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卤水-碱法制备阻燃级氢氧化镁与其改性分析

孙雨  
【摘要】:我国卤水资源广泛,海水制盐后剩余的母液,地下卤水,以及天然盐湖等都含有丰富的镁离子,是优质的液态镁源。当今社会对卤水的利用率非常低,以制盐后剩余的母液为例,制盐后大量的卤水被直接排入海洋、河流,一方面造成了资源的浪费,另一方面也污染了水质。如何充分利用液态镁资源,是当今研究课题的一个重要方向。 目前,氧化镁和氢氧化镁得到广泛的研究,镁系列化合物具有优良的性质如质量轻,无毒等,这些性质在电子工业,航空航天方面,生物医学等方面有非常大的应用优势。 近几年来,高分子材料如橡胶、塑料受到广泛应用,是增长最快的应用性材料,但是这种材料有一个最大缺陷就是易燃,为预防火灾的产生最直接最方便的方法就是通过添加阻燃剂。 作为一种环境友好的阻燃剂,氢氧化镁吸引了人们很大程度的关注,其热稳定性好,超过300℃才分解,被广泛应用在热塑性塑料中。这是因为在着火条件下,其受热产生水和高温绝缘层的氧化镁,水汽化能带走大量热量,氧化镁层能阻断空气的进入。在环境保护、造纸行业等,氢氧化镁还被用作酸性废弃物的中和剂,也可作为添加剂用于肥料,同时它也是氧化镁的重要前驱体。 氢氧化镁纳米结构合成方法很多,有电沉积法,溶胶凝胶法,沉淀法,水热法,溶剂热法,或者用微波辅助法。最常用的就是直接沉淀法,最经济的方法是卤水-碱法。 本论文以卤水为主要原料,讨论了卤水作为镁盐的可应用性,为卤水的进一步广泛应用提供了一定的参考。这篇论文的主旨为: 1.卤水-氨水制备花瓣状Mg(OH)2 以卤水-氨水法制备氢氧化镁,通过控制氨水的质量分数,卤水和氨水的比例,以及反应温度,陈化时间等因素对产品纯度及得率的影响,并通过X射线衍射分析了不同温度下的XRD图谱,通过扫描电镜进行形貌分析,结果表明:在60℃时得到了片状的氢氧化镁,在80℃情况下得到了片状自组装成较规则的花瓣状晶体。 2.卤水-烧碱法制备六方片状Mg(OH)2 通过实验一结果看出,较低温条件下得到的MH为无定形状或者是自组装的花瓣状,而片状是被认为添加效果最好的阻燃剂,显然低温条件下得不到这种形貌,所以改用新方法:第一步,常温合成出MH的前驱体;第二步,进行水热改性,通过对不同条件下粒径大小的分析以及抽性能分析,确定了170℃,水热9h,可以得到规则六方片状MH晶体。这种片状添加在高分子材料中可以大大增强其阻燃性能。 3. Mg(OH)2的改性 采用吸油量和沉降体积对改性效果进行表征,结果表明:水热反应的产物吸油量明显低于无定形片状的氢氧化镁。实验中采用三种硅类试剂,分别是: A172,低含氢硅油,三苯基硅醇,改性实验得出:A172产品的吸油量有下降但是不明显,低含氢硅油在石蜡中分散不均匀,沉降时间较短,三苯基硅醇试剂可以有效的改善沉降体积,延长沉降时间。


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