氫氧化鋁粉體具有阻燃、消煙、填充等多重功能，能與磷等多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻燃效應，是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，已成為電子、化工、電纜、塑料、橡膠等行業(yè)中重要的環(huán)保型阻燃劑。
　　
　　氫氧化鋁為填充型無(wú)機阻燃劑，為達到較好的阻燃效果，填充量需40%，甚至高達60%，但高填充量不僅嚴重影響制品的機械性能，而且使擠出及加工性能變差。因此，必須進(jìn)行表面改性。
　　
　　1、氫氧化鋁常用表面改性劑
　　
　?。?）偶聯(lián)劑
　　
　　偶聯(lián)劑是兩性結構物質(zhì)，分子中的一部分基團可與氫氧化鋁填料表面的各種官能團反應，形成強有力的化學(xué)鍵合；另一部分基團與有機高分子發(fā)生化學(xué)反應或物理纏繞，從而將氫氧化鋁填料與有機基體兩種性質(zhì)差異很大的材料牢固結合在一起，在塑料、橡膠等復合材料中使用偶聯(lián)劑還可改變體系的流變性能，提高氫氧化鋁填料的添加量，減少復合材料中母體用量，降低生產(chǎn)成本。
　　
　　鋯類(lèi)偶聯(lián)劑由含有鋁酸鋯的低相對分子質(zhì)量無(wú)機聚合物在分子主鏈上絡(luò )合兩種有機配位基組成，一種配位基賦予偶聯(lián)劑良好的羥基穩定性，另一種配位基則賦予偶聯(lián)劑良好的有機反應性，其對氫氧化鋁填料有較好的改性效果。
　　
　　硅烷偶聯(lián)劑現有百余種，按分子中R官能團的結構，有機硅烷偶聯(lián)劑分為α—官能團、β—官能團和γ—官能團硅烷偶聯(lián)劑。γ—官能團硅烷偶聯(lián)劑最穩定，其用于熱塑性和熱固性中加填的氫氧化鋁改性處理，改善制品強度十分顯著(zhù)。α—官能團硅烷偶聯(lián)劑穩定性介于β和γ之間，除增強制品的力學(xué)性能外，α—官能團硅烷偶聯(lián)劑還能使制品的電學(xué)性能和防潮性能得以改善，其處理的氫氧化鋁改性產(chǎn)品適合在電線(xiàn)電纜行業(yè)應用。
　　
　?。?）高級脂肪酸及其鹽
　　
　　高級脂肪酸及其鹽是最早使用的礦物表面改性劑，常用的主要有硬脂酸和硬脂酸鹽。在高級脂肪酸及其鹽的分子結構中，一端為長(cháng)鏈烷基，另一端為可與氫氧化鋁表面官能團發(fā)生化學(xué)反應的羧基及其金屬鹽。用高級脂肪酸及其鹽處理超細氫氧化鋁粉體類(lèi)似偶聯(lián)劑的作用，可改善氫氧化鋁粉體和聚合物分子的親和性，改善制品的力學(xué)性能和加工性能。
　　
　?。?）不飽和有機酸
　　
　　不飽和有機酸分子中帶有一個(gè)或多個(gè)不飽和雙鍵及一個(gè)或多個(gè)羥基。不飽和有機酸改性劑的碳原子數一般在10以下。常見(jiàn)的不飽和有機酸是：丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸等。一般地說(shuō)，酸性越強越容易形成離子鍵，故多選用丙烯酸和甲基丙烯酸。各種有機酸可以單獨使用，也可以混合使用，處理含堿金屬離子的礦物氫氧化鋁粉體，效果較好。
　　
　?。?）有機硅
　　
　　高分子有機硅又稱(chēng)硅油，是以硅氧鍵鏈（Si-O-Si）為骨架，硅原子上接有機集團的一類(lèi)聚合物。常用的有含氫聚甲基硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷等。
　　
　　2、氫氧化鋁表面改性效果評價(jià)
　　
　?。?）吸油率測試
　　
　　吸油率主要是測定一定量的氫氧化鋁粉料剛剛達至飽和浸潤時(shí)所需要的蓖麻油量，用它來(lái)表征一定量的氫氧化鋁剛達到飽和浸潤所需的樹(shù)脂量。經(jīng)過(guò)表面改性的氫氧化鋁粉體，吸油率會(huì )出現一定程度的變化。如用硅烷偶聯(lián)劑改性后的超細氫氧化鋁粉體，吸油率會(huì )下降10%左右。
　　
　　檢測方法如下：將超細氫氧化鋁粉體稱(chēng)取干燥試樣約10g，置于燒杯內，用滴定管滴加蓖麻油，用玻璃棒輕輕調和，使蓖麻油與試樣浸潤均勻制團狀。計算出每100g氫氧化鋁所吸附的蓖麻油量，即為超細氫氧化鋁粉體的吸油率。
　　
　?。?）活化指數
　　
　　活化指數是通過(guò)測定改性后漂浮在水面上方的氫氧化鋁量占氫氧化鋁總量的百分數來(lái)評價(jià)表面改性效果的指標。由于超細氫氧化鋁粉體表面改性劑種類(lèi)不同、處理方式不同，使改性后的粉體有些浮于水面，有些則會(huì )下沉。
　　
　　如硬脂酸鈉、鈦酸酯濕法改性，疏水性硅烷干法改性后的超細氫氧化鋁粉體，可以采用活化指數來(lái)評價(jià)改性效果；但是親水性硅烷干法改性，硅烷濕法改性后的超細氫氧化鋁粉體，會(huì )在水中下沉，采用活化指數無(wú)法評價(jià)改性效果，準確的評價(jià)方式還是紅外光譜測試。
　　
　?。?）SEM測試
　　
　　改性前后超細氫氧化鋁粉體的形貌檢測所采用電子顯微鏡設備進(jìn)行掃描，通過(guò)電鏡可以發(fā)現改性后的粉體在基體內分散情況好于未改性產(chǎn)品。
　　
　　未改性處理氫氧化鋁在PVC基體中有團聚現象，分散不均勻，粒子和PVC基體樹(shù)脂間的相界面明顯，粒子表面不能被基體樹(shù)脂很好地浸潤，說(shuō)明斷裂在超細氫氧化鋁與PVC的分界面上，呈現脆性斷裂。而改性氫氧化鋁在PVC基體中分散較均勻，雖然顆粒仍然有團聚現象，但是已有很大的改觀(guān)，顆粒以小團聚的形式分散于復合材料中。
　　
　?。?）FTIR測試
　　
　　通過(guò)傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜測定，可分析氫氧化鋁粉體表面的基團變化情況。
　　
　?。?）測定制品性能
　　
　　將改性后與未改性的氫氧化鋁粉體所制制品進(jìn)行指標檢測，如氧指數、拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率等，通過(guò)對比，可發(fā)現改性后，制品的阻燃性能、力學(xué)性能均有所改善。
　　
　　資料來(lái)源：《劉騫,馬曉寧.超細氫氧化鋁粉體的改性研究》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！