Polimer kompozit malzemeler alanında uygulamaalüminyum hidroksit (ATH)Etkili, halojen içermeyen alev geciktirici bir dolgu maddesi olarak çok önemlidir. Bununla birlikte, ATH ile reçine matrisi arasındaki zayıf uyumluluk ve toplanma eğilimi, bunların tam performansını uzun süre kısıtlamıştır. Geleneksel kuru karıştırma genellikle eşit olmayan dağılıma ve stresli zayıf noktaların oluşmasına yol açar. Islak öğütme teknolojisinin kullanıma sunulması bu soruna bilimsel ve etkili bir çözüm sunmaktadır.
Islak öğütme, parçacık boyutunun küçültülmesine yönelik basit bir işlem değildir; sıvı ortamda eş zamanlı olarak parçacık arıtımını, yüzey modifikasyonunu ve arayüz aktivasyonunu sağlayan işbirlikçi bir mühendisliktir.
Islak öğütme, öğütme yardımcılarının (dağıtıcılar gibi) mevcut olduğu sıvı fazlı bir ortamda öğütme boncukları (zirkonya gibi) aracılığıyla bulamaca yüksek frekanslı darbe, kesme ve sürtünme kuvvetleri uygular. Bu kuvvet, ATH'nin sert agregatlarını etkili bir şekilde depolimerize edebilir ve orijinal kristal parçacıklarının kırılmasına neden olabilir.
· Parçacık boyutunun küçültülmesi: D50 parçacık boyutunu mikron altı ve hatta nanometre seviyesine kadar stabilize edin ve kontrol edin. Klasik de Gennes infiltrasyon teorisine göre, daha küçük partikül boyutları, reçine eriyik dolgulu partiküllerin yüzeyindeki mikro gözeneklerin ve kusurların üstesinden gelmek için gereken kılcal basıncı (Δ P ∝ γ/r, burada γ yüzey gerilimidir ve r, gözenek yarıçapıdır) azaltır, böylece mikro infiltrasyonu teşvik eder.
Islak öğütmenin sıvı fazlı ortamı, "çevrimiçi" yüzey modifikasyonu için ideal bir reaksiyon alanı sağlar. Öğütme işlemi sırasında veya sonrasında yüzey değiştiriciler (silan bağlama maddeleri, titanat bağlama maddeleri, yağ asitleri vb. gibi) aynı anda eklenebilir.
· Yerinde aşılama reaksiyonu: Örnek olarak silan bağlama ajanlarını (KH-550, KH-560 gibi) ele alırsak, bunların alkoksi grupları, suyun katalizi altında silanole hidrolize edilir ve daha sonra güçlü Si-O-Al kovalent bağları oluşturmak için ATH yüzeyindeki hidroksil gruplarıyla yoğunlaşma reaksiyonuna tabi tutulur. Organik uzun zincirleri (amino ve epoksi grupları gibi) reçine matrisine doğru uzanır ve reçinenin sertleşme reaksiyonuna katılabilir veya fiziksel dolaşma oluşturabilir.
·Ara yüzey enerjisinde temel gelişme: Modifiye edilmiş ATH yüzeyi hidrofilikten yağofilliğe (hidrofobik) dönüşür ve yüzey serbest enerjisi (γ _ s), reçinenin yüzey serbest enerjisine (γ _ l) daha yakındır. Young'ın ıslatma denklemine göre (γ - sv=γ - sl+γ - lv cos θ), temas açısındaki θ azalma ve cos θ'daki artış, reçinenin partiküllere karşı ıslatma (yayılma) yeteneğinde temel bir gelişme olduğunu gösterir. Ara yüzey gerilimindeki (γ _stl) önemli azalma, ıslanabilirliğin iyileştirilmesi için doğrudan termodinamik itici güçtür.
Islak öğütme bulamaçlarındaki dağıtıcı maddeler (polielektrolitler ve polimer yüzey aktif maddeler gibi), ürünün uzun vadeli dağılım stabilitesini korur.ATHSıvı fazdaki parçacıklar, elektrostatik itme ve sterik engellemeden oluşan ikili bir mekanizma yoluyla. Bu kararlı durum, reçinelerle daha sonraki karışımlarda ön dispersiyonun temelini oluşturur.
·Elektrostatik stabilite (DLVO teorisi): İyonik dağıtıcılar parçacıkların yüzeyine adsorbe edilerek çift katman oluşturur. Parçacıklar yaklaştığında elektrostatik itme nedeniyle dağılırlar.
· Sterik engelin stabilitesi: Polimer dağıtıcıların uzun zincirleri parçacıkların yüzeyinde bir adsorpsiyon katmanı oluşturur. Parçacıklar yaklaştığında üst üste binen adsorpsiyon katmanları, polimer zincirlerinin konformasyonel entropisinde bir azalmaya ve ozmotik basınçta bir artışa neden olarak güçlü bir itme kuvvetine neden olur.
Bu önceden dağılmış stabil yapı, ATH bulamacının ve reçinenin karıştırılması, kurutulması veya sertleştirilmesi işlemi sırasında maksimum düzeyde tutulabilir ve reçine matrisine "mükemmel transfer" elde edilebilir.
Islak öğütme teknolojisiyle işlenen ATH, reçinede makrodan mikroya ve fizikten kimyaya derin bir entegrasyon sağlar ve sonuçta kompozit malzeme özelliklerinin kapsamlı bir şekilde iyileştirilmesine yansır:
·Mükemmel dağılım tekdüzeliği: Taramalı elektron mikroskobu (SEM) altında, ATH parçacıkları görünür topaklanmalar olmadan nanometre/mikron altı ölçekte reçine sürekli fazında eşit şekilde dağılmış olarak gözlemlenebilir.
·Daha güçlü arayüz bağlantısı: Değiştirilmiş arayüz, etkili bir "esnek katman" veya kimyasal bağ oluşturarak stresin etkili bir şekilde iletilmesine olanak tanır ve malzemenin mekanik mukavemetini (gerilme, darbe mukavemeti) ve dayanıklılığını önemli ölçüde artırır.
· Kararlı alev geciktirici verimliliği ve fiziksel özellikler: Düzgün dağılım, bir yangında alev geciktirici bileşenlerin sinerjik, verimli ve kararlı bariyer etkisini sağlarken dolgu topaklaşmasının neden olduğu yerel performans bozulmasını da önler.
·Geliştirilmiş işleme reolojisi: İyi parçacık ıslatma, daha az topaklanma, kompozit malzeme eriyiğinin viskozitesini önemli ölçüde azaltabilir, dolum miktarını ve işleme akışkanlığını artırabilir.
Islak öğütme teknolojisi, sızıntı ve dağılma probleminin sistematik olarak üstesinden gelir.alüminyum hidroksitfiziksel kırma, kimyasal modifikasyon ve dispersiyon stabilizasyonunun üçlü sinerjistik etkisi yoluyla reçine matrisinde. Ara yüzey enerjisini termodinamik olarak azaltır ve kinetik olarak dağılmış bir itici güç ve stabilite mekanizması sağlar, böylece dolgu maddesi ile matris arasında nano ölçekte yakın bir bağ elde edilir. Bu sadece teknolojik bir yenilik değil, aynı zamanda kolloid ve arayüz bilimi teorisinin derinlemesine bir uygulamasıdır ve yeni nesil yüksek performanslı, yüksek dolgulu ve işlevselleştirilmiş polimer kompozit malzemelerin geliştirilmesi için önemli bir teknolojik yol sağlar.
