Алюминий гидроксиді (ATH), эпоксидті шайырда, резеңкеде, композиттік материалдарда және электронды тығыздағыш материалдарда ең көп қолданылатын галогенсіз жалынға қарсы толтырғыш ретінде, жалынға төзімділік, түтінді басу, толтыру, оқшаулау және бақыланатын құны сияқты көптеген артықшылықтарға ие. Бұл жаһандық жоғары сапалы материал жүйесінде таптырмас функционалдық құрамдас бөлігі болып табылады. Дегенмен, практикалық қолдануда модификацияланбаған алюминий гидроксиді органикалық полимерлі матрицалармен нашар үйлесімділікке ие, әлсіз аралық байланыс, жоғары толтыру есебінен оңай агломерация және жүйенің механикалық қасиеттері айтарлықтай төмендеді, олар ұзақ уақыт бойы өнімнің тұрақтылығын және халықаралық нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін шектейді.
Беттік өңдеу жоғарыда көрсетілген ауырсыну нүктелерін шешудің негізгі технологиялық жолы болып табылады, сонымен қатар эпоксидті шайыр сияқты полимер жүйелерінде алюминий гидроксидінің дисперстілігін, сулануын, үйлесімділігін, механикалық беріктігін, ыстыққа төзімділігін және ұзақ мерзімді сенімділігін жақсартудың ең тиімді құралы болып табылады.
Модификацияланбаған алюминий гидроксидінің беті күшті полярлық пен жоғары беттік энергетикалық сипаттамаларын көрсететін гидроксил топтарына (- OH) бай. Оның эпоксидті шайырлар мен эластомерлер сияқты төмен полярлы органикалық матрицалары бар табиғи интерфейс кедергілері бар, олар негізінен келесідей көрінеді:
1. Интерфейстің нашар үйлесімділігі, толтырғыштардың оңай агломерациялануы және біркелкі дисперсияның қиындығы;
2. Шайыр толтырғыштың бетін толық ылғалдай алмайды, интерфейстік бос орындар мен ақауларды қалыптастырады;
3. Сыртқы күш әсерінен материалдың сынуына және сынғыштыққа әкелетін интерфейстің ажырауы жиі кездеседі;
4. Жоғары толтыру жүйесінің тұтқырлығы күрт артады, ал өңдеудің ағындылығы айтарлықтай нашарлайды;
5. Созылу күші, иілу күші және соққы беріктігі синхронды түрде төмендейді, бұл жоғары деңгейлі қолданбалардың талаптарына жауап бере алмайды.
Бұл мәселелер тікелей өнімдердің UL, IEC, RoHS және т.
Алюминий гидроксидінің бетін өңдеудің мәні бейорганикалық бөлшектердің бетінде молекулалық деңгейдегі органикалық жабын қабатын құру арқылы үш негізгі функцияға қол жеткізетін интерфейстік инженерия болып табылады:
1. Беттік энергияны азайту, бөлшектер арасындағы өздігінен агрегацияны азайту және дисперсияның біркелкілігін жақсарту;
2. Полярлықты сәйкестендіру толтырғыштың гидрофильділігін олеофильділікке өзгертеді, оны органикалық матрицамен жоғары үйлесімді етеді;
3. Стрессті тасымалдау және механикалық беріктікті арттыру үшін толтырғыштар мен шайырлар арасындағы химиялық байланыстарды құрайтын интерфейсті көпірлеу.
Қарапайым сөзбен айтқанда, бетті өңдеу алюминий гидроксидін «қарапайым толтырудан» «тиімді синергияға» және «бұзушы өнімділіктен» «жақсартылған өнімділікке» айналдырады.
Қазіргі уақытта жоғары деңгейліалюминий гидроксидідүние жүзіндегі өнімдер әдетте арнайы немесе күрделі бетті өңдеу агенттерін пайдаланады. Әртүрлі жүйелер үйлесімділікті жақсартуда, механикалық жақсартуда және өңдеу ағынында айтарлықтай айырмашылықтарды көрсетеді. Төменде саладағы ең жетілген және тұрақты техникалық маршруттар берілген.
