पॉलिमर मिश्रित सामग्री के क्षेत्र में, का अनुप्रयोगएल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड (एटीएच)एक कुशल हलोजन मुक्त ज्वाला मंदक भराव के रूप में महत्वपूर्ण है। हालाँकि, एटीएच और रेजिन मैट्रिक्स के बीच खराब अनुकूलता और एकत्रीकरण की प्रवृत्ति ने लंबे समय तक उनके पूर्ण प्रदर्शन को बाधित किया है। पारंपरिक शुष्क मिश्रण से अक्सर असमान फैलाव होता है और तनाव कमजोर बिंदुओं का निर्माण होता है। गीली पीसने की तकनीक की शुरूआत इस समस्या का वैज्ञानिक और कुशल समाधान प्रदान करती है।
गीली पीसना कण आकार को कम करने की एक सरल प्रक्रिया नहीं है, बल्कि एक सहयोगी इंजीनियरिंग है जो एक तरल माध्यम में कण शोधन, सतह संशोधन और इंटरफ़ेस सक्रियण को एक साथ प्राप्त करती है।
गीली पीसने से तरल चरण के वातावरण में जहां पीसने वाले सहायक उपकरण (जैसे फैलाने वाले) मौजूद होते हैं, वहां पीसने वाले मोतियों (जैसे जिरकोनिया) के माध्यम से घोल में उच्च आवृत्ति प्रभाव, कतरनी और घर्षण बल लागू होते हैं। यह बल प्रभावी ढंग से ATH के कठोर समुच्चय को डीपोलीमराइज़ कर सकता है और मूल क्रिस्टल कणों को तोड़ने का कारण बन सकता है।
कण आकार में कमी: D50 कण आकार को सब माइक्रोन या यहां तक कि नैनोमीटर स्तर तक स्थिर और नियंत्रित करें। क्लासिक डे गेनेस घुसपैठ सिद्धांत के अनुसार, छोटे कण आकार केशिका दबाव को कम करते हैं (Δ P ∝ γ/r, जहां γ सतह तनाव है और r छिद्र त्रिज्या है) राल पिघल से भरे कणों की सतह पर सूक्ष्म छिद्रों और दोषों को दूर करने के लिए आवश्यक है, जिससे सूक्ष्म घुसपैठ को बढ़ावा मिलता है।
गीली पीसने का तरल-चरण वातावरण "ऑनलाइन" सतह संशोधन के लिए एक आदर्श प्रतिक्रिया स्थल प्रदान करता है। पीसने की प्रक्रिया के दौरान या उसके बाद, सतह संशोधक (जैसे सिलेन कपलिंग एजेंट, टाइटेनेट कपलिंग एजेंट, फैटी एसिड इत्यादि) को एक साथ जोड़ा जा सकता है।
·सीटू ग्राफ्टिंग प्रतिक्रिया में: सिलेन कपलिंग एजेंटों (जैसे केएच-550, केएच-560) को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, उनके एल्कोक्सी समूहों को पानी के उत्प्रेरण के तहत सिलेनॉल में हाइड्रोलाइज किया जाता है, और फिर मजबूत सी-ओ-अल सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए एटीएच सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ संघनन प्रतिक्रिया से गुजरना पड़ता है। इसकी कार्बनिक लंबी श्रृंखलाएं (जैसे अमीनो और एपॉक्सी समूह) राल मैट्रिक्स की ओर बढ़ती हैं और राल की इलाज प्रतिक्रिया में भाग ले सकती हैं या भौतिक उलझाव बना सकती हैं।
·इंटरफेशियल ऊर्जा में मौलिक सुधार: संशोधित ATH सतह हाइड्रोफिलिक से ओलेओफिलिक (हाइड्रोफोबिक) में बदल जाती है, और इसकी सतह मुक्त ऊर्जा (γ _ s) राल की सतह मुक्त ऊर्जा (γ _ l) के करीब होती है। यंग के गीलापन समीकरण (γ - sv=γ - sl+γ - lv cos θ) के अनुसार, संपर्क कोण θ में कमी और cos θ में वृद्धि कणों के प्रति राल की गीला करने की क्षमता (फैलने) में मौलिक सुधार का संकेत देती है। इंटरफेशियल तनाव (γ _stl) में महत्वपूर्ण कमी वेटेबिलिटी में सुधार के लिए प्रत्यक्ष थर्मोडायनामिक ड्राइविंग बल है।
