислородный индекс вулканизата увеличивается примерно на 2 единицы на каждые 30 частей добавляемого высокодисперсного гидроксида алюминия.
Развитие, технологическое состояние и будущие тенденции развития индустрии модифицированных пластмасс
Из-за быстрого развития индустрии пластмасс маточная смесь наполнителя больше не используется в качестве единственного наполнителя. Люди используют более продвинутые процессы из методов производства открытого рафинирования и банберинга, добавляя неорганические материалы, химические добавки и другие материалы. Их соответствующие характеристики и общие черты, а затем использование двухшнековых экструдеров и трехшнековых экструдеров для смешивания и экструзии стало для людей важным способом и методом улучшения особых свойств пластмассовых изделий. Модификация пластиковой пломбы является самой быстрорастущей в последние годы. Новая отрасль в индустрии пластмасс.
1. Применение 8 основных модифицированных пластиков на вторичном рынке.
Автомобильная промышленность; Промышленность бытовой техники; Электронная и электротехническая промышленность; Машиностроение и оборудование; Железнодорожный/военный/медицинский/аэрокосмический.
2. Пять типов методов пластической модификации
(1) Модифицированное наполнение
Основной целью розлива красителей является снижение себестоимости продукции. Большинство из них производятся с использованием неорганического порошка или промышленных отходов с низкой ценой и широкими источниками в качестве наполнителя с добавлением соответствующего количества добавок и синтетической смолы.
(2) Модифицированная маточная смесь
Модифицированный суперконцентрат – это новый модифицированный материал, разработанный на основе суперконцентрата наполнителя. Добавьте в смолу неорганические материалы, такие как стекловолокно, тальк, слюда, волластонит, сульфат бария, каолин, или добавьте синтетические смолы или вспомогательные вещества со специальными свойствами во время обработки, такие как: агент против старения, антиоксидант, агент против старения Эти композиты материалы воспроизводят функциональные характеристики различных материалов при применении.
(3) Функциональная модификация
В пластик добавляются различные материалы, такие как графен, силиконовый порошок, редкоземельные элементы, гидроксид магния, мелкий металлический порошок (серебро, медь, цинк и т. д.), а индекс продукта улучшается за счет технологии модификации, а также огнестойкости, старения Сопротивление, сопротивление Физические свойства, такие как высокая и низкая температура, были улучшены, а также могут быть реализованы специальные свойства, такие как электропроводность, антибактериальные свойства, изоляция и армирование, и они заняли место на рынке основных прочных пластиковых изделий.
(4) Многокомпонентная модификация соединения
Многокомпонентная композитная модификация в основном объединяет пластмассы с одним или несколькими неорганическими материалами, полимерными материалами, химическими добавками и т. Д. Путем смешивания, прививки, блочных и других форм для «легирования» пластмасс. Свойства каждого компонента дополняют друг друга, образуя пластиковый материал с множеством превосходных свойств, чтобы достичь цели повышения производительности и многофункциональности.
(5) Специальная модификация
В специальные пластики добавляются различные функциональные материалы или добавки, так что дорогие специальные пластики не только сохраняют исходные характеристики, но и имеют специальные функции, подходящие для рыночного применения различных продуктов.
3. Три новых направления в развитии модифицированных пластиков
(1) Наноразмерные неорганические материалы
Неорганические материалы широко используются в пластмассах. Функции неорганических материалов постепенно выявляются благодаря ультрамелкому размеру частиц. Пластмассы, модифицированные неорганическими нанопорошками, обладают многими уникальными свойствами, что открывает новые возможности для развития индустрии пластмасс.
(2) Высокоэффективные химические добавки
Разработка новых высокоэффективных добавок стала важным направлением развития модифицированных пластиков. Добавки, используемые в модифицированных пластмассах, в дополнение к тем, которые обычно используются в переработке пластмасс, такие как термостабилизаторы, пластификаторы, поглотители УФ-излучения, зародышеобразователи, антистатические вещества. Помимо диспергаторов и антипиренов, высокоэффективные и многофункциональные функциональные добавки такие как закалка, огнестойкость, синергизм и совместимость со сплавами (совместимость интерфейса) также имеют решающее значение для модифицированных пластиков.