Силанды біріктіру агенті алюминий гидроксиді мен эпоксидті шайыр арасындағы үйлесімділікті жақсарту үшін ең тиімді және кеңінен қолданылатын өңдеу әдісі болып табылады, әсіресе электронды тығыздау, құйма материалдар және мыс қапталған ламинаттар сияқты жоғары деңгейлі өрістерге қолайлы.
Қимыл механизмі:
-Силан молекуласының бір ұшы АТГ бетіндегі гидроксил тобымен тұрақты коваленттік байланыс түзеді;
-Екінші жағында эпоксидті шайырдың қатаю реакциясына тікелей қатыса алатын эпоксидті, амино және винил топтары сияқты функционалды топтар бар;
- Интерфейстегі күшті «молекулярлық көпір» қалыптастырыңыз, бұл фазааралық адгезияны айтарлықтай арттырады.
Жақсарту әсері:
-Үйлесімділік пен дисперстілікті 50%-дан астам жақсарту;
-Созылу және иілу беріктігін 20% -40% арттыру;
-Крекингсіз немесе сынғыш сынусыз соққы беріктігінің айтарлықтай жақсаруы;
- Жоғары толтыру кезінде тұтқырлық төмен және ағындылық тұрақты болады.
Титан мен алюминий эфирін өңдеу агенттері жоғары қосу мөлшерін, төмен тұтқырлықты және күшті ылғалдануды қажет ететін композиттік материалдар жүйелеріне жарамды және бет аралық майлауды және өңдеудің ағындылығын айтарлықтай жақсарта алады.
Қимыл механизмі:
-Бір молекулалы қабат жабын бөлшектер аралық үйкелісті азайтады;
-Үйлесімділікті арттыру үшін ұзын тізбекті құрылым шайыр матрицасымен тоғысады;
- Қатты интерфейсті құрмау, қаттылық пен өңдеуге қабілеттілікті теңестіру.
Жақсарту әсері:
-Жүйенің тұтқырлығы айтарлықтай төмендеді, бұл жоғары толтыру деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік берді;
-Біркелкі шашыраңқы, біріктірілмей немесе бөлінбей;
- Материалдың беті тегіс, ал сыртқы түрі мен өңделуі айтарлықтай оңтайландырылған.
Гипертармақталған полимерлі композиттік өңдеу жоғары жалынға төзімділікті, жоғары CTI, жоғары оқшаулау және жоғары сенімділікті қажет ететін әлемдегі ең жақсы материалдар үшін жаңа негізгі технология болды.
Қимыл механизмі:
-Көп тармақты құрылым кеңістіктік кедергіні қамтамасыз етеді, бөлшектердің агрегациясын толығымен болдырмайды;
-Жоғары функционалдық топ тығыздығы, берік және тұрақты интерфейс байланысы;
-Төмен ылғалды сіңіру және төмен диэлектрик, жоғары сапалы электронды құрылғыларға жарамды.
Жақсарту әсері:
-Интерфейс ұзақ мерзімді ылғалды және ыстық ортада істен шықпайды;
-Оқшаулаудың өнімділігі мен кернеуге төзімділігінің айтарлықтай жақсаруы;
-Механикалық қасиеттер мен жалынға төзімділік арасындағы оңтайлы тепе-теңдікке қол жеткізу.
Беттік өңдеу жай ғана «араласу және араластыру» емес, тек процесс жағдайын дәл бақылау модификация әсерін барынша арттыруға мүмкіндік береді.
1. Қосылған өңдеу агентінің мөлшерін дәл бақылау
Өңдеу агенті жеткіліксіз → толық емес жабын;
Шамадан тыс тазарту агенті → беткі қабаттағы бос қабаттың пайда болуы, қатаю күші мен ыстыққа төзімділігін төмендетеді.