गीले पीसने वाले घोल में फैलाने वाले पदार्थ (जैसे पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स और पॉलिमर सर्फेक्टेंट) लंबे समय तक फैलाव स्थिरता बनाए रखते हैंएथलीटइलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण और स्थैतिक बाधा के दोहरे तंत्र के माध्यम से तरल चरण में कण। यह स्थिर अवस्था बाद में रेजिन के साथ मिश्रण में पूर्व फैलाव की नींव रखती है।
·इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थिरता (डीएलवीओ सिद्धांत): आयनिक फैलाव कणों की सतह पर सोख लेते हैं, जिससे एक दोहरी परत बनती है। जब कण पास आते हैं, तो वे इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण के कारण बिखर जाते हैं।
·स्थैतिक बाधा की स्थिरता: पॉलिमर फैलाने वालों की लंबी श्रृंखला कणों की सतह पर एक सोखना परत बनाती है। जब कण पास आते हैं, तो ओवरलैपिंग सोखना परतें पॉलिमर श्रृंखलाओं की गठनात्मक एन्ट्रॉपी में कमी और आसमाटिक दबाव में वृद्धि का कारण बनती हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक मजबूत प्रतिकारक बल उत्पन्न होता है।
इस पूर्व-छितरी हुई स्थिर संरचना को एटीएच घोल और राल के मिश्रण, सुखाने या इलाज की प्रक्रिया के दौरान अधिकतम रूप से बनाए रखा जा सकता है, जिससे राल मैट्रिक्स में "सही स्थानांतरण" प्राप्त होता है।
गीली पीसने की तकनीक के माध्यम से संसाधित एटीएच मैक्रो से माइक्रो तक और राल में भौतिकी से रसायन विज्ञान तक गहरा एकीकरण प्राप्त करता है, जो अंततः मिश्रित सामग्री गुणों के व्यापक सुधार में परिलक्षित होता है:
उत्कृष्ट फैलाव एकरूपता: स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) के तहत, एटीएच कणों को नैनोमीटर/सबमाइक्रोन पैमाने पर राल निरंतर चरण में समान रूप से वितरित देखा जा सकता है, बिना किसी दृश्य समुच्चय के।
·मजबूत इंटरफ़ेस बॉन्डिंग: संशोधित इंटरफ़ेस एक प्रभावी "लचीली परत" या रासायनिक बंधन बनाता है, जिससे तनाव को प्रभावी ढंग से प्रसारित किया जा सकता है और सामग्री की यांत्रिक शक्ति (तन्यता, प्रभाव शक्ति) और स्थायित्व में काफी सुधार होता है।
स्थिर ज्वाला मंदक दक्षता और भौतिक गुण: समान फैलाव आग में ज्वाला मंदक घटकों के सहक्रियात्मक, कुशल और स्थिर अवरोध प्रभाव को सुनिश्चित करता है, जबकि भराव ढेर के कारण होने वाले स्थानीय प्रदर्शन में गिरावट से बचाता है।
·बेहतर प्रसंस्करण रियोलॉजी: अच्छा कण गीलापन, कम एकत्रीकरण, मिश्रित सामग्री के पिघलने की चिपचिपाहट को काफी कम कर सकता है, भरने की मात्रा और प्रसंस्करण प्रवाह क्षमता को बढ़ा सकता है।
गीली पीसने की तकनीक व्यवस्थित रूप से घुसपैठ और फैलाव की समस्या पर काबू पाती हैएल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइडभौतिक क्रशिंग, रासायनिक संशोधन और फैलाव स्थिरीकरण के ट्रिपल सहक्रियात्मक प्रभाव के माध्यम से राल मैट्रिक्स में। यह थर्मोडायनामिक रूप से इंटरफेशियल ऊर्जा को कम करता है और गतिज रूप से एक बिखरी हुई ड्राइविंग बल और स्थिरता तंत्र प्रदान करता है, जिससे नैनोस्केल पर फिलर और मैट्रिक्स के बीच एक अंतरंग संबंध प्राप्त होता है। यह न केवल एक तकनीकी नवाचार है, बल्कि कोलाइड और इंटरफ़ेस विज्ञान सिद्धांत का गहन अनुप्रयोग भी है, जो उच्च प्रदर्शन, उच्च भरने और कार्यात्मक बहुलक मिश्रित सामग्री की अगली पीढ़ी के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीकी मार्ग प्रदान करता है।
