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1、-范文最新推荐-1 / 11卤水制备氢氧化镁及其表面改性摘要本论文通过卤水-氨水法从卤水中制备出纳米级氢氧化镁。再通过木质素磺酸钠和硬脂酸镁分别对氢氧化镁进行表面改性。通过 XRD 表征，改性后的氢氧化镁晶型未受到破坏，极性面露出受到抑制。接触角测试中，当硬脂酸镁用量为 2%时，改性的氢氧化镁与丙三醇试剂的接触角从未改性的 88.94°下降到 64.18 °；木质素磺酸钠的用量为 5%时，改性后的氢氧化镁与丙三醇的接触角从未改性的88.94°下降到 25.44°。两种改性剂均成功改性氢氧化镁，使氢氧化镁与高分子材料的相容性提高。9313关键词： 氢氧化镁; 卤水
2、; 改性; 阻燃剂AbstractNanometer magnesium hydrate can be producted from brine with the method of brine-ammonia. Sodium lignosulphonate and magnesium stearate are used to modifymagnesium hydrate. The productions were characterized by XRD. We can find that the crystal formation of the magnesium hydrate is
3、not broken and the polar plane of modified magnesium hydrate has inhibited. The result of contact angle shows that the contact angle reduces from 88.94° to 64.18° when magnesium stearate is used to be modifier. And the contact angle reduces from 88.94° to 25.44°when sodium lignosulph
4、onate works as modifier. Which means the compatibility of magnesium hydrate is improved in this way.Key words:magnesium hydrate; brine; modification; flame retardant目录1 绪论 1-范文最新推荐-3 / 111.1 阻燃剂的分类 11.1.1 按所含阻燃元素分 11.1.2 按组分的不同分 11.1.3 按使用方法分 21.2 无机阻燃剂 21.3 氢氧化镁阻燃剂 21.3.1 物理特性 2 参考文献 231 绪论 2010 年
5、11 月 15 日 14 时，上海余姚路胶州路一高层公寓发生大火，大火造成多人伤亡，损失重大。事故调查结果中指出，现场存有大量易燃聚合物。高分子材料因其成本较低、易加工、好成型、比重低等优点而被大量使用。如高分子墙体保温材料、装饰材料、防水材料等,在现代生活中发挥日益重要的作用。聚合物材料是由 C、H 、O 等元素构成,本身具有易燃性，遇火后会发生剧烈的燃烧,有的聚合物材料燃烧时并伴有大量浓烟和有毒气体,由此造成众多的火灾事故，给国家的经济建设和人民的生命财产造成巨大损失。人们在感受绚丽多彩的聚合物材料带给我们的恩惠的同时，也饱受着由它引起的火灾威胁。对材料进行合理的阻燃处理是减少火灾危害的有
6、效措施之一，传统的聚合物阻燃多是采用添加卤系阻燃剂来实现的，这类阻燃制品虽具有优良的阻燃性能，但是在火灾中会产生大量的烟雾和有毒且具有腐蚀性的卤化氢气体，给人们的生命安全造成严重威胁。随着对材料阻燃性能的要求越来越严格和全面，人们不仅关心材料是否阻燃,更关注材料燃烧时是否产生大量的烟雾和有毒气体，因此开发清洁、低填充量、对性能影响小、污染少、价格低廉的高效无卤阻燃剂和-范文最新推荐-5 / 11阻燃材料具有重要的现实意义和科研价值。1.1 阻燃剂的分类1.1.1 按所含阻燃元素分按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂等几类1。卤系阻燃剂在热解
7、过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的 X 及 HX，HX 能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体，隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中，氮的化合物和可燃物作用，促进交链成炭，降低可燃物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂主要是通过磷卤、磷氮协同效应作用达到阻燃目的，具有磷卤、磷氮的双重效应，阻燃效果比较好。 1.2 无机阻燃剂传统无机金属氢氧化物阻燃剂主要为氢氧化镁(MH)、氢
