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氢氧化镁表面改性及其性能研究

闫海妮  
【摘要】: 随着环境保护和火灾安全意识的不断增强,氢氧化镁作为聚合物无卤消烟型阻燃剂正受到越来越多的重视。但由于氢氧化镁的阻燃效率低,在聚合物材料中填充量大,致使材料的力学性能变差,严重影响了其应用。因此,要对氢氧化镁表面进行改性,提高其在聚合物材料中的相容性,从而改善聚合物复合材料的力学性能。本论文的主要研究内容是: (1)采用硬脂酸和硬脂酸钠对氢氧化镁进行表面改性处理,分别分析了改性剂的用量、反应时间、反应温度对改性效果的影响,通过单因素条件改变实验确定最佳改性条件;将改性前后的氢氧化镁分别以4:6和7:3的质量比和聚氯乙烯(PVC SG-5)共混,研究其分散性优劣。实验结果表明:改性剂用量8%(相对干粉质量),反应时间40 min,反应温度70℃时硬脂酸钠比硬脂酸的改性效果好;扫描电子显微镜和红外化学成像的方法分析表明脂酸钠改性的氢氧化镁在PVC中的分散性较硬脂酸改性的氢氧化镁在PVC中的分散性好。 (2)采用油酸、油酸/聚乙二醇-600作为表面修饰剂,分别通过化学沉淀法一步制备了表面疏水的氢氧化镁纳米粒子;用此方法,改用硬脂酸盐以及硬脂酸盐/聚乙二醇-600作为表面修饰剂,制备表面疏水的氢氧化镁纳米粒子。实验结果表明:加入聚乙二醇-600,制备的纳米粒子晶粒较小;红外化学成像分析表明硬脂酸盐中改性效果较佳的为硬脂酸钠,在PVC中有较好的分散性。 (3)采用原位无皂乳液聚合法制备氢氧化镁/聚苯乙烯纳米复合材料,用红外、热重等方法分析了改性效果,结果表明氢氧化镁表面接枝上了聚苯乙烯,氢氧化镁/聚苯乙烯纳米复合材料具有良好的热稳定性。 (4)将10%、20%、30%、40%(质量百分含量)不同含量的Mg (OH )2、SS- Mg (OH )2分别通过熔融共混填充到聚乙烯中,通过比较聚合物复合材料的燃烧性能和机械力学性能,得到复合材料的最佳配比。实验结果表明:20%的改性氢氧化镁作阻燃剂制备聚合物复合材料,较好兼顾了力学性能和阻燃性能。


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