氫氧化鎂具有阻燃、消煙、阻滴、安全等特點,具有較好的熱穩定性,分解溫度高達340~490℃,粒度小,能夠滿足許多塑料的混煉和加工成型,是近幾年新興的一種環保型綠色阻燃劑。
納米氫氧化鎂由于粒度小、表面能高,處于熱力學不穩定狀態,在制備和應用過程中容易產生聚集和團聚。同時氫氧化鎂表面具有親水疏油性,而高分子材料基體呈現親油疏水性,兩者互不相容會造成氫氧化鎂在材料中的分散性變差。而分散不均勻又會導致在氫氧化鎂負載量小的區域出現過早燃燒的現象,阻燃效率降低;添加過多氫氧化鎂的區域,無機粒子很難均勻分散到高分子基體中,會嚴重降低聚合物材料的機械性能。因此,對氫氧化鎂進行納米化和改性研究,就成為克服這些問題的關鍵,在減少阻燃劑充填量的同時提高其在高聚材料中的相容性,進而達到提升材料力學性能和阻燃性能的效果。
傳統的改性方法主要有表面活性劑法、偶聯劑法、微膠囊化法。根據其在水中的穩定性差異,又將改性方法分為干法和濕法。氫氧化鎂在聚合物中的相容性較差,通過不同的改性劑對其進行表面改性處理可以改善其在聚合物基體中的分散性,提高復合材料的性能。
張靖等采用新型納米聚丙烯酸酯乳液作為改性劑,對納米氫氧化鎂進行了表面改性研究。采用活化指數測試、接觸角測試、紅外光譜分析及熱重分析等手段研究了改性納米氫氧化鎂的結構和性能,結果表明:
?。?)活化指數表征結果顯示,用新型納米聚丙烯酸酯乳液作為改性劑,添加量為0.6時改性效果最好;
?。?)紅外光譜分析結果顯示,通過新型納米聚丙烯酸酯乳液的改性,聚丙烯酸酯已經吸附在納米氫氧化鎂粒子的表面;
?。?)接觸角測試結果顯示,通過新型納米聚丙烯酸酯乳液改性的納米氫氧化鎂,其表面性質由親水疏油轉變成親油疏水,使其能夠在非極性介質中更好地分散;
?。?)熱重分析結果表明,改性后的納米氫氧化鎂并不影響其熱穩定性,其起始熱分解溫度反而高于未改性的納米氫氧化鎂,殘留質量占比表明改性后聚丙烯酸酯已經吸附在納米氫氧化鎂粒子的表面,與紅外光譜表征結果一致。
?。?)對比了其他傳統型硅烷偶聯劑對納米氫氧化鎂的改性效果,結果表明新型聚丙烯酸酯微乳液改性的納米氫氧化鎂的分散性和疏水親油性都要優于傳統型硅烷偶聯劑的改性效果。
資料來源:《張靖,柯昌美,段國權,等.新型聚丙烯酸酯乳液對納米氫氧化鎂的改性研究[J].無機鹽工業,2021,53(09):35-39》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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