ในด้านวัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์ การประยุกต์ใช้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH)เนื่องจากสารตัวเติมสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ อย่างไรก็ตาม ความเข้ากันได้ไม่ดีและแนวโน้มที่จะรวมตัวระหว่าง ATH และเมทริกซ์เรซินได้จำกัดประสิทธิภาพการทำงานเต็มที่มานานแล้ว การผสมแบบแห้งแบบดั้งเดิมมักจะนำไปสู่การกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอและการก่อตัวของจุดอ่อนของความเครียด การนำเทคโนโลยีการบดแบบเปียกมาใช้เป็นแนวทางทางวิทยาศาสตร์และมีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหานี้
การเจียรแบบเปียกไม่ใช่กระบวนการง่ายๆ ในการลดขนาดอนุภาค แต่เป็นวิศวกรรมการทำงานร่วมกันที่ทำให้ได้รับการปรับแต่งอนุภาค การปรับเปลี่ยนพื้นผิว และการเปิดใช้งานส่วนต่อประสานพร้อมกันในตัวกลางที่เป็นของเหลว
การเจียรแบบเปียกใช้แรงกระแทก แรงเฉือน และแรงเสียดทานความถี่สูงกับสารละลายผ่านเม็ดบด (เช่น เซอร์โคเนีย) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวซึ่งมีสารช่วยในการบด (เช่น สารช่วยกระจายตัว) อยู่ แรงนี้สามารถสลายการรวมตัวแข็งของ ATH ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้อนุภาคผลึกดั้งเดิมแตกตัว
·การลดขนาดอนุภาค: ปรับความเสถียรและควบคุมขนาดอนุภาค D50 ให้อยู่ในระดับต่ำกว่าไมครอนหรือนาโนเมตร ตามทฤษฎีการแทรกซึมของ de Gennes แบบคลาสสิก ขนาดอนุภาคที่เล็กลงจะลดความดันของเส้นเลือดฝอย (Δ P ∝ γ/r โดยที่ γ คือแรงตึงผิวและ r คือรัศมีของรูพรุน) ที่จำเป็นในการเอาชนะรูพรุนขนาดเล็กและข้อบกพร่องบนพื้นผิวของอนุภาคที่เติมเรซินละลาย จึงส่งเสริมการแทรกซึมระดับไมโคร
สภาพแวดล้อมที่เป็นเฟสของเหลวของการบดแบบเปียกทำให้เกิดปฏิกิริยาในอุดมคติสำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิว "ออนไลน์" ในระหว่างหรือหลังกระบวนการบด คุณสามารถเพิ่มสารปรับสภาพพื้นผิว (เช่น สารเชื่อมต่อไซเลน, สารเชื่อมต่อไททาเนต, กรดไขมัน ฯลฯ) สามารถเพิ่มได้พร้อมกัน
·ปฏิกิริยาการปลูกถ่ายอวัยวะในแหล่งกำเนิด: ยกตัวอย่างสารเชื่อมต่อไซเลน (เช่น KH-550, KH-560) หมู่อัลคอกซีของพวกมันจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นไซลานอลภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของน้ำ จากนั้นทำปฏิกิริยาควบแน่นกับหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิว ATH เพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ Si-O-Al ที่แข็งแกร่ง สายโซ่ยาวอินทรีย์ (เช่น หมู่อะมิโนและอีพอกซี) ขยายไปยังเมทริกซ์เรซิน และสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการบ่มของเรซินหรือก่อให้เกิดการพันกันทางกายภาพ
·การปรับปรุงขั้นพื้นฐานของพลังงานระหว่างพื้นผิว: พื้นผิว ATH ที่ได้รับการปรับเปลี่ยนจะเปลี่ยนจากชอบน้ำไปเป็นชอบน้ำมัน (ไม่ชอบน้ำ) และพลังงานอิสระที่พื้นผิว (γ _ s) จะใกล้เคียงกับพลังงานอิสระที่พื้นผิว (γ _ ลิตร) ของเรซินมากขึ้น ตามสมการการทำให้เปียกของ Young (γ - sv=γ - sl+γ - lv cos θ) มุมสัมผัสที่ลดลง θ และการเพิ่มขึ้นของ cos θ บ่งบอกถึงการปรับปรุงพื้นฐานในความสามารถในการทำให้เปียกของเรซิน (การแพร่กระจาย) ไปยังอนุภาค การลดลงอย่างมีนัยสำคัญของแรงตึงผิว (γ _stl) คือแรงผลักดันทางอุณหพลศาสตร์โดยตรงในการปรับปรุงความสามารถในการเปียก