(3) Защита окружающей среды модифицированных пластиков
С повышением осведомленности людей об охране окружающей среды и все более строгими экологическими нормами концепции защиты окружающей среды, такие как возобновляемое использование пластмасс, усвояемость окружающей средой, биоразлагаемость, нетоксичность, отсутствие запаха и загрязнения, были интегрированы в дизайн и производство модифицированных пластиков. При этом внимание следует уделять сохранению и рациональному использованию энергетических ресурсов, а исследования и разработки экологически чистых, полностью разлагаемых, пригодных для повторного использования и экологически чистых модифицированных пластмассовых изделий стали новой горячей точкой.
Технология приготовления глинистого минерально-органического полимерного композиционного бактерицидного материала
Среди новых бактерицидных материалов на основе глинистых минералов сами глинистые минералы в основном используются в качестве носителей для загрузки бактерицидных веществ (таких как металлы, оксиды металлов, органические вещества), и их бактерицидная способность пока ограничена. Для получения модифицированных глинистых минералов используются различные методы, а композиты, изготовленные из глинистых минералов и других материалов, могут быть использованы в качестве новых бактерицидных материалов для оказания бактерицидного действия на различные бактерии.
Глинистые минералы могут повышать бактерицидную способность с помощью различных методов модификации (включая термическую модификацию, кислотную модификацию, неорганическую модификацию металлов или оксидов металлов, органическую модификацию и композиционную модификацию и т. д.). Увеличивается площадь поверхности, улучшается минеральная пористость и дисперсность, улучшается общая термическая стабильность и механическая прочность материала. Глинистые минералы, используемые для модификации и приготовления бактерицидных материалов, в основном представляют собой монтмориллонит, каолинит, галлуазит и вермикулит. широко используется благодаря своей адсорбционной способности.
Под приготовлением глинистых минералов-органополимерных бактерицидных материалов обычно понимают добавление органически модифицированных глинистых минералов в органополимерную матрицу для усиления физико-химических свойств и бактерицидной активности материалов. Такие материалы в основном используются для изготовления антибактериальных хлопчатобумажных салфеток, ватных дисков и пленок из нановолокна. и т. д., глинистые минералы используются в качестве наполнителей в композитах для повышения термической и механической стабильности наноматериалов, а глинистые минералы обычно находятся в наномасштабе.
Ввиду плохой совместимости глинистых минералов с органическими молекулами для модификации глинистых минералов часто используют органические соединения, чтобы повысить дисперсность глинистых минералов в органических растворителях и обеспечить высокую совместимость последующих органических соединений с модифицированными глинистыми минералами. секс. Органическая модификация часто использует анионные и катионные поверхностно-активные вещества (наиболее распространены соли четвертичного аммония и гибридные соединения), изменяя поверхностные свойства глины (изменение поверхностных электрических свойств и поверхностной гидрофобности) или вводя органические вещества в прослойку (увеличивая прослойка). домены и становятся гидрофобными между слоями) для достижения модификации. Используемая органическая полимерная матрица в основном включает полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат, полиуретан, полистирол, полиамид, полиолефин и т.п. Биополимеры, такие как целлюлоза, крахмал, пластмассы, полученные из кукурузы, полимолочная кислота и т. д., привлекли внимание из-за их экологичности и возобновляемости.
Благодаря высокой совместимости органомодифицированных глин и полимеров органомодифицированные глины стали идеальными материалами для улучшения свойств полимерных матриц и широко используются в качестве прекурсоров для бактерицидных материалов. На свойства композиционных бактерицидных материалов влияет размерная шкала различных компонентов и степень смешивания между несколькими фазами. В процессе приготовления обычно образуются три типа интеркалированных композиционных материалов, глинисто-расслоенных композиционных материалов и флоккулированных композиционных материалов.
В интеркалированных нанокомпозитах фрагменты полимерной цепи регулярно вставляются между слоями глины. В эксфолиированных нанокомпозитах отдельные слои структурных единиц глины относительно равномерно разделены в непрерывной полимерной матрице, а слои структурных единиц глины полностью расслоены в полимерной матрице. Флокулированный нанокомпозит относится к явлению «флокуляции», аналогичному взаимодействию гидроксилированных краев между слоями структурных единиц глинистого минерала, межслоевая область уменьшается, а полимер и глинисто-минеральная фаза в определенной степени разделяются.