Оңтайлы қосу мөлшері: алюминий гидроксиді массасының 0,5% -2,0%.
2. Іске қосу температурасы және уақыты
Физикалық адсорбциядан гөрі химиялық байланыстардың толық түзілуін қамтамасыз ету үшін әртүрлі тазарту агенттері әртүрлі белсендіру температураларына сәйкес келеді.
-Силанды біріктіру агенті: 100 ℃ -150 ℃, 60-120 минут;
-Титанат/Алюминат: 80 ℃ -120 ℃, 30-60 минут.
3. Жоғары біркелкі дисперсия
Әрбір алюминий гидроксиді бөлшектерінің біркелкі қапталуын қамтамасыз ету және жергілікті агломерацияны болдырмау үшін жоғары жылдамдықты араластыру, құрғақ жабын және динамикалық ұнтақтау процестерін қабылдау.
4. Төмен ылғалдылықты бақылау
Эпоксидті шайырдың қатаюы, көбіктенуі және оқшаулауының нашарлауы сияқты мәселелерді болдырмас үшін, халықаралық электрондық стандарт стандарттарына сәйкес өңдеуден кейін ылғалдылықты қатаң бақылаңыз.
Кәсіби бетті өңдеуден кейін,алюминий гидроксидіэпоксидті шайырды қосу арқылы өнімділікті жан-жақты жақсартуға қол жеткізе алады:
1. Үйлесімділіктің айтарлықтай жақсаруы: қабаттасу, шөгу, агломерация жоқ, жоғары толтыру бәрібір біркелкі тұрақтылықты сақтайды;
2. Механикалық қасиеттердің айтарлықтай жоғарылауы: созылу беріктігін, иілу беріктігін және соққыға төзімділігін жан-жақты жақсарту, оның жарылуға бейімділігін азайту;
3. Интерфейсті берік байланыстыру: ылғалды жылуды қартаюдан және термиялық соққыдан кейін жоғары өнімділікті сақтау;
4. Жақсырақ өңдеу өтімділігі: төмен тұтқырлық, автоматтандырылған тығыздау, құю және қалыптау процестеріне жарамды;
5. Оқшаулау және сенімділікті жақсарту: интерфейстің бос жерлері азаяды, кернеуге төзімділік, CTI мәні және ұзақ мерзімді тұрақтылық халықаралық жоғары деңгейлі талаптарға сәйкес келеді;
6. Жалынға төзімділіктің жоғары тиімділігі: Біркелкі дисперсия ATH-ны синхронды термиялық ыдырауға ұшыратады, нәтижесінде отқа төзімді және түтінді басу әсерлері тұрақты болады.
Алюминий гидроксидінің бетін өңдеу толтырғыштардың үйлесімділігін, бетаралық байланыс беріктігін, жүйенің механикалық қасиеттерін, өңдеудің ағындылығын және ұзақ мерзімді сенімділігін арттырудың негізгі технологиясы болып табылады. Силан, титанат және гипертармақталған полимерлер сияқты ғылыми модификациялар арқылы бейорганикалық толтырғыштар мен органикалық матрицалар арасындағы интерфейс кедергісін түбегейлі шешуге болады, бұл жоғары толтырғыш, жоғары өнімді, галогенсіз және экологиялық таза эпоксидті шайыр жүйелерін шындыққа айналдырады.
Бүгінгі бәсекеге қабілетті жоғары сапалы әлемдік материалдар нарығында тұрақты, тиімді және стандартталған бетті өңдеу технологиялары бар алюминий гидроксиді өнімдері формуланы жаңартудың кілті ғана емес, сонымен қатар кәсіпорындардың халықаралық нарықтарды ашу, сапа жетістіктеріне қол жеткізу және ұзақ мерзімді бәсекеге қабілеттілікті орнату үшін маңызды қолдау болып табылады.