สารช่วยกระจายตัว (เช่น โพลีอิเล็กโตรไลต์และสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์) ในสารละลายบดแบบเปียกจะรักษาความเสถียรในการกระจายตัวของเอทีเอชอนุภาคในสถานะของเหลวผ่านกลไกคู่ของการขับไล่ไฟฟ้าสถิตและการขัดขวางแบบสเตอริก สถานะเสถียรนี้วางรากฐานสำหรับการกระจายตัวเบื้องต้นในการผสมกับเรซินในภายหลัง
·ความเสถียรทางไฟฟ้าสถิต (ทฤษฎี DLVO): สารช่วยกระจายตัวของไอออนิกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค ก่อตัวเป็นชั้นสองชั้น เมื่ออนุภาคเข้าใกล้ พวกมันจะกระจายตัวเนื่องจากการผลักกันของไฟฟ้าสถิต
·ความเสถียรของสิ่งกีดขวางแบบสเตอริก: สายโซ่ยาวของสารช่วยกระจายตัวโพลีเมอร์สร้างชั้นการดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค เมื่ออนุภาคเข้าใกล้ ชั้นดูดซับที่ทับซ้อนกันจะทำให้เอนโทรปีเชิงโครงสร้างของสายโซ่โพลีเมอร์ลดลง และเพิ่มแรงดันออสโมติก ส่งผลให้เกิดแรงผลักที่รุนแรง
โครงสร้างที่มีความเสถียรก่อนการกระจายตัวนี้สามารถคงไว้ได้สูงสุดในระหว่างกระบวนการผสม การอบแห้ง หรือการบ่มของสารละลายและเรซิน ATH เพื่อให้ได้ "การถ่ายโอนที่สมบูรณ์แบบ" ลงในเมทริกซ์เรซิน
เอทีเอช ที่ประมวลผลผ่านเทคโนโลยีการเจียรแบบเปียกทำให้เกิดการบูรณาการเชิงลึกตั้งแต่ระดับมหภาคไปจนถึงระดับไมโคร และจากฟิสิกส์ไปจนถึงเคมีในเรซิน ซึ่งท้ายที่สุดได้สะท้อนให้เห็นในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุคอมโพสิตอย่างครอบคลุม:
·ความสม่ำเสมอในการกระจายที่ดีเยี่ยม: ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) อนุภาค ATH สามารถสังเกตการกระจายอย่างสม่ำเสมอในเฟสต่อเนื่องของเรซินที่ระดับนาโนเมตร/ซับไมครอน โดยไม่มีมวลรวมที่มองเห็นได้
·การยึดเกาะส่วนต่อประสานที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น: ส่วนต่อประสานที่ได้รับการปรับปรุงจะสร้าง "ชั้นที่ยืดหยุ่น" หรือพันธะเคมีที่มีประสิทธิภาพ ช่วยให้สามารถส่งผ่านความเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกล (แรงดึง แรงกระแทก) และความทนทานของวัสดุได้อย่างมาก
·ประสิทธิภาพและคุณสมบัติทางกายภาพของสารหน่วงไฟที่เสถียร: การกระจายตัวสม่ำเสมอทำให้มั่นใจได้ถึงผลกระทบจากสิ่งกีดขวางที่เสริมฤทธิ์กัน มีประสิทธิภาพ และเสถียรของส่วนประกอบสารหน่วงไฟในกองไฟ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงการเสื่อมประสิทธิภาพเฉพาะจุดที่เกิดจากการรวมตัวของฟิลเลอร์
· ปรับปรุงรีโอโลยีในการประมวลผล: การทำให้อนุภาคเปียกได้ดี การจับตัวเป็นก้อนน้อยลง สามารถลดความหนืดของการหลอมของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมาก เพิ่มปริมาณการบรรจุ และความสามารถในการไหลในการประมวลผล
เทคโนโลยีการเจียรแบบเปียกช่วยแก้ปัญหาการแทรกซึมและการกระจายตัวอย่างเป็นระบบอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในเมทริกซ์เรซินผ่านผลเสริมฤทธิ์สามประการของการบดทางกายภาพ การดัดแปลงทางเคมี และความเสถียรของการกระจายตัว โดยจะช่วยลดพลังงานที่แทรกอยู่ในอุณหพลศาสตร์และให้แรงผลักดันที่กระจายตัวและกลไกความเสถียรทางจลนศาสตร์ ดังนั้นจึงทำให้เกิดพันธะที่ใกล้ชิดระหว่างฟิลเลอร์และเมทริกซ์ในระดับนาโน นี่ไม่ใช่แค่นวัตกรรมทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังเป็นการประยุกต์เชิงลึกของทฤษฎีคอลลอยด์และวิทยาศาสตร์ส่วนต่อประสาน ซึ่งเป็นเส้นทางทางเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการพัฒนาวัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์ประสิทธิภาพสูง การบรรจุสูง และฟังก์ชันการทำงานรุ่นต่อไป