Изучение бактерицидной активности нанокомпозитов монтмориллонит-хитозан, содержащих медь. Синтез композита осуществляется методом ионного обмена путем помещения монтмориллонита в среду, содержащую сульфат меди. Уровень летальности бактерицидного материала для кишечной палочки достигает 99,98%, и все золотистые стафилококки погибли после обработки материалом.
Применение и рыночные перспективы кремнезема в пищевой и косметической промышленности
Силикагель — это безопасная и экологически чистая ежедневная химическая добавка, обладающая лучшими характеристиками в высокотехнологичных приложениях. Например, в качестве силикагеля в пиве в продуктах питания для улучшения вкуса и в качестве средства против слеживания в косметике он безвреден для окружающей среды.
Регулирующие органы в разных странах сертифицировали диоксид кремния как безопасную и безвредную добавку. Регулирующие органы в Европе, Соединенных Штатах и Организации Объединенных Наций одобрили диоксид кремния в качестве добавки для использования в пищевых продуктах и других областях. Исследование, проведенное в 2006 году Европейским центром экотоксикологии и токсикологии химических веществ (ECETOC), показало, что вдыхание человеком диоксида кремния через рот, кожу или глаза практически нетоксично и не оказывает существенного влияния на качество окружающей среды.
1. Применение и замена кремнезема в пищевой промышленности
Силикагель обладает превосходными свойствами: нетоксичностью, безвредностью, стабильностью и большой удельной поверхностью, что точно соответствует характеристикам пищевых антислеживающих агентов и адсорбентов, а также является более качественным и эффективным, чем оригинальные продукты.
В области поваренной соли диоксид кремния не только нетоксичен, но также обладает высокой устойчивостью к слеживанию, что превосходит ферроцианид калия и цитрат железа-аммония, и может использоваться в качестве зеленого и здорового средства против слеживания в таблице. солевые продукты. .
В области напитков, таких как пиво и фруктовые соки, кремнезем может агглютинировать мутные вещества и оказывает осветляющее действие. Он может эффективно удалять мутные белки из пива, не влияя на качество пивных продуктов, а потери пива во всем процессе очень малы. По сравнению с другими фильтрующими добавками он имеет преимущества меньшей дозировки и лучшего эффекта и широко используется в пивной промышленности в качестве нового типа экологически чистого адсорбента.
В области пищевого масла добавление меньшего количества кремнезема может значительно уменьшить количество используемой активированной глины, избежать слишком светлого цвета пищевого масла, не только может получить подсолнечное масло более высокого качества, но и помочь предприятиям сэкономить производственные затраты.
2. Применение и замена кремнезема в области косметики.
Пластиковые микрогранулы были запрещены к производству из-за экологических проблем, а кремнезем широко используется в качестве превосходного ингредиента в косметике. Силикагель является ингредиентом продуктов личной гигиены, таких как косметика и солнцезащитные кремы, GRAS (общепризнанный безопасным), а его сферические, малый размер частиц и пористые свойства делают его средством, препятствующим слеживанию в косметической области. А загуститель может улучшить стабильность при хранении. и дисперсия порошковых продуктов, широко используется, например, для дозирования губной помады и косметических пигментов, чтобы помочь улучшить свойства свободного растекания отбеливателя для волос и свойства покрытия лаком для ногтей.
3. Взрывной рост высокотехнологичных ежедневных химических применений диоксида кремния
Силиконовый каучук не имеет запаха и не токсичен, подходит для широкого диапазона рабочих температур, обладает хорошей изоляцией, стойкостью к окислению, светостойкостью, устойчивостью к плесени и химической стабильностью. С улучшением требований людей к качеству жизни он широко используется в ежедневном потреблении химических веществ, таких как средства по уходу за детьми. середина.
Сферы продуктов питания и косметики относительно разбросаны, а потенциальное пространство для модернизации потребления огромно. Мировой спрос на кремнезем, используемый в продуктах питания и косметике, может достигать 100 000 тонн.
Тенденция элитного пива в продуктах питания находится на подъеме, цены на продукцию постоянно растут, соответственно растут и требования потребителей к качеству и вкусу продукции. По данным японской компании Kirin Holdings (Kirin), мировое производство пива в 2018 году достигло 191,06 млрд литров. По силикагелю пива предполагается добавка 0,03%-0,06%, а мировая потребность составляет 60 000–120 000 тонн.
