அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு(ATH, Al(OH)₃), உலகில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த ஆலசன் இல்லாத கனிமச் சுடர் ரிடார்டன்ட், சுடர் தடுப்பு, புகையை அடக்குதல், நிரப்புதல், நச்சுத்தன்மையற்றது மற்றும் குறைந்த செலவு ஆகிய ஐந்து முக்கிய நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. எபோக்சி பிசின், செறிவூட்டப்படாத பிசின், பிவிசி எலாஸ்டோமர், ஈவிஏ கேபிள் மெட்டீரியல், ரப்பர் கலவை மெட்டீரியல், எலக்ட்ரானிக் சீல் மெட்டீரியல் மற்றும் கட்டிட அலங்காரப் பொருள் போன்ற துறைகளில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பெருகிய முறையில் கடுமையான உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகள் மற்றும் ஆலசன் இல்லாத ஃபிளேம் ரிடார்டன்ட்டின் முக்கிய போக்கு ஆகியவற்றின் பின்னணியில், அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு அதன் நிலையற்ற, அரிக்கும் மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற வாயு பண்புகள் காரணமாக உயர்நிலை பொருள் சுடர் தடுப்பு அமைப்புகளுக்கு விருப்பமான தீர்வாக மாறியுள்ளது.
அலுமினிய ஹைட்ராக்சைட்டின் மிக முக்கிய மற்றும் அடிப்படை சுடர் தடுப்பு விளைவு வெப்ப சிதைவின் எண்டோடெர்மிக் விளைவு ஆகும்.
நிரப்பப்பட்ட பாலிமர் பொருள் 200°C - 320°C வரம்பில் சூடுபடுத்தப்படும்போது, அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு முழுமையான நீரிழப்பு எதிர்வினைக்கு உட்படுகிறது, படிக நீரை வெளியிடுகிறது மற்றும் செயல்படுத்தப்பட்ட அலுமினாவாக மாற்றுகிறது. எதிர்வினை சமன்பாடு பின்வருமாறு:
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑
இந்த செயல்முறை இரண்டு முக்கிய சுடர் தடுப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது:
1. வலுவான வெப்ப உறிஞ்சுதல் திறன்: ஒவ்வொரு கிராம் அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு சிதைவும் 1050-1200 J வெப்பத்தை உறிஞ்சும், இது பொருளின் மேற்பரப்பு மற்றும் உட்புறத்தில் உள்ள எரிப்பு வெப்பத்தை விரைவாக உறிஞ்சி, அடி மூலக்கூறு வெப்பநிலை வெப்ப சிதைவின் முக்கிய வெப்பநிலையை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும், இதனால் எரிப்பு நிறுத்தப்படும் அல்லது தாமதமாகிறது.
2. துல்லியமான வெப்பநிலை வரம்பு: சிதைவு வெப்பநிலையானது, பெரும்பாலான தெர்மோபிளாஸ்டிக் பொருட்கள் மற்றும் தெர்மோசெட்டிங் ரெசின்களின் வெப்பச் சிதைவு வெப்பநிலையுடன் மிகவும் பொருந்துகிறது, மேலும் பொருள் ஆபத்தான வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் நுழையும் போது, ஆரம்ப பாதுகாப்பை அடைவதன் மூலம், சுடர் தடுப்பு பொறிமுறையை உடனடியாக செயல்படுத்த முடியும்.
எளிமையான புரிதல்: அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு என்பது பொருளின் உள்ளே ஒரு "குளிரூட்டும் அமைப்பு" போன்றது, பற்றவைக்கும் தருணத்தில் அதிக அளவு வெப்பத்தை உறிஞ்சி, எரிப்பு வெப்பநிலையை பராமரிக்க இயலாது மற்றும் வேரில் இருந்து எரிப்பு தொடர்வதை அடக்குகிறது.
நீரிழப்பு மற்றும் சிதைவு செயல்பாட்டின் போது,அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடுஅதிக அளவு உயர் வெப்பநிலை நீர் நீராவியை வெளியிடுகிறது, இது அதன் இரண்டாவது முக்கிய சுடர் தடுப்பு செயல்பாடு ஆகும்.
