Aluminio hidroxidoa(ATH, Al(OH)₃), munduan halogenorik gabeko suaren atzeratzaile ez-organikorik erabiliena eta ingurumena errespetatzen den heinean, bost abantaila nagusi ditu suaren atzerapena, kea ezabatzea, betetzea, ez-toxikotasuna eta kostu baxua. Asko erabiltzen da epoxi erretxina, erretxina asegabea, PVC elastomeroa, EVA kable materiala, gomazko material konposatua, zigilatzeko material elektronikoa eta eraikuntza apaintzeko materiala. Ingurumen-arau global gero eta zorrotzagoen eta halogenorik gabeko suaren aurkako joera nagusiaren atzealdean, aluminio hidroxidoa goi-mailako material suaren aurkako sistemetarako soluzio hobetsia bihurtu da, gas ez-hegazkorrak, korrosiboak eta ez-toxikoak direla eta.
Aluminio hidroxidoaren efekturik nagusiena eta funtsezkoena deskonposizio termikoaren efektu endotermikoa da.
Betetako polimero-materiala 200 °C - 320 °C artean berotzen denean, aluminio hidroxidoak deshidratazio-erreakzio osoa jasaten du, kristal-ura askatuz eta alumina aktibatu bihurtuz. Erreakzio-ekuazioa honako hau da:
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑
Prozesu honek suaren aurkako bi ezaugarri nagusi ditu:
1. Beroa xurgatzeko ahalmen sendoa: Aluminio hidroxidoaren deskonposizio gramo bakoitzak 1050-1200 J bero xurga dezake, eta horrek errekuntzako beroa azkar xurga dezake gainazalean eta materialaren barnean, substratuaren tenperatura deskonposizio termikoaren tenperatura kritikoa baino baxuagoa izatera behartzen du, horrela errekuntza amaitu edo atzeratu.
2. Tenperaturaren atalase zehatza: deskonposizio-tenperatura oso bat dator material termoplastiko eta erretxin termoegonkor gehienen degradazio termikoko tenperaturarekin, eta suaren aurkako mekanismoa berehala aktibatu daiteke materiala tenperatura-tarte arriskutsuan sartzen denean, babes goiztiarra lortuz.
Ulermen sinplea: Aluminio hidroxidoa materialaren barruan "hozte-sistema" bat bezalakoa da, pizteko unean bero kopuru handia xurgatzen du, materialak errekuntza-tenperatura mantentzea ezinezkoa eginez eta sustraitik errekuntzaren jarraipena kenduz.
Deshidratazio eta deskonposizio prozesuan,aluminio hidroxidoaTenperatura altuko ur-lurrun kopuru handia askatzen du, hau da, bere bigarren funtzio gakoa suaren atzerapena.
Ur-lurrunak dentsitate handiko gas-hesi bat osatzen du materialaren gainazalean, eta suaren aurkako efektu hirukoitza lortzen du:
1. Gas erregarriak diluitzea: materialen deskonposizio termikoaren ondorioz sortutako karbono monoxidoa, alkanoak eta alkenoak bezalako gas erregarriak asko diluitzen dira ur-lurrunak, eta haien kontzentrazioa errekuntza-mugatik behera murrizten da.
2. Oxigenoaren isolamendua: Ur-lurrunak errekuntza-interfazearen espazioa hartzen du, kanpoko oxigenoaren hedapena materialean murrizten du eta ingurune ahul oxidatzaile bat sortuz.
3. Murriztu gas-fasearen tenperatura: ur-lurrunaren gasifikazioak beroa gehiago xurgatzen du, suaren tenperatura murrizten du eta sugarraren irradiazio termiko iraunkorra ahultzen du substratuan.
Suaren atzeratzaile halogenatuek ez bezala, aluminio hidroxidoak askatzen duen ur-lurruna ez da toxikoa, ez korrosiboa eta ez kartzinogenoa, eta ingurumen-arau globalak guztiz betetzen ditu, hala nola EU REACH, RoHS eta US UL, eta suaren aurkako sistema berdeen ordezkari nagusia da.
Aluminio hidroxidoa deshidratatu ondoren, materialaren gainazalean alumina aktibatutako (Al₂O₃) zuri, trinko, altuko eta sukoi gabeko geruza bat sortuko da.
