Aluminum hydroxide (ATH) possesses multiple functions, including flame retardancy, smoke suppression, and filling. It does not produce secondary pollution and can generate synergistic flame-retardant effects with various substances. Therefore, it is widely used as a flame-retardant additive in composite materials and has become the most widely consumed environmentally friendly inorganic flame retardant. When aluminum hydroxide is used as a flame-retardant additive, its content and particle size have a significant impact on the flame-retardant and mechanical properties of the composite material. To achieve a certain flame-retardant rating, a relatively high loading level of ATH is usually required. When the loading amount is fixed, the finer the particle size, the better the flame-retardant performance. Therefore, we want to better utilize the flame-retardant effect of ultrafine aluminum hydroxide powder. We also want to reduce the negative impact on mechanical properties. This impact becomes serious when the loading level increases. For these reasons, ultrafine and nano-sizing have become new development trends. These trends apply to ATH flame retardants.
তবে, অতি সূক্ষ্ম পাউডারগুলির কণার আকার খুব ছোট এবং পৃষ্ঠের শক্তি বেশি থাকে, যার ফলে এগুলি জমাট বাঁধার প্রবণতা থাকে এবং পলিমার ম্যাট্রিক্সে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়া কঠিন হয়ে পড়ে। তাছাড়া, অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার একটি সাধারণ মেরু অজৈব উপাদান যার জৈব পলিমার, বিশেষ করে নন-পোলার পলিওলফিনের সাথে সামঞ্জস্যতা কম। দুর্বল ইন্টারফেসিয়াল বন্ধনের ফলে যৌগিককরণ এবং ছাঁচনির্মাণের সময় গলিত প্রবাহ দুর্বল হয়। ফলস্বরূপ, প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি হ্রাস পায়। অতএব, অতি সূক্ষ্ম ATH কণাগুলির মধ্যে জমাট বাঁধা হ্রাস করা অপরিহার্য। ATH পাউডার এবং পলিমার ম্যাট্রিক্সের মধ্যে ইন্টারফেসিয়াল সামঞ্জস্য উন্নত করা এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে এর বিচ্ছুরণ বৃদ্ধি করাও প্রয়োজনীয়। উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন শিখা-প্রতিরোধী কম্পোজিট পাওয়ার জন্য এই কারণগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ফলস্বরূপ, শিখা-প্রতিরোধী ভরা উপকরণগুলিতে অতি সূক্ষ্ম ATH প্রয়োগের ক্ষেত্রে এগুলি মূল সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে।.
১. অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার প্রস্তুতকরণ
The preparation methods of ultrafine aluminum hydroxide include physical and chemical methods. The physical method generally refers to the mechanical method. Chemical methods include several techniques. These include the seed precipitation method, sol–gel method, and precipitation method. They also include the hydrothermal synthesis method, carbonation method, supergravity method, and others.
(১) যান্ত্রিক পদ্ধতি
যান্ত্রিক পদ্ধতি ব্যবহার করে নাকাল সরঞ্জাম মত জেট মিলস এবং বল মিল. । এই সরঞ্জামগুলি ধোয়া এবং শুকনো অ-শিল্প-গ্রেড অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডকে চূর্ণ এবং পিষে ফেলে। এই প্রক্রিয়াটি সূক্ষ্ম ATH পাউডার তৈরি করে। এই পদ্ধতিতে ATH পাউডারে অনিয়মিত কণার আকার থাকে। কণার আকার তুলনামূলকভাবে মোটা। এর বিস্তৃত আকারের বিতরণও রয়েছে। এই পরিসর সাধারণত 5 থেকে 15 μm এর মধ্যে থাকে। ফলস্বরূপ, সামগ্রিক পণ্যের কর্মক্ষমতা তুলনামূলকভাবে খারাপ।.
