Для получения новых материалов прикладная наука разработала новые технологии. Их понимание лежит на грани классической химии и физики. Частицы микро- и нано-размеров (10 -6 — 10 -9 м) отличаются от привычных веществ высокой поверхностной энергией. Этим объясняются уникальные модифицирующие свойства дисперсных порошков, в том числе — антипиреновые. Новые свойства материалов предполагают принципиально новые способы их получения.
Гель-зольная технология
Для производства дисперсных порошков гидроксида алюминия с размерами частиц измеряемыми микро- и нанометрами используются переходы “золь-гель” как вариант технологии химического осаждения из растворов. Главное преимущество метода — получение высококачественного продукта прогнозируемо воспроизводимого состава.
Процесс состоит из нескольких стадий:
- получение водного раствора соли алюминия;
- специальными добавками поверхностно-активных веществ раствор переводят в золь — коллоидную систему “твердая дисперсная фаза — жидкая дисперсионная среда”;
- различными способами дегидратации (самый простой — сушка) золь переводят в гель;
- дальнейшая сушка гранул геля;
- обработка гранул растворителями или прокаливанием для окончательной очистки продукта от ПАВ и побочных продуктов реакции.
У метода имеется недостаток — пока не установлена математическая зависимость.
КОМПАНИЯ-ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ТКФМ — ПРОМЫШЛЕННЫЙ ГИДРОКСИД АЛЮМИНИЯ
Гидротермальный синтез
Способ новый, находится на стадии лабораторного изучения и экспериментального производства. Для получения нанодисперсных соединений при повышенной температуре и давлении в замкнутой системе требуется специальное довольно сложное оборудование. Этим и объясняется ограниченное использование метода при всех его преимуществах.
Изначально нанопорошки оксидов и гидроксидов алюминия получали сжиганием металлического алюминия в водной среде с выделением водорода и большого количества тепла. Способ простой, но параметры получаемого дисперсного порошка контролировать не удавалось. По этой причине процесс перевели в контролируемую атмосферу автоклава.
Гидротермальный синтез как метод не обозначен жесткими рамками — в течение реакции возможно регулировать температуру, концентрацию, давление, даже растворитель и контролирующую атмосферу. Иногда вместо воды в лабораторных условиях используют органические растворители, а давление в автоклаве контролируют подачей углекислого газа СО2.
К перечисленным изменяемым параметрам возможно добавить дополнительные воздействия на реакционную среду. На стадии лабораторных исследований ведутся работы по реализации новых методов синтеза:
- гидротермально-микроволнового;
- гидротермально-ультразвукового;
- гидротермально-электрохимического;
- гидротермально-механохимического.
Чтобы технологию поставить на поток, необходимо установить точную математическую зависимость между условиями синтеза и параметрами полученного гидроксида алюминия.
Автор публикации