6 типов антипиренов, обычно используемых в полипропилене
Являясь одним из пяти пластиков общего назначения, полипропилен (ПП) широко используется во всех сферах жизни. Однако горючие характеристики полипропилена также ограничивают область его применения и препятствуют дальнейшему развитию полипропиленовых материалов. Поэтому огнестойкость модификации ПП всегда была в центре внимания.
Антипирен – это усилитель для полимерных синтетических материалов. Использование антипиренов может быть использовано для огнестойких полимерных материалов, чтобы избежать возгорания материала и предотвратить распространение огня, а также способствовать тому, чтобы синтетические материалы обладали дымоподавлением, самозатуханием и огнестойкостью. В настоящее время обычно используемые антипирены для полипропилена в основном включают антипирены на основе гидроксида металла, антипирены на основе бора, антипирены на основе кремния, антипирены на основе фосфора, антипирены на основе азота и вспучивающиеся антипирены.
1. Огнестойкий гидроксид металла
Активированный уголь в антипирене на основе гидроксида металла имеет большую удельную площадь поверхности и богат функциональными группами, которые могут хорошо сочетаться с гидроксильными группами на частицах гидроксида натрия-магния, эффективно ослабляя полярность поверхности гидроксида магния и уменьшая его появление. . Возможность агломерации улучшает совместимость гидроксида натрия-магния с полипропиленовой матрицей, благодаря чему повышаются огнезащитные свойства материала.
2. Борный антипирен
В композите ПП/БН@МГО, благодаря структуре покрытия и алкилированной модификации антипирена БН@МГО, эффективность прививки его алкильной цепи высока, а на поверхности наполнителя возможно обогащение углеродными элементами, что значительно повышает Сродство антипирена BN@MGO и полипропиленовой массы позволяет ему равномерно распределяться в полипропиленовой матрице.
3. Кремниевый антипирен
ГНЦ-Si в антипиренах на основе кремния может сохранять первоначальную трубчатую структуру в диапазоне высоких температур, а также может скручиваться с термически разлагаемой цепочкой ПП с образованием «волокнистого» плотного углеродного слоя, который эффективно ингибирует горение ПП. Тепло-, массо- и дымоперенос.
4. Антипирен фосфора
В антипиренах на основе фосфора сорбит имеет большое количество гидроксильных групп, из-за чего легко образует науглероженный слой при горении, тогда как полифосфат аммония разлагается при нагревании с образованием соединений фосфорной кислоты, что еще больше усиливает карбонизацию сорбита и образование углеродного слоя задерживается. Распространение тепла и изоляция кислорода улучшают огнезащитные свойства материала.
5. Антипирен азота
МПП будет выделять негорючие газы (в том числе NH3, NO и H2O) и некоторые фосфорсодержащие вещества при горении, тогда как АП может выделять газы фосфат алюминия Al2(HPO4)3 и фосфин (PH3) при высоких температурах, эти газы не только могут разбавлять легковоспламеняющиеся газы в воздухе, а также может выступать в качестве газового щита на поверхности материала, тем самым уменьшая горение.
6. Вспучивающийся антипирен
NiCo2O4 обладает такими преимуществами, как контролируемая морфология, большая удельная поверхность, множество активных центров, а также простые и разнообразные методы получения. Как соединение на основе никеля, NiCo2O4 обладает отличной каталитической способностью к углероду, которая не только уменьшает количество продуктов сгорания, но и улучшает огнестойкость.
Влияние содержания микропорошка кремния на свойства эпоксидных масс для электроизоляции
Эпоксидная изоляционная заливочная смесь представляет собой жидкую или вязкую смесь полимеризуемой смолы, смешанную со смолой, отвердителем, наполнителем и т. д. При температуре заливки заливочная масса имеет характеристики хорошей текучести, меньшего количества летучих веществ, быстрого отверждения и небольшой усадки после отверждения, фиксации. изоляция и другие функции в одном продукте изоляции.
Силиконовый микропорошок является одним из важных компонентов изоляционных бетонов и играет незаменимую роль в уменьшении усадки, снижении затрат и улучшении характеристик.
