氢氧化铝表面改性学习教案.pptx

《氢氧化铝表面改性学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氢氧化铝表面改性学习教案.pptx（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1氢氧化铝氢氧化铝(qn yn hu hu)表面改性表面改性第一页，共28页。1 1）化学品氧化铝性质）化学品氧化铝性质）化学品氧化铝性质）化学品氧化铝性质(xngzh)(xngzh)特殊，应用越来越广泛特殊，应用越来越广泛特殊，应用越来越广泛特殊，应用越来越广泛相对密度相对密度2.42，折，折 光光 率率 1.531.57，莫氏硬度，莫氏硬度3.0无毒、无味、白色无毒、无味、白色(bis)粉粉末末不溶于水和醇，可溶于不溶于水和醇，可溶于 酸和碱酸和碱脱水时大量吸热脱水时大量吸热性质性质(xngzh)催化剂载体催化剂载体催化剂载体催化剂载体药用药用药用药用氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氧

2、化铝陶瓷阻燃电缆阻燃电缆阻燃电缆阻燃电缆应用领域应用领域221.49308.21548.5第1页/共28页第二页，共28页。2 2）化学品（氢）氧化铝种类多、产量大、附加值高，）化学品（氢）氧化铝种类多、产量大、附加值高，）化学品（氢）氧化铝种类多、产量大、附加值高，）化学品（氢）氧化铝种类多、产量大、附加值高，是增加氧化铝企业效益的重要是增加氧化铝企业效益的重要是增加氧化铝企业效益的重要是增加氧化铝企业效益的重要(zhngyo)(zhngyo)产品产品产品产品世界世界(shji)化学品氧化铝化学品氧化铝产量产量2008世界世界(shji)氢氧化铝需求氢氧化铝需求量量1北美、2拉丁美洲、3亚洲

3、、4西欧、5东欧、6大洋洲、7中国第2页/共28页第三页，共28页。阻燃剂阻燃剂阻燃剂阻燃剂(聚烯烃、聚氯乙聚烯烃、聚氯乙聚烯烃、聚氯乙聚烯烃、聚氯乙烯、橡胶、塑料、热塑性弹烯、橡胶、塑料、热塑性弹烯、橡胶、塑料、热塑性弹烯、橡胶、塑料、热塑性弹性体）性体）性体）性体）印刷线路板印刷线路板印刷线路板印刷线路板地毯地毯地毯地毯(dtn)(dtn)(dtn)(dtn)褙乳胶泡沫和褙乳胶泡沫和褙乳胶泡沫和褙乳胶泡沫和粘结剂粘结剂粘结剂粘结剂人造大理石、人造玛瑙人造大理石、人造玛瑙人造大理石、人造玛瑙人造大理石、人造玛瑙造纸造纸造纸造纸牙膏牙膏牙膏牙膏3 3）填料用化学品氢氧化铝用途）填料用化学品氢氧

4、化铝用途）填料用化学品氢氧化铝用途）填料用化学品氢氧化铝用途(yngt)(yngt)多、需求量大，多、需求量大，多、需求量大，多、需求量大，适合规模化生产适合规模化生产适合规模化生产适合规模化生产阻燃产品阻燃产品阻燃产品阻燃产品人造人造人造人造(rnzo)(rnzo)玛瑙玛瑙玛瑙玛瑙人造大理石人造大理石人造大理石人造大理石牙膏牙膏牙膏牙膏填料用氢氧化铝的用途填料用氢氧化铝的用途矿用阻燃塑料矿用阻燃塑料矿用阻燃塑料矿用阻燃塑料阻燃工程塑料阻燃工程塑料阻燃工程塑料阻燃工程塑料第3页/共28页第四页，共28页。提高(t go)物理性质 弯曲强度、拉伸强度 热稳定性、抗压强度等4 4）无机填料能显著降

