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纳米Mg(OH)_2与MgO的制备及研究

何昌洪  
【摘要】:氢氧化镁主要用作高分子材料的阻燃剂,与其它阻燃剂相比,它主要优点是分解温度较高,故当一些热塑材料需要较高温度加工时(200℃),用氢氧化镁作阻燃剂可避免加工时,因阻燃剂分解而引起塑料的质变。除此之外,纳米氢氧化镁主要用于橡胶、塑料制品的填充材料及增强剂,在医学上作抑酸剂,在化学工业作催化剂及制造其它镁的化合物、陶瓷、玻璃等原料,作石棉防火填充物,绝缘保温材料等。该产品有广泛的应用前景,所以开展纳米氢氧化镁的研究意义非常重大。 纳米MgO是一种粒径介于1~100nm的新型功能精细无机材料,由于其颗粒细微化而具有不同于本体材料的热、光、电、力学和化学等特殊功能。采用纳米MgO,不使用烧结助剂便可实现低温烧结,制成高致密的细晶陶瓷,可望开发为高温、高腐蚀气体等苛刻条件下的尖端材料,它还可作为氧化锆、氧化铝、氧化铁等其它纳米粒子的烧结助剂和稳定剂而获得高质量的纳米陶瓷。 本实验表明:合成纳米Mg(OH)_2阻燃剂较理想溶剂为乙醇和水比例为1:1~1:2的混合溶剂,在水-乙醇体系下可合成出外貌为针状、片状,粒径为20~100nm的Mg(OH)_2。 合成纳米MgO的最佳工艺条件为:制取前驱物Mg(OH)_2的反应温度25℃~35℃,反应时间4~5h,反应物配比MgCl_2:NH_3. H_2O为1:4.5,MgCl_2摩尔浓度为0.40mol/L,煅烧Mg(OH)_2的温度为450℃,时间为3小时。其产物MgO粒径分布均匀、平均粒径28nm。 以纳米Mg(OH)_2作为阻燃剂填加到聚氯乙烯中,其对聚氯乙烯阻燃性能的影响表现为:随着Mg(OH)_2填充量增加,PVC/Mg(OH)_2燃烧速度显著下降。纯PVC的燃烧速度为38mm/min,当Mg(OH)_2填充量为1%~3%时,其燃烧速度为37.5mm/min,阻燃作用不明显,当Mg(OH)_2填充量为5%~15%时,其燃烧速度为8.15~0.34mm/min,阻燃效果显著,达到GB2408—80/Ⅱ—8标准。


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