যখন এই পদ্ধতিতে উৎপাদিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড তার এবং তারের উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়, তখন এর প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা, নমনীয়তা এবং শিখা-প্রতিরোধী কর্মক্ষমতা রাসায়নিক পদ্ধতিতে উৎপাদিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের তুলনায় অনেক নিম্নমানের হয়। যদিও যান্ত্রিক পদ্ধতিতে একটি সহজ প্রস্তুতি প্রক্রিয়া এবং তুলনামূলকভাবে কম পরীক্ষামূলক খরচ রয়েছে, পণ্যটিতে উচ্চতর অপরিষ্কারতার মাত্রা রয়েছে। এছাড়াও, কণার আকার বন্টন অসম, যা এর ব্যাপক প্রয়োগকে সীমিত করে।.
(২) বীজ বৃষ্টিপাত পদ্ধতি
সাধারণত ব্যবহৃত বীজ বৃষ্টিপাত পদ্ধতির মূল বিষয় হল অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড স্ফটিক বীজকে একটি প্রস্তুত সোডিয়াম অ্যালুমিনেট দ্রবণে যোগ করা যাতে আরও বিশুদ্ধ এবং সূক্ষ্ম ATH পাউডার তৈরি করা যায়। স্ফটিক বীজের গুণমান ATH পাউডারের কণার আকারকে প্রভাবিত করে এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।.
(৩) সল-জেল পদ্ধতি
এই পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম যৌগগুলিকে নির্দিষ্ট জল স্নানের তাপমাত্রা, নাড়ার হার এবং pH অবস্থার অধীনে হাইড্রোলাইজ করা হয় যাতে একটি অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড সল তৈরি হয়, যা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে জেলে রূপান্তরিত হয়। চূড়ান্ত অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার শুকানোর এবং পিষে নেওয়ার মাধ্যমে পাওয়া যায়।.
(৪) বৃষ্টিপাত পদ্ধতি
বৃষ্টিপাত পদ্ধতিকে সরাসরি বৃষ্টিপাত এবং সমজাতীয় বৃষ্টিপাত এ ভাগে ভাগ করা যায়। সরাসরি বৃষ্টিপাত বলতে নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে উচ্চ-বিশুদ্ধতা সম্পন্ন অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড প্রস্তুত করার জন্য একটি অ্যালুমিনেট দ্রবণে একটি বৃষ্টিপাতকারী এজেন্ট যোগ করাকে বোঝায়। বৃষ্টিপাত প্রক্রিয়া চলাকালীন, বৃষ্টিপাতকারী এজেন্ট এবং দ্রবণের মধ্যে মিশ্রণের মাত্রা চূড়ান্ত পণ্যের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে এমন একটি মূল বিষয়। সমজাতীয় বৃষ্টিপাত সরাসরি বৃষ্টিপাত থেকে পৃথক কারণ বৃষ্টিপাতের বৃদ্ধির হার তুলনামূলকভাবে ধীর।.
(৫) হাইড্রোথার্মাল সংশ্লেষণ পদ্ধতি
হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতিতে একটি বদ্ধ বিক্রিয়া পাত্রকে গরম করে ATH প্রস্তুত করা হয়, যার ফলে কাঁচামাল উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপের পরিস্থিতিতে জৈব দ্রাবক মাধ্যমে বিক্রিয়া করতে পারে।.
(6) কার্বনেশন পদ্ধতি
কার্বনেশন পদ্ধতিতে সোডিয়াম অ্যালুমিনেট দ্রবণে CO₂ প্রবেশ করানো এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড প্রস্তুত করার জন্য বিক্রিয়ার অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করা জড়িত।.
2. পৃষ্ঠ পরিবর্তন আল্ট্রাফাইন অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার
(1) সারফেস মডিফায়ার
Currently, the main modifiers used for surface modification of ultrafine aluminum hydroxide include surfactants and coupling agents. Common surfactants include sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), sodium stearate, and silicone oil. The modification mechanism involves one end of the surfactant molecule containing a polar group that chemically reacts with or physically adsorbs onto the inorganic material surface, forming a coating layer, while the other end consists of a long-chain alkyl group that has strong compatibility with polymers due to its similar structure.