8、氧化铝(ATH)。这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点，当加入到聚合物中，兼具填充、阻燃和抑烟三重功能,是重要的无卤阻燃剂。1.3 氢氧化镁阻燃剂1.3.1 物理特性氢氧化镁 Mg(OH)2 为白色晶体或无定形粉末，难溶于水(18时的溶解度为 0.0009g/100ml)，也不溶于碱性溶液，易溶于稀酸和钱盐溶液，易吸收空气中的二氧化碳，在碱性溶液中加热到 200以上时变成六方晶体结晶。氢氧化镁约在 340e 开始发生分解反应，在 430 时分解速度最高， 490 时分解结束，整个分解过程中不产生腐蚀性气体，分解吸热量为-范文最新推荐-7
9、/ 110.77kJ/g(44.8kJ/mol)。氢氧化镁系六方晶系或无定形的片状晶体,属于 2 价金属水合族物，晶体结构是层状 CdI2 型，形成连续的六边形，Mg2+层和 OH-层相互重叠,每个镁离子被 6 个氢氧根离子配合从而形成Mg(0H)6 八面体。1.3.2 阻燃机理Mg(OH)2 是添加型无机阻燃剂，其阻燃机理大致为：在燃烧过程中 Mg(OH)2 的主要反应式为2：Mg(OH)2→MgO+H2O↑添加了 Mg(OH)2 阻燃剂的聚合物在受热分解时释放出水分，同时吸收大量潜热，降低了材料表面的实际火焰温度，使聚合物降解速度减慢，减少可燃气体的产生；分解过程中释放
10、出的大量水蒸气使聚合物表面氧气和可燃气体的浓度降低，燃烧难以进行；有利于形成表面炭化层，阻止氧气和热量的进入；分解生成的 MgO 是良好的耐火材料，隔绝空气阻止燃烧。由于 Mg(OH)2 受热分解能使燃烧三要素即温度、氧气和可燃物同时得到缓解，从而起到了很好的阻燃作用。Mg(OH)2 的阻燃作用主要发生在固体降解区，即减少可燃物的产生，减少烟雾的生成，但对预燃区和燃烧区的作用很小，因此可燃物质的完全燃烧受其影响不大。另外，最外层燃烧产物区有冲淡和吸收一部分烟雾的作用，故 Mg(OH)2 的消烟作用是十分明显的。氢氧化镁阻燃剂具有特殊的层状结构及组成，具有优异的触变性、低表面能，外观为白色粉体，
11、无机械杂质，具有阻燃、消烟、防滴、填充等多重功能，可用于塑料、橡胶、树脂及薄膜等领域。 美国和日本在氢氧化镁阻燃剂研究上已做了大量工作，并进行了大量不同类型氢氧化镁阻燃剂的生产。据报道,19%年美国氢氧化镁消耗量估计为 1.0 一 1.5万 t，日本 1994 年氢氧化镁阻燃剂生产能力已达 1.6万 t。日本协和化学工业公司自 1973 年开始研究特殊大晶粒，低比表面积的氢氧化镁阻燃剂，1975 年研究成功，1978 年正式工业化生产。随后日本神岛化学、日立、松下、旭化等十几家公司都竞争开发氢氧化镁阻燃剂，并将它填充树脂组成阻燃复合材料。江-范文最新推荐-9 / 11苏海水综合利用所利用海水资
12、源制备出氢氧化镁阻燃剂仁。同时，中国杭州化工研究所、兰化研究所、大连理工化工学院、新疆工学院等有关单位相继对氢氧化镁的制备和应用展开了研究。到 20 世纪末期,用于电器材料、光缆通讯材料等特殊用途的纳米级氢氧化镁阻燃剂的开发成功使新型无机氢氧化镁阻燃剂独占鳌头，应用前景不可限量。1.5 卤水制备氢氧化镁目前，卤水中镁离子的利用主要是加入沉淀剂使镁离子以氢氧化镁的形式沉淀。现在报道的利用卤水制氢氧化镁的方法主要有三种6：卤水-烧碱法；卤水-石灰乳法；卤水-氨水法。这三种方法中以卤水-氨水法生产的氢氧化镁产品质量最高。由于氢氧化镁阻燃剂有着特殊的性能要求，它的制备工艺有其特殊性。氢氧化镁阻燃剂制备
13、过程中主要有两大问题需要解决：l)形貌控制，普通的氢氧化镁制造比较容易，但作为阻燃剂用的氢氧化镁应为纤维状或片状，需特殊制备技术才能满足后续生产的要求；2)过滤性能，氢氧化镁沉淀颗粒细，粘性大，不易洗涤，分离操作带来很大困难。氢氧化镁阻燃剂的制备根据所采用原料不同而分别采用相应的制备方法，主要包括氯化镁热分解法、卤水氨法连续沉淀等工艺。但是目前的这些制备工艺还存在较多的问题，特别是在产品的分离、过滤、洗涤等过程中，同时受生产工艺的影响，使其具有设备投资大生产效率较低、生产成本高等许多影响经济效益的因素。因此对现有的生产工艺进行改进,成为氢氧化镁生产中最迫切的问题。目前中国已有几家科研院所及企业
14、单位对阻燃剂级氢氧化镁的制备及应用进行了研究，而且取得了一定的成果。其中最主要的就是对原来的卤水氨法生产氢氧化镁的改进。传统的生产方法是首先过滤除去卤水中微生物等浮游杂质，然后根据卤水中铁、锰等杂质的含量加人一定比例的过硫酸按，加热到一定温度后再加人一定的轻质氧化镁吸附氧化过程中产生的杂质沉淀，过滤后可得到精制卤水，再加人氨水发生沉淀反应，将反应物进行过滤得到氢氧化镁和一次母液。氢氧化镁进行后续处理得到成品。此操作需要控制反应时间、反应温度、镁一氨配比以及反应料液的浓度；改进后的生产方法是将精制卤水与过量的氨水充分混合，然后进人热反应室，经过一个高温高压反应过程-范文最新推荐-11 / 11制得含有氢氧化镁的悬浮液，进行固液分离后滤饼进行洗涤和采用硬脂酸