நீராவி பொருளின் மேற்பரப்பில் அதிக அடர்த்தி கொண்ட வாயுத் தடையை உருவாக்குகிறது, இது மூன்று சுடர் தடுப்பு விளைவை அடைகிறது:
1. எரியக்கூடிய வாயுக்களை நீர்த்துப்போகச் செய்தல்: எரியக்கூடிய வாயுக்களான கார்பன் மோனாக்சைடு, அல்கேன்கள் மற்றும் பொருட்களின் வெப்பச் சிதைவின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆல்க்கீன்கள் நீராவியால் பெரிதும் நீர்த்தப்பட்டு, அவற்றின் செறிவை எரிப்பு வரம்புக்குக் கீழே குறைக்கிறது.
2. ஆக்ஸிஜனை தனிமைப்படுத்துதல்: நீராவி எரிப்பு இடைமுக இடத்தை ஆக்கிரமித்து, வெளிப்புற ஆக்ஸிஜனின் பரவலைக் குறைத்து, பலவீனமான ஆக்ஸிஜனேற்ற சூழலை உருவாக்குகிறது.
3. வாயு கட்ட வெப்பநிலையைக் குறைத்தல்: நீராவி வாயுவாக்கம் வெப்பத்தை மேலும் உறிஞ்சி, சுடர் வெப்பநிலையைக் குறைக்கிறது, மேலும் அடி மூலக்கூறில் சுடரின் நீடித்த வெப்பக் கதிர்வீச்சை பலவீனப்படுத்துகிறது.
ஹலோஜனேற்றப்பட்ட சுடர் தடுப்புகளைப் போலன்றி, அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு மூலம் வெளியிடப்படும் நீராவி நச்சுத்தன்மையற்றது, அரிப்பை ஏற்படுத்தாதது மற்றும் புற்றுநோயை உண்டாக்காதது, இது EU REACH, RoHS மற்றும் US UL போன்ற உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் தரங்களுடன் முழுமையாக இணங்குகிறது.
அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு நீரிழப்புக்குப் பிறகு, வெள்ளை, அடர்த்தியான, அதிக உருகுநிலை மற்றும் எரிய முடியாத செயல்படுத்தப்பட்ட அலுமினா (Al₂O₃) ஆகியவற்றின் ஒரு அடுக்கு பொருளின் மேற்பரப்பில் உருவாகும்.
அலுமினியம் ஆக்சைடு 2050 ℃ வரை உருகும் புள்ளியைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் வலுவான வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் கட்டமைப்பு வலிமையைக் கொண்டுள்ளது, இது மூன்று உடல் தடையாக செயல்படுகிறது:
1. வெப்பப் பரிமாற்றத்தை தனிமைப்படுத்தவும்: வெளிப்புற தீப்பிழம்புகளை வெப்பத்தை உள் மூலக்கூறுக்கு அனுப்புவதைத் தடுக்கவும், மேலும் பொருளின் வெப்பச் சிதைவைத் தடுக்கவும்.
2. நீர்த்துளி சொட்டுவதைத் தடுக்கவும்: இரண்டாம் நிலை எரிப்பு அல்லது நீர்த்துளி சொட்டுவதால் ஏற்படும் தீ பரவலைத் தடுக்க பாலிமர் உருகலை சரிசெய்யவும்.
3. எரியக்கூடிய வாயுக்களில் பூட்டு: உள் எரியக்கூடிய வாயுக்கள் வெளியேறுவதை அடக்கவும் மற்றும் எரியும் பொருட்களின் விநியோகத்தை துண்டிக்கவும்.
அலுமினா ஷெல்லின் இந்த அடுக்கு எரியாது, புகைக்காது அல்லது உடைக்காது, மேலும் அலுமினிய ஹைட்ராக்சைட்டின் நீண்ட கால சுடர் தடுப்புத்தன்மையை அடைவதற்கான முக்கியமான உடல் அடிப்படையாகும்.
உண்மையான தீ விபத்துகளில், அடர்ந்த புகை மற்றும் நச்சு வாயுக்கள் தீங்கு விளைவிக்கும் முதன்மை காரணிகளாகும். மற்ற ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்களுடன் ஒப்பிடும்போது அலுமினிய ஹைட்ராக்சைட்டின் முக்கிய நன்மை ஒத்திசைவான சுடர் தடுப்பு மற்றும் வலுவான புகை அடக்கம் ஆகும்.
