0988.416.983
Tin tức

Aluminium Hydroxide (Nhôm Hiđroxit) – Tổng Hợp Chức Năng & Ứng Dụng Chuyên Sâu

Posted on by Nguyễn Trung
Tổng quan Aluminium Hydroxide
28
Th4

1. Giới thiệu tổng quan

Aluminium Hydroxide (Al(OH)₃), hay còn gọi là Nhôm Hiđroxit, là một trong những hợp chất vô cơ đa năng, được sản xuất chủ yếu theo quy trình Bayer và sấy khô để đạt độ tinh khiết cao (≥ 99,6 %). Với công thức phân tử Al(OH)₃, Nhôm Hiđroxit sở hữu hàng loạt tính chất vật lý – hóa học đặc biệt, là nền tảng cho những chức năng thiết yếu trong các ngành công nghiệp:

  • Chất chống cháy (Flame retardant)

  • Chất độn (Filler)

  • Chất trợ tẩy & làm trắng (Bleaching aid)

  • Chất hấp phụ & xử lý môi trường (Adsorbent)

  • Tá dược & antacid trong dược phẩm

  • Chất điều chỉnh pH & độ nhớt

  • Chống ăn mòn và bảo vệ bề mặt

Tổng quan Aluminium Hydroxide
Tổng quan Aluminium Hydroxide

2. Tóm tắt đặc tính vật lý – hóa học

Trước khi đi sâu vào chức năng, ta cần nắm vững các chỉ số kỹ thuật cơ bản:

Đặc tính Giá trị điển hình
Công thức phân tử Al(OH)₃
CAS Number 21645-51-2
Độ tinh khiết (Assay) ≥ 99,6 %
Dạng bột tinh thể Trắng, mịn, D₅₀ ≈ 5–10 µm
Độ ẩm ≤ 0,5 %
pH dung dịch 5 % w/v 6,5–8,5
Khối lượng riêng (Tap) 0,4–0,6 g/cm³
Khối lượng xốp (Bulk) 0,3–0,5 g/cm³
Điểm mất nước Bắt đầu ở 220 °C; chuyển thành Al₂O₃ trên 300 °C
Độ trắng (Reflectance) ≥ 98 %
Khả năng hấp phụ dầu (OAN) 10–12 g dầu / 100 g bột
Khả năng hấp phụ nước ≤ 15 giây

Những đặc tính này giúp Aluminium Hydroxide hoạt động hiệu quả trong nhiều chức năng khác nhau.

3. Tổng hợp chức năng chính của Aluminium Hydroxide

3.1 Chất chống cháy tự nhiên (Flame Retardant)

  • Cơ chế hoạt động:
    Khi nhiệt độ vượt ngưỡng 220 °C, Al(OH)₃ mất nước theo phản ứng:

    Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O ↑
    Hơi nước giải phóng hấp thụ nhiệt, làm giảm nhiệt độ bề mặt, đồng thời lớp oxit nhôm (Al₂O₃) tạo thành màng cách ly oxy, ngăn ngọn lửa lan tỏa.

  • Ưu điểm:

    • An toàn môi trường: Không chứa halogen, không phát sinh khí độc.

    • Tự dập tắt ngọn lửa: Hiệu quả tương đương hoặc cao hơn so với magiê hydroxide.

    • Dễ phối trộn: Tương thích với hầu hết nhựa kỹ thuật.

  • Ứng dụng điển hình:

    • Nhựa PVC, PP, PE, PS: Pha 30–60 phr (parts per hundred resin) để đạt tiêu chuẩn UL 94 V-0.

    • Dây cáp điện & cáp quang: 40–60 % nhôm hiđroxit trong lõi cách điện, đáp ứng IEC 60332.

    • Cao su chịu nhiệt: Kết hợp với melamine, boaxit để tăng độ bền chống cháy.

3.2 Chất độn (Filler) tăng cứng & giảm co ngót

  • Chức năng chính:

    • Tăng cứng cơ học: Cải thiện độ bền uốn, độ cứng bề mặt.

    • Giảm co ngót & méo mó: Ổn định kích thước sản phẩm đúc, ép.

    • Giảm chi phí: Thay thế một phần nhựa cơ bản, tiết kiệm nguyên liệu.

  • Thông số khuyến nghị:

    • Nhựa kỹ thuật (PP, PE): 10–30 phr

    • Compounding chuyên dụng: 20–40 phr

  • Lợi ích bổ sung:

    • Giảm ứng suất nứt (stress cracking)

    • Cải thiện tính dẫn nhiệt (cho ứng dụng tản nhiệt).