কাপলিং এজেন্ট একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কাজ করে। আণবিক কার্যকরী গোষ্ঠীর কিছু অংশ অজৈব পৃষ্ঠের সাথে বন্ধনে আবদ্ধ হয়। এদিকে, অবশিষ্ট কার্বন শৃঙ্খলগুলি পলিমার পদার্থের সাথে বন্ধনে আবদ্ধ হয়। এই বন্ধন ভৌত বা রাসায়নিক হতে পারে। এই সংযোগগুলি জৈব পলিমারের সাথে অজৈব পদার্থকে শক্তভাবে সংযুক্ত করে। সাধারণ কাপলিং এজেন্টগুলির মধ্যে রয়েছে সাইলেন কাপলিং এজেন্ট, টাইটানেট কাপলিং এজেন্ট এবং অ্যালুমিনেট কাপলিং এজেন্ট।.
(২) পরিবর্তন পদ্ধতি
বর্তমানে, শুষ্ক পরিবর্তন এবং ভেজা পরিবর্তন মূলত ATH এর পৃষ্ঠ চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত হয়।.
শুষ্ক পরিবর্তনের মধ্যে রয়েছে পাউডার কাঁচামাল এবং সংশোধক বা বিচ্ছুরককে নির্দিষ্ট সরঞ্জামে স্থাপন করা এবং নাড়াচাড়া এবং মিশ্রণের জন্য উপযুক্ত ঘূর্ণন গতি সামঞ্জস্য করা, যাতে সংশোধকটি অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের পৃষ্ঠকে আবরণ করতে পারে। এই পদ্ধতিটি বৃহৎ আকারের উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।.
ভেজা পরিবর্তন বলতে বোঝায় একটি নির্দিষ্ট তরল-কঠিন অনুপাত সহ একটি পূর্ব-প্রস্তুত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড স্লারিতে সংশোধক যোগ করা এবং একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে নাড়াচাড়া এবং বিচ্ছুরণের অধীনে পরিবর্তন পরিচালনা করা। যদিও এই পদ্ধতিটি পরিচালনায় আরও জটিল, এটি আরও অভিন্ন পৃষ্ঠ আবরণ এবং আরও ভাল পরিবর্তন প্রভাব প্রদান করে।.
(৩) পরিবর্তন প্রক্রিয়া
অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পৃষ্ঠ পরিবর্তন বলতে এক বা একাধিক পদার্থের শোষণ বা আবরণকে বোঝায় যার ফলে একটি কোর-শেল কাঠামো সহ একটি যৌগ তৈরি হয়। পৃষ্ঠ পরিবর্তন মূলত জৈব পরিবর্তন এবং এটি দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে।.
ভৌত পদ্ধতিতে উচ্চতর ফ্যাটি অ্যাসিড, অ্যালকোহল, অ্যামাইন এবং এস্টারের মতো সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ব্যবহার করে পৃষ্ঠের আবরণ প্রক্রিয়াজাতকরণ করা হয় যাতে কণার মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি পায়, কণার জমাট বাঁধতে বাধা দেওয়া হয় এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং জৈব পলিমারের মধ্যে সখ্যতা উন্নত করা হয়। এটি শিখা প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা উন্নত করে এবং জৈব পলিমারের প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও বৃদ্ধি করে।.