5、低成本、改善材料）无机填料能显著降低成本、改善材料）无机填料能显著降低成本、改善材料）无机填料能显著降低成本、改善材料(cilio)(cilio)性能性能性能性能填充(tinchng)量大、降低成本赋予特定功能 阻燃、耐热、导电、导热 隔音、磁性、压电、抗菌等功能ATH含量对材料拉伸强度的影响ATH对复合材料硬度和密度的影响第4页/共28页第五页，共28页。5 5）阻燃用氢氧化铝）阻燃用氢氧化铝）阻燃用氢氧化铝）阻燃用氢氧化铝(qn yn hu hu)(qn yn hu hu)微粉需求强、微粉需求强、微粉需求强、微粉需求强、应用领域不断扩大应用领域不断扩大应用领域不断扩大应用领域不断扩大BMC

6、、SMC和其它挤压及模具用料和其它挤压及模具用料工程塑料工程塑料(n chn s lio)涂料涂料管线原始固化管线原始固化(CIPP）泡沫绝缘材料硅橡胶泡沫绝缘材料硅橡胶电线、电缆电线、电缆.粘合剂、密封剂粘合剂、密封剂屋面卷材屋面卷材橡胶橡胶第5页/共28页第六页，共28页。氢氧化铝和电线、电缆原料（以氢氧化铝和电线、电缆原料（以PE为例）表面性质为例）表面性质(xngzh)不匹不匹配，易出现配，易出现“偏析偏析”，影响产品加工和物理性能。，影响产品加工和物理性能。氢氧化铝表面氢氧化铝表面(biomin)存存在在OH键键极性物质、亲水性极性物质、亲水性聚氯乙烯聚氯乙烯(j l y x),聚合

7、度在聚合度在500-2000之间之间电缆电缆电缆电缆电缆料生产线电缆料生产线电缆料生产线电缆料生产线阻燃电缆一般组成：PE（PVC）、增塑剂(邻苯二甲酸二甲脂)、氢氧化铝、稳定剂等低密度聚乙烯低密度聚乙烯,分子量分子量25000非极性物质，疏水性非极性物质，疏水性6 6）氢氧化铝微粉与电缆料表面性质不匹配，混和不氢氧化铝微粉与电缆料表面性质不匹配，混和不氢氧化铝微粉与电缆料表面性质不匹配，混和不氢氧化铝微粉与电缆料表面性质不匹配，混和不均匀、影响材料物理化学性能，需要表面改性均匀、影响材料物理化学性能，需要表面改性均匀、影响材料物理化学性能，需要表面改性均匀、影响材料物理化学性能，需要表面改性

8、第6页/共28页第七页，共28页。7 7）表面改性后的氢氧化铝，价值高，是氧化铝企业）表面改性后的氢氧化铝，价值高，是氧化铝企业）表面改性后的氢氧化铝，价值高，是氧化铝企业）表面改性后的氢氧化铝，价值高，是氧化铝企业提高提高提高提高(t go)(t go)市场竞争力重要措施市场竞争力重要措施市场竞争力重要措施市场竞争力重要措施产品种类产品种类粒度范围粒度范围性质性质改性情况改性情况应用应用H10075白色、未磨/有机填料、粘合剂H3619白色、磨/团/片状模塑料H33614白色、磨/团/片状模塑料HM94001种分产品表面改性电缆、硅橡胶HM9322超细产品表面表面改性电缆、硅橡胶HM6323

9、.5微粉表面改性电缆、硅橡胶HS4329/表面改性、疏水水敏性应用HM5325/表面改性树酯HS4329/表面改性管线原始固化Gardanne产品产品(chnpn)发展趋势发展趋势第7页/共28页第八页，共28页。2000年改性剂种类改性剂种类市场量市场量%市场价值市场价值%有机硅烷5090有机酸合计5010脂肪酸406聚合酸104表面表面(biomin)改性过程中有机硅烷和有机酸市场份额估计改性过程中有机硅烷和有机酸市场份额估计8 8）表面）表面）表面）表面(biomin)(biomin)改性过程中，脂肪酸用量大、改性过程中，脂肪酸用量大、改性过程中，脂肪酸用量大、改性过程中，脂肪酸用量大、

