जिंक बोरेट, एक कुशल र पर्यावरण अनुकूल अकार्बनिक ज्वाला retardant र multifunctional additive को रूपमा, व्यापक रूपमा प्लास्टिक, रबर, कोटिंग्स, कपडा र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिएको छ। यद्यपि, उद्योगमा सामान्यतया उल्लेख गरिएको "जिंक बोरेट" ले वास्तवमा विभिन्न क्रिस्टल पानी सामग्रीहरू सहित विभिन्न रूपहरू समावेश गर्दछ, जसमध्ये सबैभन्दा प्रतिनिधि जस्ता बोरेट मोनोहाइड्रेट (ZnO·B₂O₃·H₂O) र जिंक बोरेट 3.5 हाइड्रेट (2ZnO·3B₂O₃·3.O5H) हुन्। यस लेखले व्यावसायिक अकादमिक परिप्रेक्ष्यबाट दुई बीचको भिन्नताहरू खोज्नेछ।
जिंक बोरेट मोनोहाइड्रेटको रासायनिक सूत्र ZnO·B₂O₃·H₂O हो, जहाँ ZnO र B₂O₃ को मोलर अनुपात 1:1 हुन्छ र क्रिस्टल पानीको मात्रा 1 अणुमा स्थिर हुन्छ। यसको क्रिस्टल ढाँचाले प्राय: स्तरित वा चेन जस्तै व्यवस्था प्रस्तुत गर्दछ, बोरोन परमाणुहरू तीन समन्वय वा चार समन्वय फारममा अवस्थित छन्, स्थिर बोरोन अक्सिजन नेटवर्क बनाउँछ। यो संरचना उच्च थर्मल स्थिरता छ, र निर्जलीकरण तापमान सामान्यतया 250-300 ℃ बीच छ।
3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेटको रासायनिक सूत्र 2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O हो, ZnO र B₂O₃ बीचको मोलर अनुपात 2:3, 3.5 क्रिस्टलीय पानी अणुहरू समावेश गर्दछ।
मुख्य संरचनात्मक भिन्नताहरूको तुलना:
· पानीको मात्रामा भिन्नता: 3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेटको क्रिस्टल पानीको मात्रा मोनोहाइड्रेटको 3.5 गुणा हुन्छ।
विभिन्न बोरोन जस्ता अनुपात: मोनोहाइड्रेटको लागि 1:1 र 3.5-हाइड्रेटको लागि 3:2
क्रिस्टल सममिति: मोनोहाइड्रेट सामान्यतया मोनोक्लिनिक क्रिस्टल प्रणालीमा हुन्छ, जबकि 3.5 हाइड्रेट प्रायः ट्राइक्लिनिक वा मोनोक्लिनिक क्रिस्टल प्रणालीमा हुन्छ।
जिंक बोरेट मोनोहाइड्रेटको निर्जलीकरण प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल छ, 250-300 ℃ को दायरा भित्र मात्र संरचनात्मक पानीको अणुलाई हटाएर निर्जल जस्ता बोरेट बनाउँछ। यस प्रक्रियाले तातोलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा अवशोषित गर्दछ, जसले सामग्रीलाई तातो हुँदा ठूलो मात्रामा तातो अवशोषित गर्न मद्दत गर्दछ।
3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेटको निर्जलीकरण व्यवहार अधिक जटिल छ, बहु-चरण निर्जलीकरण विशेषताहरू प्रदर्शन गर्दै:
चरण 1 (100-150 ℃): केहि सोखिएको पानी र क्रिस्टलीय पानी को एक सानो मात्रा को हटाउने
दोस्रो चरण (200-250℃): अधिकांश क्रिस्टलीय पानी हटाउनुहोस्
स्टेज ३ (३००-३५० ℃): अमोर्फस जिंक बोरेट बनाउनको लागि पूर्ण निर्जलीकरण
यो बहु-चरण निर्जलीकरण प्रक्रियाले यसलाई फराकिलो तापमान दायरामा तातो अवशोषित गर्न अनुमति दिन्छ र लामो ज्वाला retardant दक्षता छ।
पानीमा जिंक बोरेट मोनोहाइड्रेटको घुलनशीलता अत्यन्तै कम छ (<0.1%), र यो जैविक विलायकहरूमा लगभग अघुलनशील छ, जसले यसलाई बहुलक प्रणालीहरूमा राम्रो फैलावट स्थिरता दिन्छ।
3.5 हाइड्रेटेड जस्ता बोरेटमा क्रिस्टलीय पानीको उच्च सामग्रीको कारणले सतहको बलियो ध्रुवता हुन्छ, जसले ध्रुवीय प्रणालीमा राम्रो फैलावट हुन्छ। यद्यपि, गैर-ध्रुवीय पोलिमरहरूमा सतह परिमार्जन उपचार आवश्यक हुन सक्छ।
जिंक बोरेट मोनोहाइड्रेटको कण आकार सानो हुन्छ (सामान्यतया 1-5 μm) र विशिष्ट सतह क्षेत्र ठूलो हुन्छ (5-15 m ²/g), जुन म्याट्रिक्समा यसको समान फैलावटको लागि लाभदायक हुन्छ।