В настоящее время производители изоляторов стараются максимально увеличить долю содержания наполнителя, чтобы снизить себестоимость. Изоляторы со слишком высоким содержанием наполнителя сильно снизят свои изоляционные, механические свойства и срок службы, что серьезно повлияет на безопасную и надежную работу энергосистемы; изоляция деталей со слишком низким содержанием наполнителя также снизит их общие характеристики. Производители эпоксидной смолы не установили разумных правил относительно соотношения добавок наполнителей, что внесло большую путаницу в производителей эпоксидной изоляции.
Используя жидкую эпоксидную смолу на основе бисфенола А в качестве основного материала, ангидрид метилтетрагидрофталевой кислоты в качестве отвердителя, БДМА в качестве ускорителя, порошок активного кремния 400 меш в качестве наполнителя, в соответствии с различными соотношениями наполнителя, процесс APG был использован для приготовления тест-полосок. Исследовано влияние различных количеств микропорошка кремния на механическую прочность, диэлектрические свойства, коррозионную стойкость и водопоглощение эпоксидных заливочных масс. Результаты показывают, что:
(1) С увеличением содержания наполнителя в системе эпоксидной смолы диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери блока образца обычно имеют тенденцию к увеличению.
(2) Когда содержание наполнителя низкое, с увеличением пропорции сопротивление следам утечки увеличивается. Когда содержание наполнителя достигает 69,42 %, сопротивление следам протечки достигает максимума; после этого, с дальнейшим увеличением наполнителей, увеличивается сопротивление следам протечек. Стало опять хуже.
(3) Когда содержание наполнителя увеличивается до 67,26%, стойкость к щелочной коррозии начинает значительно снижаться.
(4) Механические свойства образцов вначале повышались с увеличением содержания наполнителя, а при повышении содержания наполнителя до 69,42 % механические свойства начинали колебаться.
(5) Хотя содержание наполнителя увеличивается, это может снизить скорость усадки отливки, улучшить ее теплопроводность и жесткость, повысить ее трещиностойкость и снизить производственные затраты, но слишком высокое содержание наполнителя не только ухудшит процесс, но и Также это снизит изоляционные характеристики, механическую стабильность и коррозионную стойкость продукта. Таким образом, с учетом комплексных характеристик оптимальный диапазон содержания микропорошка кремния составляет от 63% до 67%.
Применение и ход исследований гидроксидного антипирена в полиэтилене
Полиэтилен (ПЭ) представляет собой термопластичную смолу, полученную полимеризацией мономера этилена. Обладает хорошей морозостойкостью, хорошей механической прочностью и диэлектрическими свойствами. Он широко используется в кабелях, пленках, трубах, упаковке, контейнерах, медицинских приборах и других продуктах. Но кислородный индекс ПЭ составляет 17,4%, что является горючим материалом. Полиэтиленовый материал имеет высокую скорость горения, большое количество тепла/дыма, легко плавится и падает при горении, что представляет большую угрозу безопасности жизни и имущества и ограничивает использование и развитие полиэтилена. Поэтому крайне необходимо проводить огнезащитную модификацию.
Антипирены на основе гидроксидов металлов в основном представляют собой гидроксид алюминия и гидроксид магния. Магниево-алюминиевые антипирены обладают хорошей стабильностью, нетоксичностью и низким дымообразованием. В процессе горения выделяется водяной пар, который разбавляет горючий газ, отбирает часть тепла, замедляет горение и создает огнезащитный эффект. Алюминиево-магниевый антипирен может продлить время воспламенения и снизить скорость выделения тепла. Совместимость гидроксида магния с полиэтиленом плохая, а огнезащитная эффективность низкая. Требуется большое количество добавки для улучшения характеристик огнестойкости, а большое количество добавки уменьшит обработку композитных материалов. половые и механические свойства.
Гидроксид магния был модифицирован по поверхности стеаратом натрия и полиэтиленгликолем в качестве модификаторов, и были приготовлены огнезащитные композиты из полиэтилена высокой плотности. Исследования показывают, что при добавлении модифицированного гидроксида магния в количестве 30 % прочность на растяжение композитного материала HDPE/гидроксида магния составляет 12,3 МПа, гидроксид магния имеет хорошую совместимость с HDPE, а предельный кислородный индекс увеличивается до 24,6 %. огнезащитные характеристики улучшились меньше.
Слоистый двойной гидроксид будет выделять CO2 и H2O при разложении, разбавлять и блокировать кислород, благодаря чему он обладает хорошим огнезащитным эффектом и может заменить галогенсодержащие и фосфорсодержащие антипирены.