10、市值少；偶联剂用量少、市值大市值少；偶联剂用量少、市值大市值少；偶联剂用量少、市值大市值少；偶联剂用量少、市值大第8页/共28页第九页，共28页。阴离子表面活性剂:硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、松香酸钠，磺化蓖麻油、烷基苯磺酸钠，磷酸脂、聚磷酸脂等阳离子表面活性剂：C12C22高级胺盐（伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐），双烷基甲基苯基(bn j)二氢化牛脂氯化铵、甲基苯基(bn j)椰子油酸氯化铵非离子表面活性剂：聚乙二醇型和多元醇型。平平加、OP、聚醚，Span、Tween1.1.表面表面(biomin)(biomin)活性剂活性剂9 9）为赋予氢氧化铝特定功能，表面）为赋予氢氧

11、化铝特定功能，表面）为赋予氢氧化铝特定功能，表面）为赋予氢氧化铝特定功能，表面(biomin)(biomin)改性剂改性剂改性剂改性剂种类、结构复杂、官能团多样种类、结构复杂、官能团多样种类、结构复杂、官能团多样种类、结构复杂、官能团多样第9页/共28页第十页，共28页。2.2.偶联剂：偶联剂：有机有机(yuj)硅烷硅烷三烷氧基硅烷单烷氧基硅烷第10页/共28页第十一页，共28页。钛酸酯、铝酸酯、锡偶联剂、双金属偶联剂等钛酸酯、铝酸酯、锡偶联剂、双金属偶联剂等单烷基单烷基(wn j)氧基型、螯合型和配位型氧基型、螯合型和配位型单烷基(wn j)氧基型：如异丙氧基三异硬脂酸钛,i-C3H7TiO

12、CO(CH2)14CH(CH3)23 异丙氧基三（磷酸二辛酯）钛 i-C3H7TiOPO(OR)23 螯合型：螯合100型，如二（焦磷酸(ln sun)二辛酯）羟乙酸钛酸酯；螯合200型，如二（磷酸(ln sun)二辛酯）钛酸乙二（醇）酯钛酸酯偶联剂的通式 R-O-Ti-（O-X-R-Y）n作用：作用：增塑作用、界面粘合作用。与无机物表面质子反应，形成有机单分子层。示例：示例：第11页/共28页第十二页，共28页。聚丙烯：等规立构聚丙烯、间规立构聚丙烯、无规立构聚丙烯3.3.低聚物：低聚物：分子量几百至几千双酚A型环氧树脂(hun yn sh zh)：分子量340630双酚A型环氧树脂(hun

13、 yn sh zh)聚乙烯蜡或氧化(ynghu)聚乙烯蜡（分子量度15005000）聚乙二醇聚合物主要是包覆无机粉体单体吸附(xf)、然后聚合聚合物吸附(xf)包覆第12页/共28页第十三页，共28页。丁烯酸4.4.不饱和有机酸不饱和有机酸丙烯酸甲基丙烯酸-苯丙烯酸RCOOH，碳原子数10如：第13页/共28页第十四页，共28页。1010）氢氧化铝微粉表面）氢氧化铝微粉表面）氢氧化铝微粉表面）氢氧化铝微粉表面(biomin)(biomin)改性，必须解决几改性，必须解决几改性，必须解决几改性，必须解决几个重大关键技术难题个重大关键技术难题个重大关键技术难题个重大关键技术难题细氢氧化铝表面能高，

14、吸附强；溶液中杂质细氢氧化铝表面能高，吸附强；溶液中杂质细氢氧化铝表面能高，吸附强；溶液中杂质细氢氧化铝表面能高，吸附强；溶液中杂质(zzh)(zzh)(zzh)(zzh)多，杂质多，杂质多，杂质多，杂质(zzh)(zzh)(zzh)(zzh)含量高含量高含量高含量高氢氧化铝粒度分布不均匀、形貌不规整。氢氧化铝粒度分布不均匀、形貌不规整。氢氧化铝粒度分布不均匀、形貌不规整。氢氧化铝粒度分布不均匀、形貌不规整。界面检测困难，表征手段少界面检测困难，表征手段少界面检测困难，表征手段少界面检测困难，表征手段少氢氧化铝氢氧化铝氢氧化铝氢氧化铝(qn yn hu hu)(qn yn hu hu)(qn