Aluminio oxidoak 2050 ℃ arteko urtze-puntua du eta egonkortasun termiko eta egiturazko sendotasun handia du, hesi fisiko hirukoitza gisa balio duena:
1. Isolatu bero-transferentzia: blokeatu kanpoko sugarrak barne-substratura beroa igortzea, eta materialaren deskonposizio termiko gehiago saihestu.
2. Blokeatu tanta-tantaka: konpon ezazu polimeroaren urtzea, tanta-tantaketak eragindako bigarren errekuntza edo sua hedatzeko.
3. Gas erregarriak blokeatu: barneko gas erregaien ihesa kendu eta erretzen diren substantzien hornidura moztu.
Aluminazko geruza hau ez da erre, erre edo hautsiko, eta oinarri fisiko garrantzitsua da aluminio hidroxidoaren iraupen luzeko suaren erresistentzia lortzeko.
Benetako sute-istripuetan, ke lodia eta gas toxikoak dira kalteak eragiten dituzten faktore nagusiak. Aluminio hidroxidoaren abantaila nagusia suaren atzerapen sinkronoa eta kea kentzea da.
Bere kea kentzeko mekanismoa hiru alderditan islatzen da:
1. Tenperatura baxuko kea eta hautsa sortzea: beroa eta hoztea aldez aurretik xurgatzea, materialen tenperatura altuko pitzadurak sortutako ke beltza, tarta eta partikula toxikoak murrizteko.
2. Ke-partikulen adsortzio fisikoa alumina geruzaren bidez: gainazaleko egitura porotsuak ke-partikulak harrapatzen ditu eta ke-kontzentrazioa murrizten du.
3. Bigarren mailako kutsadurarik ez: ez du ke oso toxikorik sortzen, hala nola hidrogeno-halogenuroak eta dioxinak, eta ke-dentsitate-eskakizun zorrotzak betetzen ditu eraikuntza, garraioa, barruko materialak eta trenbide-garraioa bezalako alorretan.
Epoxi erretxina, SMC/BMC material konposatuak, hariak eta kableak bezalako aplikazioetan, aluminio hidroxidoa gehitzeak materialaren ke-dentsitatea (DS) % 60 baino gehiago murriztu dezake, suteen segurtasuna nabarmen hobetuz.
Aluminio hidroxidoaez du bakarrik jarduten eta karbono-efektu sinergiko bat sor dezake erretxina-matrizearekin betegarri altuko sistemetan
1. Alumina-geruzak karbono-geruza egonkor baten eraketa azkarra sustatzen du substratuaren gainazalean;
2. Beroaren xurgapena eta deshidratazioak karbono-geruzaren dentsifikazioa bizkortzen du, bere ahalmen antioxidatzailea areagotuz;
3. Murriztu errekuntza-denbora, egin materiala auto-itzaltzea eta berehala erretzeari utzi sugarra utzi ondoren.
Efektu sinergiko honi esker, aluminio hidroxidoak suaren aurkako eraginkortasuna erakusten du betegarri ez-organiko arruntek oso betetako epoxi erretxinetan, poliester asegabeetan eta elastomeroetan.
Aurreko efektuak kontuan hartuta, aluminio hidroxidoak ez du mekanismo bakar baten bidez suaren atzerapena lortzen, baizik eta lau funtzio aldi berean gertatzen direlako: beroa xurgatzea eta hoztea, gas-fasea diluitzea, fase solidoa isolatzea, kea ezabatzea eta karbono solidoaren finkapena, hiru dimentsioko suaren aurkako sare osoa osatuz:
1. Beroaren xurgapena: behartutako hozte materialen etengabeko pirolisia saihesteko;
2. Ura isurtzea: oxigenoa eta gas erregarriak diluitzea;
3. Maskorraren eraketa: aluminazko isolamendu-geruza bat osatuz;
4. Kea kentzea: murriztea ke toxikoa eta segurtasuna hobetu.
Horixe da, halaber, aluminio hidroxidoa halogenorik gabeko suaren aurkako mundu mailako material nagusi bihur daitekeen oinarrizko arrazoia.
