A facile hydrous mechano-synthesis of magnesium hydroxide [Hy-Mg(OH)2] nano fillers for flame-retardant polyester composites

Scrap metals are a cost-effective secondary resource for producing functional metal oxides/hydroxides. Developing such functional hydroxides from scrap Mg via a low-energy, chemical-free process has high technological importance in the current scenario, as it emphasizes the ‘waste to wealth’ and green motives of production. This study presents an aqueous mechanical milling technique as a facile approach to yield functional grade nano Mg(OH)2 from industrial Mg crumbs. Formation of fiber-like nano Hy-Mg(OH)2 was confirmed on milling of waste metal scraps, by carefully controlling the mechanical parameters viz. the ball to powder mass ratio, milling medium, milling time, and milling speed. The optimized production of Hy-Mg(OH)2 was obtained after 90 h of milling, the evolution was confirmed using standard characterization techniques like XRD, TEM, and EDS. Flame retardant polyester/nano Hy-Mg(OH)2 composites were developed using casting technique. The developed polyester/nano Hy-Mg(OH)2 composites showed good flame retardancy, an oxygen index of ∼ 33% was obtained with 0.3 wf of nano Hy-Mg(OH)2 addition

Cold Sintering Process for developing hydroxyapatite ceramic and polymer composite

International audienceCold sintering process (CSP) is a non-conventional, low-energy sintering technique that promotes thedensification of ceramics in the presence of transient liquids under low temperatures (≤300°C) andpressures (≤500 MPa). Additionally, it provides a new strategy for the co-sintering of ceramic andpolymers into a single system which is not feasible through conventional methods. Exploiting theadvantages of cold sintering, this investigation has aimed to densify the hydroxyapatite (HA) atnanoscale as well as the co-sintering of HA/polylactic acid (PLA) based composite for boneregeneration applications. The importance of liquid phase chemistry in cold sintering of HA wasassessed using water, acetic acid, and phosphoric acid as liquids. The changes in relative density wasobserved with respect to the nature of liquid/ionic concentrations (0.5M, 1.0M, & 2M). In the case ofcomposites, the influence of different compatibilizers on the homogeneous integration of HA/PLAcomposite was examined. Eventually, this study contributes critical fundamental knowledge pertainingto the development of dense HA ceramics and polymer composites. Specifically, it underscores theimportance of liquid phase chemistry in the cold sintering of HA as well as the influence ofcompatibilizers in co-sintering of HA/PLA composites

Densification of Hydroxyapatite Powders by Cold Sintering Process (CSP): Influence of Particle Size, Acid Nature/Concentration.

International audienc

Consolidation à basse température d’hydroxyapatite nanométrique

International audienceLe "cold sintering process" (CSP), est un procédé innovant permettant la consolidation de céramiques à des températures inférieures à 300°C. Cette réduction considérable de la température de frittage est rendue possible par la présence d’une phase liquide transitoire et par l’application d’une pression uniaxiale de quelques dizaines à quelques centaines de MPa. La densification du compact de poudre repose sur plusieurs facteurs tels que les caractéristiques de la poudre, les paramètres de traitement (température, pression et temps de maintien) et la nature du liquide transitoire (aqueux, acide et base). Ce procédé peut notamment être appliqué à la densification de poudres d’hydroxyapatite (HA) destinées à des applications de régénération osseuse. La présente étude porte sur la densification de nano-poudres d'HA commerciales, synthétisées par précipitation en voie aqueuse et agglomérées par atomisation. Deux tailles d'agglomérats ont été étudiées. Le frittage a été réalisé en présence d’eau, en présence d'acide acétique (10 %m) et en présence d'acide phosphorique (10 %m), sous une pression de 360 MPa à 200 °C. Dans l'ensemble, les résultats de cette étude mettent en évidence l’influence de la nature du liquide transitoire, sa concentration et la taille des particules dans le frittage à basse température des poudres d’hydroxyapatite. En particulier, les densités relatives des matériaux consolidés varient linéairement avec les concentrations d'acide (0,5 M, 1,0 M, 2,0 M et 3,0 M) et un maximum de 92 % de densification a été atteint pour une concentration de 3,0 M d’acide phosphorique