15、yn hu hu)(qn yn hu hu)表面结构复杂，改性剂与表面相表面结构复杂，改性剂与表面相表面结构复杂，改性剂与表面相表面结构复杂，改性剂与表面相互作用方式多互作用方式多互作用方式多互作用方式多ATHATHATHATH高温下易产生新相，溶液中溶剂化显著，低温下作用慢，以化学键方式表面改高温下易产生新相，溶液中溶剂化显著，低温下作用慢，以化学键方式表面改高温下易产生新相，溶液中溶剂化显著，低温下作用慢，以化学键方式表面改高温下易产生新相，溶液中溶剂化显著，低温下作用慢，以化学键方式表面改性性性性ATHATHATHATH难难难难聚合物种类，性质相差较大，表面改性与聚合物完美匹配难。聚合物

16、种类，性质相差较大，表面改性与聚合物完美匹配难。聚合物种类，性质相差较大，表面改性与聚合物完美匹配难。聚合物种类，性质相差较大，表面改性与聚合物完美匹配难。1、氢氧化铝物理化学性质调控技术、氢氧化铝物理化学性质调控技术2、表面改性机理、表面改性机理3、产品改性技术产品改性技术产品改性技术产品改性技术第14页/共28页第十五页，共28页。在不同剪切速率在不同剪切速率(sl)下氢氧化铝和不饱和树下氢氧化铝和不饱和树脂料浆粘度的变化脂料浆粘度的变化互配比例(1#:2#)互配后粉体混合物制成品D50D4,3粘度（PaS）L色度初始3minab20:014.1016.66147.08138.0663.9

17、0.146.5614:617.5328.4250.8845.1662.82-0.325.2313:718.8831.8037.0134.7863.05-0.124.8212:819.6832.9734.4631.4362.9-0.264.711:920.3234.3330.8329.3362.67-0.364.48粒级互配对混合物料粘度粒级互配对混合物料粘度(zhn d)和成品和成品L、a、b值的影值的影响响1111）提高产品质量仍是我国化学品氢氧化铝亟待解）提高产品质量仍是我国化学品氢氧化铝亟待解）提高产品质量仍是我国化学品氢氧化铝亟待解）提高产品质量仍是我国化学品氢氧化铝亟待解决的重大决的

18、重大决的重大决的重大(zhngd)(zhngd)问题问题问题问题混合物料粘度随粉体的体混合物料粘度随粉体的体积平均粒径的变化积平均粒径的变化第15页/共28页第十六页，共28页。实验实验(shyn)样样品品Martinal产品产品(chnpn)国产国产(guchn)产产品品差距差距:粒度分布不均匀粒子形貌不规整分解工艺优化分解工艺优化抑制附聚强化长大匹配过饱和度第16页/共28页第十七页，共28页。不同体系的剪切应力和粘度不同体系的剪切应力和粘度(zhn d)随剪切速率的变化曲线随剪切速率的变化曲线ATH填充填充(tinchng)复合材料的力学性能复合材料的力学性能 提高材料(cilio)的力

19、学性能；降低加工过程中的粘度。ATHATH表面改性能表面改性能1212）ATHATH表面改性是解决粒子和聚合物间兼容性问题的表面改性是解决粒子和聚合物间兼容性问题的表面改性是解决粒子和聚合物间兼容性问题的表面改性是解决粒子和聚合物间兼容性问题的关键，有利于提高材料的物理性能关键，有利于提高材料的物理性能关键，有利于提高材料的物理性能关键，有利于提高材料的物理性能第17页/共28页第十八页，共28页。30未改性ATH30改性ATH50改性ATHATH粉体在复合材料粉体在复合材料(f h ci lio)中的中的分布分布复合材料复合材料(f h ci lio)的偏光显微照片的偏光显微照片 表面改性改

20、善了粉体在基体中的分散；粉体添加(tin ji)量过大时，易导致材料的力学性能恶化。第18页/共28页第十九页，共28页。硬脂酸量对超细氢氧化铝表面硬脂酸量对超细氢氧化铝表面(biomin)改性效果的影响改性效果的影响1313）寻找）寻找）寻找）寻找(xnzho)(xnzho)表面改性剂加入量的理论依据是目表面改性剂加入量的理论依据是目表面改性剂加入量的理论依据是目表面改性剂加入量的理论依据是目前表面改性的关键前表面改性的关键前表面改性的关键前表面改性的关键活化指数、有机碳含量或接触角等均不是表面改性剂最活化指数、有机碳含量或接触角等均不是表面改性剂最佳加入佳加入(jir)量的惟一依据量的惟一