Огнезащитные композиты гидроксид алюминия/Mg-Fe-LDH/HDPE были приготовлены с использованием гидроксида алюминия и двойного гидроксида магния-железа (Mg-FeLDH) собственного производства в качестве антипиренов. Исследование показало, что гидроксид алюминия и Mg-Fe-LDH могут эффективно ингибировать выделение CO и выделение тепла при горении композитных материалов (ПЭВП1, ПЭВП2, ПЭВП3), что затрудняет воспламенение ПЭВП. Когда общее количество антипиренов составляет 40% (2% Mg-Fe-LDH, HDPE2), композиты HDPE обладают хорошими антипиреновыми свойствами.
Композиты HDPE были приготовлены с гидроксидом алюминия, вспученным вермикулитом и триоксидом сурьмы в качестве антипиренов. Исследование показало, что при соотношении гидроксид алюминия/вспененный вермикулит 3:2 механические свойства композиционного материала были лучше, а показатели дымоподавления и огнестойкости достигли уровня ФВ-0. При общем количестве гидроксида алюминия и вспученного вермикулита 50 % предельный кислородный индекс сначала увеличивается, а затем снижается с увеличением гидроксида алюминия, и оптимальное соотношение составляет 3∶2.
Исследовано влияние гидроксида магния и бората цинка на огнезащитные свойства линейного полиэтилена низкой плотности и сополимера этилена и этиакрилата. Было обнаружено, что с увеличением соотношения гидроксида магния и бората цинка огнезащитные характеристики композиционного материала улучшаются. Когда добавленное количество гидроксида магния составляло 65%, огнезащитные характеристики были лучшими, достигая уровня UL94V-0.
Исследовано влияние гидроксида магния на огнезащитные свойства линейного полиэтилена низкой плотности. Когда дозировка гидроксида магния достигает 70%, предельный кислородный индекс достигает 31,4%, что примерно на 71% выше, чем у чистого материала, а испытание на вертикальное горение достигает уровня V-0.
Антипирены на основе гидроксидов металлов безопасны, экологичны и недороги. При использовании отдельно огнезащитный эффект не является хорошим, и требуется большое количество добавки для улучшения огнезащитных характеристик материала, но при добавлении большого количества механические свойства будут снижены. Таким образом, направлением исследований гидроксидных антипиренов является изучение модификации поверхности и их использование в сочетании с антипиренами на основе азота и фосфора для улучшения характеристик антипирена и уменьшения количества добавки.
Как модифицировать поверхность нанооксида цинка?
Оксид наноцинка представляет собой новый тип функционального тонкого неорганического химического материала. Благодаря небольшому размеру частиц и большой удельной поверхности он обладает уникальными физическими и химическими свойствами в химическом, оптическом, биологическом и электрическом аспектах. Он широко используется в антибактериальных добавках, катализаторах, резине, красителях, чернилах, покрытиях, стекле, пьезоэлектрической керамике, оптоэлектронике и повседневных химикатах и т. Д., Развитие и использование широких перспектив.
Однако из-за большой удельной площади поверхности и удельной поверхностной энергии нанооксида цинка полярность поверхности сильная, и его легко агломерировать; его нелегко равномерно диспергировать в органических средах, что сильно ограничивает его наноэффект. Поэтому диспергирование и модификация поверхности порошка нанооксида цинка стали необходимым методом обработки перед нанесением наноматериалов в матрицу.
1. Модификация поверхностного покрытия из нанооксида цинка
В настоящее время это основной метод модификации поверхности неорганических наполнителей или пигментов. Поверхностно-активное вещество используется для покрытия поверхности частиц, чтобы придать новые свойства поверхности частиц. Обычно используемые модификаторы поверхности включают силановый связующий агент, титанатный связующий агент, стеариновую кислоту, силикон и т. д.
Ван Гохонг и др. использовали лаурат натрия для модификации поверхности нанооксида цинка. В условиях, когда количество цитрата натрия составляло 15%, значение рН составляло 6, а время модификации составляло 1,5 часа, липофильность модифицированного нанооксида цинка улучшалась. Химическая степень достигает 79,2%, хорошо диспергируется в метаноле и ксилоле. Чжуан Тао и др. использовали титанатный связующий агент для модификации поверхности нанооксида цинка. Когда количество титаната составляло 3%, температура составляла 30°С, а время перемешивания составляло 90 минут, индекс активации нанооксида цинка мог достигать 99,83%. Когда модифицированный нанооксид цинка наносится на натуральный каучук, его tst и t90 увеличиваются, а прочность на растяжение, удлинение при разрыве и гибкость при изгибе улучшаются.
