論氫氧化鋁表面改性的重要性

       氫氧化鋁作為無鹵阻燃劑的代表物之一，其憑借著自身抑煙、阻燃、無毒、不揮發(fā)、價格低廉等優(yōu)點，在聚合物阻燃領域發(fā)揮了重要的作用，用量遠遠領先于其他阻燃劑。然而，氫氧化鋁與有機聚合物在物理形態(tài)和化學結構上極不相同，二者相容性差異大，極大限制了氫氧化鋁在聚合物中的應用。段金鳳等通過研究氫氧化鋁改性前后對橡膠性能的力學性能及阻燃等級的影響，說明粉體表面改性的重要性。

1、未改性氫氧化鋁對橡膠性能的影響

      實驗基材天然膠100份；炭黑N22035份；氧化鋅6份；硬脂酸2份；硫磺2.4份；其他助劑3.2份，在試驗基本配方中加入不同添加量的超細氫氧化鋁，其余組份保持不變，硫化膠試樣的各項力學性能及阻燃性能的變化如下表：

      從上表看出，在該配方體系中，隨超細氫氧化鋁添加量的增大，硫化膠力學性能呈現(xiàn)明顯的下降，拉伸強度、扯斷伸長率及撕裂強度均下降，相對體積磨耗量增大，耐磨性能變差。而硫化膠氧指數(shù)隨超細氫氧化鋁添加量的增大得到提升，在一定范圍內(nèi)，氫氧化鋁添加量每增大30份，硫化膠氧指數(shù)約增大2個單位。阻燃性能主要依靠加入的超細氫氧化鋁來實現(xiàn)，氫氧化鋁添加量越大，硫化膠燃燒時氫氧化鋁分解吸收的熱量越多，并且產(chǎn)生的結晶水越多，進而更好的稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，提高氧指數(shù)及阻燃性能。但隨著氫氧化鋁填加量的增大，無機成份所占比例增大，含膠量降低，在受到外力作用時硫化膠中交聯(lián)鍵間協(xié)同能力減弱，導致力學性能下降。

        為改善氫氧化鋁同聚合物之間的相容性，通常需要采用偶聯(lián)劑對超細氫氧化鋁進行表面處理。

2、改性超細氫氧化鋁對橡膠性能的影響

      在上述試驗基本配方中加入150份經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理后的超細氫氧化鋁。硅烷偶聯(lián)劑添加量分別為超細氫氧化鋁質量的0、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，其余組份保持不變，硫化膠的力學性能及阻燃性能變化如下表所示：

      從上表中看出，雖然硅烷偶聯(lián)劑添加量對超細氫氧化鋁的阻燃性能提升不明顯，硫化膠氧指數(shù)基本保持在30%左右，垂直燃燒均能達到阻燃FV－0級別。但對氫氧化鋁力學效果有了明顯改善，具體表現(xiàn)為拉伸強度及伸長率先提升后下降，當硅烷偶聯(lián)劑添加量為1.5%時，改性超細氫氧化鋁應用效果最好，拉伸強度能達到13.10MPa，扯斷伸長率達到286.83%。即在一定范圍內(nèi)，硅烷偶聯(lián)劑添加量對改性超細氫氧化鋁應用效果的改善主要體現(xiàn)在力學性能方面，同時在阻燃性能、氧指數(shù)方面變化較小。

      因此，為了使橡膠兼具優(yōu)異的阻燃性能、氧指數(shù)及力學性能，一定要對氫氧化鋁等無機阻燃劑進行表面改性。如上文所見，粉體處理劑的量不是越多越好，需要根據(jù)具體的應用需求進行實驗。金戈新材可根據(jù)您的應用要求對氫氧化鋁進行特定的表面處理，有需求可拔打0757-87572711，將有專業(yè)技術人員與您對接。

參考來源:

[1]段金鳳等.超細氫氧化鋁對天然橡膠性能影響的研究