21、依据第19页/共28页第二十页，共28页。氢氧化铝粉体的表面酸度测量氢氧化铝粉体的表面酸度测量(cling)结果结果 表表面面酸酸度度是是改改性性剂剂加加入入(jir)量量一一种种依据依据粒子(lz)表面酸度1414）表面改性机理是优化工艺的基础表面改性机理是优化工艺的基础表面改性机理是优化工艺的基础表面改性机理是优化工艺的基础性点结合在粉体表面的脂肪酸性点结合在粉体表面的脂肪酸A吸附量为吸附量为0.45。第20页/共28页第二十一页，共28页。表面改性对超细氢氧化铝表面接触角和表面能参数表面改性对超细氢氧化铝表面接触角和表面能参数(cnsh)的影响的影响 表面改性对超细氢氧化铝表面改性对超细

22、氢氧化铝(qn yn hu hu)的表面接触角和表面能的影响的表面接触角和表面能的影响粒子(lz)表面性质温度好有利于改性；改性后表面张力的碱分量显著降低。第21页/共28页第二十二页，共28页。a-原样(yun yn)；b-改性产品(脂肪酸A 2,0.5h)；c-脂肪酸Aa-原样(yun yn)；b-改性未洗涤（脂肪酸A 10,2.5h）；c-改性洗涤；d-脂肪酸A脂肪酸主要脂肪酸主要(zhyo)是以物理作用发生吸附，部分能发生化是以物理作用发生吸附，部分能发生化学吸附。学吸附。粒子表面与改性剂间相互作用第22页/共28页第二十三页，共28页。改性产品的分散改性产品的分散改性产品的分散改性产

23、品的分散(fnsn)(fnsn)效效效效果果果果改性粉体疏水强、酒精(jijng)中分散性好在水中分散效果在水中分散效果(xiogu)对比图对比图400400未改性ATH改性ATH团聚界面1515）表面改性后表面改性后表面改性后表面改性后ATHATH一些行为一些行为一些行为一些行为400400团聚未改性ATH脂肪酸A改性ATH第23页/共28页第二十四页，共28页。表面表面(biomin)改性不显著改变产品的和形貌。改性不显著改变产品的和形貌。自制自制(zzh)氢氧化铝原样氢氧化铝原样改性产品改性产品2改性产品形貌改性产品形貌(xn mo)分析分析第24页/共28页第二十五页，共28页。ATH

24、填充(tinchng)量对复合材料极性氧指数的影响 改性改性ATH 加入量增加加入量增加(zngji),极性氧指数也在增加极性氧指数也在增加(zngji)，阻燃性提高。，阻燃性提高。电缆(dinln)材燃烧情况 无阻燃剂无阻燃剂30%ATH复合阻燃材料复合阻燃材料改性氢氧化铝对聚乙烯电缆料阻燃性能的影响改性氢氧化铝对聚乙烯电缆料阻燃性能的影响改性氢氧化铝对聚乙烯电缆料阻燃性能的影响改性氢氧化铝对聚乙烯电缆料阻燃性能的影响第25页/共28页第二十六页，共28页。O.组成组成%性能分析结果性能分析结果EVAATHM-ATHLOIYoungs modulus/MpaTensile strength/

25、Mpa14060030.61034.224006037.2778.233060037.9569.353006039.1451168020018.20.9812.378002019.80.8915.1ATHATH改性对产品性能改性对产品性能改性对产品性能改性对产品性能(xngnng)(xngnng)的影响的影响的影响的影响第26页/共28页第二十七页，共28页。表表 各种各种(zhn)阻燃剂之间的协同效应阻燃剂之间的协同效应阻燃等级阻燃等级(dngj)：HB、V2、V1、V0/HB、FV2、FV1、FV0逐级递增逐级递增加入改性加入改性ATH协同阻燃，极限协同阻燃，极限(jxin)氧指数达氧指数达30，垂直燃烧评，垂直燃烧评级达级达FV0级。级。第27页/共28页第二十八页，共28页。