2. Механохимическая модификация нанооксида цинка
Это метод использования измельчения, трения и других методов для активации поверхности частиц механическим напряжением для изменения кристаллической структуры поверхности и физико-химического строения. В этом методе молекулярная решетка смещается, внутренняя энергия увеличивается, а поверхность активного порошка реагирует и присоединяется к другим веществам под действием внешней силы, чтобы достичь цели модификации поверхности.
Молекула стеариновой кислоты химически связана на поверхности оксида цинка, кристаллическая структура оксида цинка до и после модификации одинакова, снижается агломерация его частиц, значительно уменьшается размер вторичных частиц. По измерению индекса активации и липофильности модифицированных образцов оптимальное количество модификатора составляет 10% от массы оксида цинка. Поверхность оксида цинка является липофильной и гидрофобной и обладает хорошими дисперсионными характеристиками в органических растворителях.
3. Модификация реакции осаждения нанооксида цинка
В этом методе используются органические или неорганические вещества для нанесения слоя покрытия на поверхность частиц для изменения их поверхностных свойств.
В настоящее время в технологии получения нанооксида цинка были сделаны некоторые прорывы, и в Китае было создано несколько промышленных производителей. Однако технологии модификации поверхности и технологии нанесения нанооксида цинка не уделялось должного внимания, а развитие области его применения было сильно ограничено. Поэтому необходимо усилить исследования по модификации поверхности и применению продуктов из нанооксида цинка, разработать высокоэффективные продукты и расширить области применения продуктов, чтобы удовлетворить спрос на продукты из нанооксида цинка в различных областях.
Применение глинистых минеральных материалов при очистке урансодержащих сточных вод
Глинистые минералы обычно представляют собой слоистые структуры с листами кремний-кислородного тетраэдра и листами алюминиево-кислородного октаэдра, соединенными общим кислородом в разных пропорциях. Они имеют характеристики большой удельной поверхности, высокой емкости катионного обмена и способности адсорбировать тяжелые металлы и органические вещества. Адсорбция, десорбция и осаждение ионов урана на поверхности с переменным зарядом могут контролировать миграцию и обогащение элементов урана. Это идеальный адсорбционный материал для адсорбции обогащения урана в растворе, а также для удаления и переработки урана в сточных водах.
1. Каолиновые материалы
Являясь одним из наиболее важных глинистых минералов в природной среде, каолин играет ключевую роль в фиксации и замедлении переноса загрязнения. В последние годы отправная точка исследований адсорбции ионов уранила на каолине основана на существовании функциональных групп на поверхности каолина, способных реагировать с ионами уранила. Материалы с лучшими адсорбционными свойствами, полученные модифицированием каолином, являются адсорбционными материалами урана. Одно из основных направлений исследований в будущем.
2. Материалы из аттапульгитовой глины
Аттапульгит имеет уникальную кристаллическую структуру слоистых цепочек, тонкие волокна, пористость, большую площадь поверхности и хорошие адсорбционные характеристики. Содержащийся в аттапульгите Si4+ замещается Al3+, а возникающий остаточный отрицательный заряд позволяет ему адсорбировать ионы тяжелых металлов и радионуклиды из водного раствора.
Встречающаяся в природе аттапульгитовая глина наделена уникальными свойствами композиционных материалов за счет обработки активацией или модификацией, которая может широко использоваться при очистке экологических сточных вод, а удаление, обогащение и утилизация радионуклида урана обеспечивает недорогой материал для адсорбции и разделения.
3. Монтмориллонитовые материалы
Монтмориллонит обладает преимуществами большого расширения, высокой емкости ионного обмена и способности адсорбировать большое количество урана. Однако природный монтмориллонит не эффективен при очистке урансодержащих сточных вод, и его адсорбционная емкость и адсорбционная эффективность могут быть улучшены путем модификации.
4. Галлуазитовые материалы
Галлуазит – природный глинистый минерал с уникальной структурой, экологичностью, низкой стоимостью и доступностью. Используя его уникальные структурные характеристики и адсорбционные характеристики, можно получить композиционные материалы с эффективной адсорбцией урана. Он играет очень большую роль в области материалов для адсорбции урана. потенциал.
