阻燃高分子复合材料中氢氧化镁的制备及其表面改性

以氢氧化镁为代表的无卤阻燃剂,由于其具有良好的阻燃、抑烟性能及环保特点,已日益得到学术界和产业界的重视.在实际应用过程中,人们发现阻燃剂的形貌对其阻燃性能具有较大影响,因此本文重点综述了化学沉淀法制备不同形貌及尺寸的氢氧化镁和各影响因素对其制备的影响,以及当前氢氧化镁表面改性的一些新方法,如:大分子改性等,使得其在复合加工过程中,能与高分子材料具有良好的相容性.     

Mg(OH)2热分解反应的非等温动力学研究

用非等温动力学方法对氢氧化镁的热分解动力学进行了研究. 分解反应机理符合晶核形成及生长机理A，且随着升温速率的升高，机理由A2转变为A1.5. 根据Kissinger非机理方程计算和数值回归方法验证所得的分解反应活化能结果相互印证，约为148 kJ•mol^-1. 进一步研究发现，水蒸气的存在对氢氧化镁热分解反应具有非常明显的影响，可能是其动力学机理随升温速率升高而改变的主要影响因素.     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0 mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150 min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的,同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

矿化剂对水热法改性氢氧化镁晶体的影响

近几年来,氢氧化镁作为一种无机阻燃剂由于其具有制备条件相对温和,生产工艺简单且产品与自然环境友好等特点,在研究及生产活动方面备受关注且得到了长足的发展[1～4].目前采用氢氧化钠法进行反应一水热制备高分散阻燃级氢氧化镁的工艺路线已经比较成熟[5～8].然而,不利的是,氢氧化钠偏高的价格导致了产品的制造成本较高.而采用石灰法制备氢氧化镁阻燃剂具有价格低廉的特点,引起了人们的关注.     

气体扩散法制备垂直排列氢氧化镁纳米薄片

以氯化镁和氢氧化铵为原料,采用气体扩散技术制备了垂直排列氢氧化镁纳米薄片。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)以及差热分析(DTA)等分析测试技术研究了纳米氢氧化镁薄片的形貌、结构、成分以及热稳定性和比表面积等,结果表明,纳米氢氧化镁薄片的生长是一个成核-生长-组装过程,随着生长时间的延长,形貌从二维紧凑型结构演变成三维花状超结构,反应过程中液体-晶体和液-气界面的自由能作用使得纳米薄片趋向于垂直排列。此外,氢氧化镁纳米薄片薄膜的疏水性能也进行了研究。     

大分子相容剂改性Mg(OH)2/PP阻燃材料的性能

用双螺杆挤出机熔融挤出法制备了相容剂改性氢氧化镁/聚丙烯[Mg(OH)2/PP]阻燃材料。研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA),马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物(POE-g-MA)和马来酸酐接枝聚醋酸乙烯酯(EVA-g-MA)3种大分子相容剂对阻燃材料的熔体流动性、结晶行为、力学性能和断口形态的影响。结果表明:相容剂PP-g-MA和POE-g-MA的加入使阻燃材料的熔体流动速率降低,PP结晶温度提高,EVA-g-MA的加入使阻燃材料熔体流动速率数提高;Mg(OH)2对PP结晶存在异相成核作用,Mg(OH)2的加入使PP的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率降低,杨氏模量提高;相容剂改性后Mg(OH)2/PP阻燃材料的拉伸强度提高,其中以PP-g-MA最为明显,而POE-g-MA则提高了阻燃材料的冲击强度。     

表面改性氢氧化镁阻燃聚丙烯的研究进展

聚丙烯是综合性能良好的五大通用塑料之一,但是其易燃的特点限制了其在很多领域的应用。氢氧化镁(MH)作为一种环境友好型的无机阻燃剂,常被用于阻燃聚丙烯,但是未经改性的MH极性强,易团聚,与基体的相容性差,难以在聚合物基体中均匀分散,在导致阻燃效率低的同时,对复合材料的力学性能也有很大的负面影响,为提高MH在聚合物基体中的界面相容性,往往需要对MH进行表面改性。本文总结了近几年来以表面化学改性、表面接枝改性、微胶囊化改性三种方法改性的MH阻燃聚丙烯的研究进展,并对其下一步的研究方向进行了展望。     

层状氢氧化镁铝的合成及其对生物柴油中游离脂肪酸吸附的研究

在水热条件下,用硫酸镁、硫酸铝、氢氧化钠和纯碱按照一定的比例制备层状氢氧化镁铝,并利用XRD、热重分析仪、红外光谱、扫描电镜等手段分析表征样品,研究了层状氢氧化镁铝在不同温度下的焙烧产物对生物柴油中游离脂肪酸的吸附性能.结果表明:制得的层状氢氧化镁铝对游离脂肪酸的吸附性能良好,在焙烧500℃的条件下吸附量可达到663 mg/g,并且可以焙烧再生.     

六角片状氢氧化镁(001)晶面优先生长条件的研究

以常温工业合成氢氧化镁为原料,采用水热法制备六角片状氢氧化镁阻燃剂.研究了水热条件对氢氧化镁(001)晶面生长的影响并从生长基元的角度对其进行了解释.采用SEM、XRD、激光粒度仪和接触角测试仪对水热处理后的氢氧化镁进行表征.结果表明,原料初始粒度越小越有利于(001)晶面生长,当水热介质中碱浓度为6～8mol/L、水热温度为140～180℃时,氢氧化镁(001)晶面的生长速度最快,当氢氧化镁的含量大于15wt;时会明显抑制(001)晶面的生长.