को कण आकार3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेटअपेक्षाकृत ठूलो छ (सामान्यतया 5-20μm), तर अल्ट्राफाइन उत्पादनहरू पनि विशेष प्रक्रियाहरू मार्फत तयार गर्न सकिन्छ।
दुबै प्रकारका जस्ता बोरेटले धेरै मेकानिजमहरू मार्फत ज्वाला प्रतिरोधी प्रभावहरू प्रयोग गर्दछ, तर फरक फोकसहरूसँग:
जिंक बोरेट मोनोहाइड्रेट:
· गर्मी अवशोषण निर्जलीकरण: निर्जलीकरण तापमान उच्च छ, अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छ जुन पछिको चरणमा ज्वाला रिटार्डन्सी चाहिन्छ।
· एक गिलास सुरक्षात्मक तह बनाउँदै: निर्जलीकरण पछि, अक्सिजन र तातो अलग गर्न B₂O₃ गिलास तह उत्पन्न हुन्छ।
कार्बोनिजेशनलाई बढावा दिनुहोस्: एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड जस्ता ज्वाला retardants संग एक महत्वपूर्ण synergistic प्रभाव छ
3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेट:
· बहु चरण ताप अवशोषण: फराकिलो तापमान दायरा मा गर्मी अवशोषण
· दहनशील ग्याँसहरू पातलो गर्न क्रिस्टल पानी छोड्नुहोस्
· उत्पन्न हुने जिंक अक्साइडले धुवाँमा निरोधात्मक प्रभाव पार्छ
halogenated ज्वाला retardants संग synergistic प्रभाव विशेष गरी प्रमुख छ
3.5 हाइड्रेटेड जस्ता बोरेटयसको उच्च बोरोन सामग्री र अद्वितीय निर्जलीकरण विशेषताहरूका कारण धुवाँ उत्पादनलाई दबाउनमा मोनोहाइड्रेट उत्पादनहरू भन्दा उच्च हुन्छ, यसले धुवाँको घनत्वका लागि कडा आवश्यकता भएका अनुप्रयोगहरूको लागि विशेष रूपमा उपयुक्त बनाउँछ।
उच्च तापक्रम प्रशोधन गर्ने पोलिमरहरू, जस्तै ईन्जिनियरिङ् प्लास्टिकहरू (PA, PBT, आदि), तिनीहरूको उच्च निर्जलीकरण तापक्रमको कारण।
· हल्का रङका उत्पादनहरू: सामान्यतया उच्च सेतोपन (≥ 95%), कडा रंग आवश्यकताहरू भएका उत्पादनहरूका लागि उपयुक्त
केबल सामाग्री: एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड/म्याग्नेसियम संग उत्कृष्ट synergistic प्रभाव
पारदर्शी वा अर्ध पारदर्शी उत्पादनहरू: राम्रो अपवर्तक अनुक्रमणिका मिलान
पीवीसी र हलोजन युक्त प्रणालीहरू: हलोजेन्सको साथ महत्त्वपूर्ण सिनर्जस्टिक ज्वाला प्रतिरोधी प्रभाव
रबर उत्पादनहरू: बहु-चरण निर्जलीकरण विशेषताहरू रबर भल्केनाइजेशन प्रक्रियाको लागि अधिक उपयुक्त छन्
· फायरप्रूफ कोटिंग: उच्च बोरोन सामग्रीले राम्रो आगो प्रतिरोध प्रदर्शन प्रदान गर्दछ
· कपडा ज्वाला retardant उपचार: कम तापमान ज्वाला retardant प्रभाव राम्रो छ
· उच्च धुवाँ दमन आवश्यकताहरू भएका ठाउँहरू: जस्तै सबवे, जहाज र अन्य आन्तरिक सामग्रीहरू
· प्रशोधन तापमान <220 ℃: प्राथमिकता 3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेटलाई दिनु पर्छ
· प्रशोधन तापमान 220-280℃: दुबै विकल्पहरू उपलब्ध छन्, अन्य आवश्यकताहरू अनुसार छनौट गर्नुहोस्
· प्रशोधन तापमान> 280 ℃: जस्ता बोरेट मोनोहाइड्रेट चयन गर्नुपर्छ
अकार्बनिक ज्वाला retardants (एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड/म्याग्नेसियम) संग संयुक्त: जस्ता बोरेट मोनोहाइड्रेट सामान्यतया राम्रो प्रभाव छ
Halogenated ज्वाला retardants संग संयोजन गर्दा, 3.5 हाइड्रेटेड जिंक बोरेट को synergistic प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण छ।
यसको सानो कण आकारको कारण, जस्ता बोरेट मोनोहाइड्रेटले सामान्यतया सामग्रीको मेकानिकल गुणहरूमा कम प्रभाव पार्छ, जबकि 3.5 हाइड्रेट उत्पादनलाई राम्रो फैलावट उपचार आवश्यक पर्दछ।
मोनोहाइड्रेट र 3.5-हाइड्रेट जिंक बोरेट "पानी सामग्री" मा साधारण भिन्नताको सट्टा रसायनशास्त्रमा दुई फरक यौगिकहरू हुन्।