রাসায়নিক পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পৃষ্ঠ পরিবর্তনের জন্য কাপলিং এজেন্ট ব্যবহার করা হয়। কাপলিং এজেন্ট অণুগুলির কার্যকরী গোষ্ঠীগুলি পাউডার পৃষ্ঠের সাথে বিক্রিয়া করে রাসায়নিক বন্ধন তৈরি করে, যার ফলে পরিবর্তন সাধিত হয়। কাপলিং এজেন্ট অণুগুলির জৈব পদার্থের প্রতি একটি শক্তিশালী আকর্ষণ থাকে। তারা সরাসরি জৈব পলিমারের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে। এটি ATH কে পলিমার ম্যাট্রিক্সের সাথে শক্তভাবে বন্ধনে আবদ্ধ হতে দেয়। ফলস্বরূপ, এটি যৌগিক পদার্থের সামগ্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে। বেশ কয়েকটি সংশোধক একই ধরণের প্রক্রিয়া ভাগ করে নেয়। এর মধ্যে রয়েছে সিলেন, টাইটানেট, অ্যালুমিনেট কাপলিং এজেন্ট এবং স্টিয়ারিক অ্যাসিড। তাদের আণবিক কাঠামোতে অজৈব-অ্যাফিনিটিভ এবং জৈব-অ্যাফিনিটিভ উভয় গ্রুপই রয়েছে। এই দ্বৈত-কার্যক্ষম গোষ্ঠীগুলি একটি আণবিক সেতু হিসাবে কাজ করে। তারা অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডকে জৈব পদার্থের সাথে শক্তভাবে সংযুক্ত করে।.
(৪) পরিবর্তনের প্রভাবের মূল্যায়ন
বর্তমানে, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড পাউডারের পরিবর্তন প্রভাব মূল্যায়নের জন্য দুটি পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে।.
সরাসরি পদ্ধতিটি পরিবর্তিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড দিয়ে ভরা কম্পোজিটগুলির শিখা-প্রতিরোধী এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করে পরিবর্তন প্রভাব মূল্যায়ন করে। যদিও এই পদ্ধতিটি তুলনামূলকভাবে জটিল, পরীক্ষার ফলাফল নির্ভরযোগ্য।.
পরোক্ষ পদ্ধতিটি পরিবর্তনের আগে এবং পরে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার পৃষ্ঠের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন পরিমাপ করে পরিবর্তনের প্রভাব মূল্যায়ন করে।.
নির্দিষ্ট মূল্যায়ন সূচকগুলির মধ্যে রয়েছে:
সক্রিয়করণ সূচক।. অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড, একটি অজৈব মেরু উপাদান হিসেবে, প্রাকৃতিকভাবে পানিতে স্থির হয়। পরিবর্তনের পর, পাউডার পৃষ্ঠটি অ-মেরু হয়ে যায় এবং এর হাইড্রোফোবিসিটি বৃদ্ধি পায়, যা এটিকে পানিতে স্থির হতে বাধা দেয়। সক্রিয়করণ সূচকের পরিবর্তনগুলি পৃষ্ঠের সক্রিয়তার মাত্রা প্রতিফলিত করে এবং পরিবর্তন চিকিত্সার কার্যকারিতা চিহ্নিত করে।.
তেল শোষণ মান।. তেল শোষণ মান পলিমারে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের বিচ্ছুরণের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক এবং পাউডারের ছিদ্রতা এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রতিফলিত করে। পৃষ্ঠের পরিবর্তন পলিমারে পাউডারের বিচ্ছুরণ উন্নত করে এবং কণা জমাটবদ্ধতার ফলে তৈরি শূন্যস্থান হ্রাস করে, ফলে তেল শোষণ মান হ্রাস পায়।.
বিচ্ছুরণ স্থিতিশীলতা।. এই পদ্ধতিটি বিচ্ছুরণ মাধ্যমের বিভিন্ন সংশোধক দিয়ে পরিবর্তিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের বিচ্ছুরণ আচরণের তুলনা করে পৃষ্ঠ পরিবর্তনের প্রভাবকে চিহ্নিত করে। স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) ব্যবহার করে রূপবিদ্যা এবং বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্যগুলি পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে।.
"পড়ার জন্য ধন্যবাদ। আশা করি আমার লেখাটি আপনার কাজে লাগবে। অনুগ্রহ করে নিচে একটি মন্তব্য করুন। আরও যেকোনো প্রশ্নের জন্য আপনি Zelda অনলাইন গ্রাহক প্রতিনিধির সাথেও যোগাযোগ করতে পারেন।"
— পোস্ট করেছেন এমিলি চেন