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菱镁矿制备纳米氢氧化镁及其表面改性研究

杨朋  
【摘要】:氢氧化镁作为一种新型的无机阻燃剂,具有分解温度高、热稳定性好、抑烟、无毒等特点,受到国内外广泛的重视,近年来成为一个热门的研究方向。我国具有丰富的菱镁矿资源,但大多都是生产附加值较低工业产品,资源利用率低。 本文简要介绍了无机阻燃剂纳米氢氧化镁的性质、应用及国内外生产消费状况。重点讨论了纳米氢氧化镁的制备方法及表面改性剂在纳米材料中的应用。菱镁矿通过煅烧、除杂,制备出氯化镁溶液,氨水作为沉淀剂,采用液相沉淀法制备出纳米氢氧化镁。论文对液相沉淀法制备纳米氢氧化镁的工艺条件进行了研究,分别采用正交实验、单因素实验,确定了纳米氢氧化镁制备工艺的最佳条件为:乙醇-水体系下,体积比为1:1,反应时间90min,反应温度80℃,氯化镁的初始浓度0.5mol/L,干燥温度为80℃,真空度为0.08Mpa左右,干燥时间2个小时。 在纳米氢氧化镁的表面改性实验研究中,以硅烷偶联剂作为表面改性剂,得出最佳的改性条件为:通过超声波震荡分散氢氧化镁的水溶液,加入氢氧化镁干粉质量5%的硅烷偶联剂,保持改性时间为60min,改性温度为40℃。 采用激光粒度分析仪、扫描电镜对氢氧化镁进行了表征,利用红外光谱分析仪对硅烷偶联剂改性后的氢氧化镁进行分析,确定了其改性机理。结果如下:纳米氢氧化镁通过硅烷偶联剂改性后,纳米氢氧化镁表面结合了非极性的有机官能团,表面由亲水性变为疏水性,大大地减小颗粒之间的团聚现象。粒径分布窄,分散性好,平均粒径为60nm。此法工艺简单、易于操作,为工业化生产奠定了基础。


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