氫氧化鎂阻燃劑的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、氫氧化鎂作為添加型無機(jī)阻燃劑，具有熱穩(wěn)定性好、無毒、抑煙、高效促基材成炭的作用，且在不產(chǎn)生腐蝕性氣體的同時(shí)還具有中和燃燒過程中產(chǎn)生的酸性和腐蝕性氣體功能，作為一種環(huán)境友好型的綠色阻燃劑具有很好的市場前景。然而，氫氧化鎂在高分子材料中的分散性和相容性較差，往往導(dǎo)致阻燃材料力學(xué)性能下降。因此，如何增加氫氧化鎂與聚合物之間的相容性、減少其使用量成為亟待解決的問題。本文針對這些問題，采用以下方法對氫氧化鎂進(jìn)行了制備和改性。
　　 采用反

2、向化學(xué)沉淀法、利用聚乙二醇(PEG1000)作為軟模板在室溫下制備了一維納米Mg(OH)2 粒子。獲得針狀形貌氫氧化鎂的最佳PEG 含量為4[％]，此時(shí)的氫氧化鎂晶型完整，形貌規(guī)整而且分散性好，高分子型分散劑PEG1000的使用能夠有效地控制氫氧化鎂晶體的生長取向，并推測和探討了此一維材料的形成機(jī)理。
　　 首次以水/環(huán)己烷/Triton X-100/正己醇四元油包水微乳液體系中的微乳液滴作為納米微反應(yīng)器，向增溶有鎂離子的微乳液

3、區(qū)通入氨氣作為沉淀劑，制備了納米氫氧化鎂粒子。這些空間受限的納米微反應(yīng)器可用來控制氫氧化鎂納米粒子的成核、生長和結(jié)晶。調(diào)整水和表面活性劑的摩爾比(ω0)可以有效地控制微乳膠束的大小，從而達(dá)到控制納米粒子粒徑的目的，納米粒子的平均粒徑隨ω0的增大而增大。微乳液法獲得的納米氫氧化鎂粒子在有機(jī)相中的分散性和相容性都較化學(xué)沉淀法有了較大改善。
　　 通過在水熱溶液中加入陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，實(shí)現(xiàn)了在較低的水熱

4、溫度下獲得高分散片狀超細(xì)氫氧化鎂。用此法得到的超細(xì)氫氧化鎂的平均粒徑為400nm，厚度為60nm，最佳工藝條件為150℃，pH 為8，Mg2+/CTAB 摩爾比為80的條件下水熱6h。令人關(guān)注的是：CTAB的加入可以明顯地促進(jìn)氫氧化鎂在水熱條件下的溶解-沉淀過程，在較低水熱溫度下，生成形貌規(guī)整、粒徑分布窄、結(jié)晶性好的超細(xì)氫氧化鎂粒子。并探討了CTAB在水熱過程中對產(chǎn)物氫氧化鎂形貌的影響機(jī)理。
　　 通過對納米氫氧化鎂粒子進(jìn)行油酸

5、(OA)表面改性，然后在其表面接枝大分子聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到了疏水納米氫氧化鎂粒子。首先，通過油酸對氫氧化鎂進(jìn)行表面修飾，在其表面引入雙鍵烯烴基團(tuán)，利用分散聚合法在修飾過的氫氧化鎂表面接枝上有機(jī)大分子PMMA。接枝改性后的氫氧化鎂粒子分散性得到較大的提高，在有機(jī)相中的分散穩(wěn)定性和相容性得到了很大的提高。
　　 在此基礎(chǔ)上，為了從根本上解決氫氧化鎂的分散及阻燃效率問題，研究了一步法原位合成PMMA/Mg(OH)2/MM

6、T 納米復(fù)合材料的合成工藝及阻燃性能，借助蒙脫土(MMT)來提高氫氧化鎂的阻燃效率。首次將微乳液法和分散聚合法相結(jié)合，利用微乳液法制備納米氫氧化鎂，并在同一體系中利用分散聚合法原位一步合成了PMMA/Mg(OH)2/MMT 三相納米復(fù)合材料。氫氧化鎂納米粒子蒙脫土納米片層在基體材料中呈單分散狀態(tài)，有效地解決了納米粒子在高聚物基體中的團(tuán)聚問題，基本保證了復(fù)合材料的透明性；復(fù)合材料阻燃性能也得到了很大提高，其熱釋放速率(HRR)和熱釋放速率