3.3 Chất trợ tẩy & làm trắng (Bleaching Aid)

  • Cơ chế tẩy trắng:
    Al(OH)₃ trong môi trường kiềm nhẹ (pH 9–10) hỗ trợ phân hủy H₂O₂ sinh ra gốc –OOH, giúp oxy hóa lignin, vết ố hữu cơ.

  • Ứng dụng:

    • Giấy & bột giấy: 1–3 % Al(OH)₃ kết hợp H₂O₂, tăng độ trắng 5–10 điểm ISO, giảm halogenated dioxin.

    • Bột giặt “oxi”: Pha 10–15 g cho 5 kg quần áo, làm trắng quần áo mà không ăn mòn sợi vải.

    • Chất tẩy đa năng: Làm sạch bề mặt bồn tắm, sàn gạch, inox, kính.

3.4 Chất hấp phụ & xử lý môi trường (Adsorbent)

  • Khả năng hấp phụ dầu & tạp chất:

    • OAN đạt 10–12 g dầu / 100 g, phù hợp cho xử lý nước thải chứa dầu mỡ.

    • Hấp thụ kim loại nặng, hữu cơ khó phân hủy.

  • Ứng dụng:

    • Xử lý nước thải công nghiệp: 1–5 g/L, giảm COD 40–60 %.

    • Xử lý dầu tràn & sự cố môi trường: Rải trực tiếp lên bề mặt nước, thu gom sau 30–60 phút.

    • Soil remediation (ISCO): 1–5 kg/m³ đất, khử trichloroethylene > 70 %.

3.5 Tá dược & antacid trong dược phẩm

  • Tá dược viên nén:

    • Vai trò: Chất độn, điều tiết độ ẩm, tăng tính chảy tốt cho bột viên.

    • Liều lượng: 10–20 % công thức.

  • Chống ợ nóng & trung hòa axit (Antacid):

    • Phản ứng với HCl dư trong dạ dày:

      Al(OH)₃ + 3 HCl → AlCl₃ + 3 H₂O

    • Giảm triệu chứng ợ nóng, trào ngược.

3.6 Chất điều chỉnh pH & bộ đệm (Buffer)

  • Dung dịch Al(OH)₃ 5 % w/v pH ổn định ở mức 6,5–8,5, có thể dùng để điều chỉnh pH trong sản xuất giấy, mỹ phẩm, sơn.

  • Tác dụng bộ đệm: Duy trì pH ổn định khi có axit hoặc bazơ nhẹ.

3.7 Chất tạo độ nhớt & chống lắng (Thickening & Anti-settling)**

  • Trong sơn, mực in:

    • Giúp hỗn hợp không phân tầng, giữ độ nhớt đồng nhất.

    • Tỷ lệ dùng: 5–15 % khối lượng công thức.

  • Trong xử lý nước thải & bùn:

    • Kích thích keo tụ bùn, hỗ trợ quá trình lắng.

3.8 Chống ăn mòn & bảo vệ bề mặt

  • Màng Al₂O₃ mỏng hình thành sau mất nước cục bộ có thể bám trên bề mặt kim loại, tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn tạm thời.

  • Ứng dụng:

    • Tiền xử lý bề mặt kim loại trước sơn phủ.

    • Sản xuất hợp chất chống ăn mòn tiếp theo.

4. Ứng dụng thực tiễn theo ngành công nghiệp

Ngành Ứng dụng chính Liều lượng điển hình
Nhựa & Cao su Chất chống cháy, filler 10–60 phr
Sơn & Mực in Filler, tăng độ nhớt, cải thiện độ phủ 5–20 %
Giấy & Bột giấy Chất trợ tẩy, filler 1–15 %
Dược phẩm Tá dược, antacid 10–20 % tá dược; 500 mg–1 g liều uống
Xử lý nước Adsorbent dầu mỡ, keo tụ bùn 1–5 g/L
Nông nghiệp Khử trùng dụng cụ, xử lý hạt giống 0,5–1 % dung dịch
Thủy sản Diệt khuẩn ao nuôi 1–6 g/m³

5. Ưu điểm & Lợi thế cạnh tranh

  1. Độ tinh khiết cao (≥ 99,6 %) – Hiệu năng tối ưu trong mọi ứng dụng.

  2. Tính an toàn & thân thiện môi trường – Không halogen, không boron, không chì.

  3. Nhiều chức năng trong một sản phẩm – Tiết kiệm chi phí, tối ưu kho bãi.

  4. Ổn định nhiệt & hóa học – Bền dưới điều kiện khắc nghiệt.

  5. Nguồn cung ổn định – Sản xuất theo quy trình Bayer, chứng nhận ISO 9001.