氢氧化铝行业知识：氢氧化铝产品的物理性质
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氢氧化铝作为一种重要的工业原料，尤其以其无毒、阻燃、抑烟的特性而广泛应用于高分子复合材料中。其物理性质会根据生产工艺（如沉淀法、研磨等）和用途的不同而在一定范围内调整。
以下是其核心物理性质的详细说明：
一、基本物理性质
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 化学式 | Al(OH)₃ 或 Al₂O₃·3H₂O (三水合氧化铝) |
| 外观 | 白色、无嗅、无味的结晶粉末或颗粒。根据不同品级，可以是粗颗粒或细粉末。 |
| 晶体结构 | 通常为单斜晶系的三水铝石（Gibbsite）结构。 |
| 密度 | 真密度：约 2.42 g/cm³ 堆密度：一个非常重要的工业指标，范围通常在 0.25 - 1.2 g/cm³ 之间。松散、轻质的产品堆密度小，而经过压缩或造粒的产品堆密度大。 |
| 莫氏硬度 | 约 2.5 - 3.5，是一种相对较软的矿物。 |
| 折射率 | 约 1.57，与许多树脂的折射率接近，这使得其在复合材料中具有良好的半透明性或透明度。 |
二、热学性质（这是其作为阻燃剂的关键）
| 性质 | 描述 |
|---|---|
| 热分解温度 | 起始分解温度约 180°C，在 200°C - 300°C 之间发生大量吸热分解。 |
| 吸热效应 | 分解过程吸收大量热量（约 1960 J/g 或 470 cal/g），这是其阻燃的主要原因之一，能有效降低燃烧材料的表面温度。 |
| 分解产物 | 分解生成 氧化铝（Al₂O₃） 和 水蒸气（H₂O）。 反应式： 2Al(OH)₃ --Δ--> Al₂O₃ + 3H₂O |
| 阻燃机理 | 1. 吸热冷却：分解吸热，降低材料温度。 2. 稀释作用：产生的水蒸气稀释了可燃气体和氧气浓度。 3. 覆盖阻隔：生成的耐高温Al₂O₃壳层覆盖在材料表面，起隔绝氧气和阻止可燃物溢出的作用。 |
三、颗粒特性（对应用性能影响极大）
这些性质是不同厂商区分产品品级的核心指标。
| 性质 | 描述与意义 |
|---|---|
| 粒径及其分布 | 平均粒径（D50）：可从 1 μm 以下 的超细粉末到 几十 至 上百 μm 的粗颗粒。 意义：细粒径产品分散性好，阻燃效率高，但对材料力学性能（如冲击强度）影响较大，且粘度增加明显。粗粒径产品则相反。需要根据基体树脂和加工方式选择。 |
| 比表面积（BET） | 范围通常在 1 - 15 m²/g。粒径越细，比表面积越大。比表面积大会增加与树脂的接触，但也更容易吸附水分和助剂，增加体系粘度。 |
| 白度 | 通常很高（>95%），这对于浅色或白色制品的生产很重要。 |
| 吸油值 | 指每100克样品吸收的亚麻仁油量。范围通常在 20 - 50 mL/100g。吸油值越高，意味着填充到树脂中时所需的树脂基体越多，对流变性能影响越大，可能会增加加工难度。 |
四、表面化学性质
pH值： 其水浆料的pH值通常呈弱碱性，约在 8 - 10 之间。
表面极性： 氢氧化铝表面含有大量羟基（-OH），是亲水疏油的。这导致其与许多有机高分子树脂的相容性差，直接填充容易团聚，影响材料机械性能。
表面改性： 为了解决相容性问题，工业上普遍使用硅烷、钛酸酯、硬脂酸等偶联剂对氢氧化铝进行表面处理。经过处理后的氢氧化铝与树脂的相容性、分散性得到极大改善，填充量可以更高，同时对材料力学性能的负面影响更小。
总结与应用关联
氢氧化铝产品的物理性质不是固定的，而是可以根据下游应用的需求进行“定制”：
作为阻燃剂： 需要关注其粒径、热分解特性和表面改性情况。例如，在电线电缆料中，需要细粒径、低钠含量、经过硅烷处理的产品。
作为填料： 除了上述性质，还可能关注其折射率（用于透明或半透明制品）、白度和硬度（影响产品外观和磨损性）。
其他应用： 作为牙膏磨料，要求颗粒非常细且圆滑；作为化工原料生产铝盐，则对化学纯度要求极高，物理性质次之。
因此，在选择氢氧化铝产品时，必须明确其粒径分布、吸油值、白度、表面是否改性以及钠（Na⁺）等杂质离子含量等关键物理和化学指标。
