高白氧化铝改性

活性氧化铝在填料市场有着广阔的应用。研究晶体发育完善、吸油率低、纯度高及在高聚物中填充性能良好的氧化铝制备工艺意义重大。本公司主要研究了种分与碳分生产活性氧化铝的生产工艺及所生产铝的填料特性,同时还研究了颗粒级配对铝吸油率的影响。
我公司主要研究结果如下:
 (1) 通过控制间断碳分、连续碳分的工艺条件,可以生产出填料级的氧化铝;但碳分工艺所生产氧化铝产品的吸油率较高(约25ml/100g),这主要是由于碳分所生产铝颗粒的结晶疏松多孔及晶体表面粗糙所致。 
(2) 通过控制间断种分的分解温度、分解时间、种子系数以及精液加入方式等工艺,可实现中位径为50～65μm且晶体发育较为完善的高白填料级活性氧化铝的生产;间断种分初期的分解速度较快,这主要是由于初期的分解动力大,并且加入的种子是经过磨细所得得活性较高的铝;但间断种分所得次颗粒之间缝隙较大,从而也使得其吸油量较高;碳分和种分种子对间断种分产品的粒度和吸油量的影响不明显。 
(3) 连续种分可生产出中位径为27～1.1μm、且吸油率较低的高白填料活性氧化铝,这主要是由于连续种分的分解时间较长,从而使得铝的晶体颗粒表面较为光洁、结晶程度较高及颗粒之间的缝隙小;连续种分产品的粒度呈较完整的正态分布。
氧化铝(ATH)是聚烯烃和不饱和聚酯低毒无卤的阻燃剂之一。然而，由于氧化铝表面亲水疏油，与非性高分子材料相容性差，界面之间难以形成良好的结合和粘接；同时其阻燃效率低，作为高分子阻燃剂时添加量大，导致复合材料的加工性能和力学性能急剧下降。针对以上的问题，本公司从氧化铝的表面改性处理入手，同时将氧化铝与其它无机阻燃剂组成复合阻燃体系，研究其复合阻燃性能和机理。
　　我司研究了含硅油改性氧化铝的工艺条件，探讨了含硅油用量、时间、温度等工艺因素对氧化铝改性效果的影响；采用热重分析(TGA)和变换红外光谱分析(FT-IR)表征改性前后氧化铝的热稳定性和表面结构情况；并通过活化指数和沉降速度，对改性氧化铝的稳定性和表面疏水性进行表征，优化配方和工艺条件，制备出适合于聚烯烃阻燃的氧化体；其次是将处理过的氧化铝填充在PP共聚物中，通过混合挤出并注塑成标准实验样条，测试复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、限氧指数、加工性能等参数来表征复合材料的力学性能和阻燃性能，并用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的断面形貌，从而综合评价含硅油改性氧化铝的效果。为了比较，还选择了其它含官能团硅油和常用表面改性剂(硬脂酸、偶联剂)对氧化铝表面进行改性，以及将改性后的氧化铝用于填充阻燃PP共聚物，对比改性剂的改性效果，探讨了其改善复合材料力学性能的机理。氧化铝与其它无机阻燃剂组成的复合阻燃体系在PP共聚物中的阻燃性能和阻燃机理，为改性氧化铝的实际应用积累数据。
　　主要结论如下：
　　 1、在含硅油改性氧化铝的体系中，研究结果表明，适宜的工艺改性条件为含硅油用量为氧化铝质量的1.0％，改性时间和温度分别为30min和80℃。从改性后氧化铝的热重分析和复合材料的力学性能测试结果可知，含硅油改性氧化铝不仅提高了氧化铝的热稳定性，也明显改善了复合材料的力学性能。
　　 2、经过表面改性剂处理过的氧化铝在PP共聚物基体中具有良好的分散性和相容性，填料和基体界面的粘结力增强，共聚物复合材料的加工性能和力学性能有明显地改善，其中以含硅油对复合材料的综合性能改善效果为显着。
　　 3、以氧化铝为主与其它无机阻燃剂组成复合阻燃体系的研究结果表明，氧化铝与其它阻燃剂之间具有一定的相互作用和协同阻燃效果，从而降低了氧化铝的用量，提高了复合材料的阻燃性能和力学性能。
不饱和聚酯(UPR)是迄今为止热固性树脂中用量大的材料.其发展与应用也越来越广泛,在诸多领域上都要求了其需要有较高的阻燃性,因此,本公司就其阻燃性问题进行了研究,研究了阻燃剂对其阻燃性的提高与对其力学性能的影响.实验过程是以顺二酸酐、邻二酐、乙二醇合成不饱和聚酯,对其进行力学性能(拉伸强度、弯曲强度)和阻燃性的研究,然后再在不饱和聚酯中加入四酐或聚铵,研究其对不饱和聚酯的阻燃性与力学性能(拉伸强度、弯曲强度)影响,并进行对比.研究表明,加入反应型阻燃剂四酐或聚铵都能提高不饱和聚酯的阻燃性,对于不饱和聚酯的力学性能来说,加入反应型阻燃剂四酐的不饱和聚酯的力学性能要**加入聚铵的力学性能。