அதன் புகையை அடக்கும் பொறிமுறையானது மூன்று அம்சங்களில் பிரதிபலிக்கிறது:
1. குறைந்த வெப்பநிலையில் புகை மற்றும் தூசி உற்பத்தியை அடக்குதல்: வெப்பத்தை உறிஞ்சி முன்கூட்டியே குளிர்வித்தல், கறுப்பு புகை, தார் மற்றும் நச்சுத் துகள்கள் ஆகியவற்றைக் குறைக்கும்.
2. அலுமினா அடுக்கு மூலம் புகை துகள்கள் உடல் உறிஞ்சுதல்: நுண்துளை மேற்பரப்பு அமைப்பு புகை துகள்கள் கைப்பற்ற மற்றும் புகை செறிவு குறைக்க முடியும்.
3. இரண்டாம் நிலை மாசுபாடு இல்லை: ஹைட்ரஜன் ஹைலைடுகள் மற்றும் டையாக்ஸின்கள் போன்ற அதிக நச்சுப் புகையை உருவாக்காது, மேலும் கட்டுமானம், போக்குவரத்து, உட்புறப் பொருட்கள் மற்றும் ரயில் போக்குவரத்து போன்ற துறைகளில் கடுமையான புகை அடர்த்தி தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.
எபோக்சி பிசின், SMC/BMC கலப்பு பொருட்கள், கம்பிகள் மற்றும் கேபிள்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில், அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடை சேர்ப்பதன் மூலம் பொருளின் புகை அடர்த்தியை (DS) 60%க்கும் அதிகமாக குறைக்கலாம், இது தீ பாதுகாப்பை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது.
அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடுதனியாக செயல்படாது மற்றும் உயர் நிரப்பு அமைப்புகளில் பிசின் மேட்ரிக்ஸுடன் ஒருங்கிணைந்த கார்பனைசேஷன் விளைவை உருவாக்க முடியும்
1. அலுமினா அடுக்கு அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் ஒரு நிலையான கார்பன் அடுக்கின் விரைவான உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கிறது;
2. வெப்ப உறிஞ்சுதல் மற்றும் நீரிழப்பு கார்பன் அடுக்கின் அடர்த்தியை துரிதப்படுத்துகிறது, அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறனை அதிகரிக்கிறது;
3. எரியும் நேரத்தைக் குறைத்து, பொருளைத் தானாக அணைத்து, சுடரை விட்டு எரிவதை உடனடியாக நிறுத்தவும்.
இந்த சினெர்ஜிஸ்டிக் விளைவு, அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு, அதிக நிரப்பப்பட்ட எபோக்சி ரெசின்கள், நிறைவுறா பாலியஸ்டர்கள் மற்றும் எலாஸ்டோமர்களில் உள்ள சாதாரண கனிம நிரப்பிகளை விட மிக அதிகமான சுடர் தடுப்பு செயல்திறனை வெளிப்படுத்த உதவுகிறது.
மேற்கூறிய விளைவுகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு ஒரு பொறிமுறையின் மூலம் சுடரைத் தடுக்காது, மாறாக நான்கு செயல்பாடுகளின் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்வதன் மூலம்: வெப்ப உறிஞ்சுதல் மற்றும் குளிரூட்டல், வாயு-கட்ட நீர்த்தல், திட-கட்ட தனிமைப்படுத்தல், புகை அடக்குதல் மற்றும் திடமான கார்பன் நிர்ணயம், முழுமையான முப்பரிமாண நெட்வொர்க்கை உருவாக்குகிறது:
1. வெப்ப உறிஞ்சுதல்: பொருட்களின் தொடர்ச்சியான பைரோலிசிஸைத் தடுக்க கட்டாய குளிரூட்டல்;
2. நீர் வெளியீடு: ஆக்ஸிஜன் மற்றும் எரியக்கூடிய வாயுக்களை நீர்த்துப்போகச் செய்தல்;
3. ஷெல் உருவாக்கம்: ஒரு அலுமினா காப்பு அடுக்கு உருவாக்கும்;
4. புகையை அடக்குதல்: நச்சுப் புகையைக் குறைத்து பாதுகாப்பை அதிகரிக்கும்.
அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு உலகளாவிய ஆலசன் இல்லாத சுடர் தடுப்பு துறையில் முக்கிய பொருளாக மாறுவதற்கான அடிப்படைக் காரணமும் இதுதான்.