5. Иллитовые материалы
Иллит – это стабильный, недорогой глинистый минерал с высокой несущей способностью. Это хороший адсорбент и может удалять тяжелые металлы в растворе. Иллит также является полезным материалом-носителем, который может уменьшить эффект агрегации и улучшить его характеристики. Это эффективный и превосходный материал для адсорбции урана благодаря своей активности и пропускной способности.
Четыре основные технологии модификации гидроталькита
Гидроталькит (слоистые двойные гидроксиды, LDH) представляет собой слоистый неорганический функциональный материал-носитель, межслоевые анионы взаимозаменяемы, а количество и тип можно стратегически регулировать в соответствии с фактическими потребностями. Настраиваемые характеристики денатурации этого состава и структуры СДГ делают их одним из материалов с исследовательским потенциалом и перспективами применения в области промышленного катализа, фотоэлектрохимии, высвобождения лекарств, модификации пластмасс и очистки сточных вод.
Поскольку СДГ являются высокогидрофильными неорганическими веществами, а расстояние между слоями ламеллярной структуры невелико, совместимость с полимерами плохая, а наноразмерную дисперсию СДГ достичь непросто. Кроме того, обмен анионами между слоями СДГ придает модифицированным СДГ специфические функциональные свойства. Поэтому СДГ необходимо модифицировать для улучшения межфазных свойств и расширения области применения.
Существует много методов модификации СДГ, и подходящий метод может быть выбран в соответствии с требуемыми свойствами и областями применения синтетических материалов. Среди них наиболее часто используемые методы, в основном, включают метод соосаждения, метод гидротермального синтеза, метод ионного обмена и метод восстановления путем обжига.
1. Метод соосаждения
Соосаждение является наиболее часто используемым методом синтеза ЛДГ. Добавьте смешанный водный раствор, содержащий определенную долю катионов двухвалентных и трехвалентных металлов, в щелочной раствор, контролируйте значение pH системы, поддерживайте определенную температуру, реагируйте при постоянном и быстром перемешивании, пока раствор не выпадет в осадок, и продолжайте старение осадка. в течение периода времени, а затем фильтруют, промывают и сушат, чтобы получить твердые СДГ. Обычно в качестве солей металлов можно использовать нитраты, хлориды, сульфаты и карбонаты, а обычно используемые щелочи можно выбирать из гидроксида натрия, гидроксида калия и аммиачной воды. Метод соосаждения имеет преимущества простого технологического процесса, короткого периода синтеза, легкого контроля условий и широкого диапазона применения. Различные составы и типы СДГ могут быть получены с использованием различных анионов и катионов.
2. Гидротермальный метод
В целом гидротермальный метод не требует высокотемпературной обработки и позволяет контролировать кристаллическую структуру продукта для получения СДГ с ярко выраженной слоистой структурой. Смесь помещали в автоклав и при определенной температуре проводили статические реакции разной продолжительности для получения СДГ.
3. Ионообменный метод
Метод ионного обмена заключается в замене межслоевых анионов существующих СДГ другими гостевыми анионами для получения нового типа соединения гостевых СДГ. Количество и тип анионов между слоями можно регулировать в соответствии с желаемыми свойствами. Анион-гость, обменная среда, pH и время реакции оказывают большое влияние на процесс ионного обмена.
4. Метод восстановления обжарки
Метод восстановления обжарки делится на два этапа. Сначала СДГ прокаливали при высокой температуре при 500–800 °C, а межслойные молекулы CO32-, NO3- или других органических анионов могли быть удалены после процесса прокаливания. Ламеллярная структура разрушилась с получением слоистых двойных оксидов (LDO). Затем, в соответствии с эффектом памяти LDO, он поглощает анионы, превращаясь в LDH в водном растворе. Преимущество метода извлечения прокаливанием состоит в том, что желаемый анионный гидротальцит может быть получен целенаправленно, он может исключить конкуренцию с органическими анионами, повысить кислотостойкость и применяться в более широком диапазоне рН. Следует также учитывать, что слишком высокая температура прокаливания может разрушить слоистую структуру гидроталькита. Кроме того, следует обратить внимание на концентрацию анионных сред во время восстановления.