氫氧化鎂（MH）在阻燃劑應用方面具有綠色環保、成本較低等優勢。但阻燃效率較低，往往為了達到理想的阻燃效果，MH的添加量較大，從而影響復合材料的機械性能。另外，MH受熱分解產生的MgO具有一定的抑煙作用，但是MgO之間的粘接性較差，燃燒后所形成的保護層較薄，堅固性較差，所以常常需要添加增強炭層的阻燃協效劑與MH一起添加進復合材料中，這樣也可一定程度上降低MH的用量。為改善MH與基體之間的相容性，需要會對MH進行表面接枝或者包覆等改性處理來達到更好的阻燃效率。
　　
　　1、改善機械性能
　　
　　改善由于MH的添加量大造成的復合材料的機械性能下降，可以采取具有潤滑作用的粒子與MH一起添加進基體，或者對MH進行表面改性處理。Liguo Shen等以MH和六苯氧環三磷腈（HPCTP）為阻燃劑，與EVA共混制備得到的EVA-MH-HPCTP復合材料，該復合材料的相容性由于HPCTP的橋聯作用得到顯著提高，且具有較好的加工性能。Lei Ye等將多壁碳納米管（MWNT）和MH應用在EVA復合材料中，得到EVA/MH/MWNT復合材料。EVA/MH/MWNT復合材料中，用2wt%的MWNT代替MH，MWNT的放熱率和質量損失率可顯著降低50-60%，燃燒時間可延長近2倍，LOI值可提高5%。MWNTs的加入可使EVA復合材料在燃燒時增加熔體粘度使得炭層變硬，EVA/MH/MWNT納米復合材料中MWNT的機械強度和燒焦層的完整性提高了熱氧化穩定性，MWNTs促進了致密燒焦層的形成，起到隔熱的作用。
　　
　　HidekoT. Oyama等用MH和聚（2,6-二甲基-1,4-苯醚）（PPE）對等規聚丙烯（iPP）進行阻燃。十二烷酸對MH表面接枝處理，SEBS擔當iPP和PPE的相容劑，二者不僅對復合材料的機械性能具有協同提高的作用，在熱穩定性能方面也具備此作用。J.Albite-Ortega等為了降低MH的用量，提高共混體系的力學與阻燃性能，首次將家禽羽毛中提取的角蛋白纖維（KF）與脫氧核糖核酸（DNA）結合在低密度聚乙烯-乙烯-醋酸乙烯（LDPE/EVA）共混體系中。機械性能測試表明，DNA加入后，復合材料的斷裂伸長率顯著提高，扭矩和粘度顯著降低，表明這些添加劑的組合可以改善機械性能，并方便復合材料加工。最重要的是，這些添加劑的組合使MH填料的總含量從55wt%降低到20wt%，達到阻燃要求，并提高了機械性能。Yaru Yang等合成了一種新型阻燃劑-碳微球包覆MH（Mg（OH）2＠CMSs）。所制備的復合材料（Mg（OH）2＠CMSs/PET）在僅添加1wt% Mg（0H）2＠CMSs時，LOI值為27.5%，達到UL-94V-0等級。這種改性手段大大降低了MH的添加量，減弱了MH對于復合材料力學性能的損害。
　　
　　Weihua Meng等采用層層自組裝法合成了生物基MH＠植酸錫＠單寧酸鋅（MH＠PASn＠TAZn）復合材料。添加10份的MH＠PASn＠TAZn能有效提高聚氯乙烯（PVC）的阻燃性能和抑煙性能。LOI值提高到了30.3%，PVC/MH＠PASn＠TAZn復合材料的第二峰值放熱率、第二峰值煙釋放速率和總煙釋放量分別下降了40.8%、72.2%和35.2%。PASn的界面接觸面積增加和TAZn的界面相互作用增強顯著提高了PVC的拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度。Sheng Zhang等在MH表面引入雙［3-（三乙氧基硅基）丙基四硫］，質量分數為40wt%改性后的MH（SMH）加入EVA中，LOI分別從純EVA的17.9%提高到23.3%，峰值熱釋放率降低至489kW/M2。用拉伸機對其力學性能進行了測試。MH含量為40wt%時，斷裂伸長率下降了近7倍，從EVA的825%下降到124%，而SMH含量為40wt%時，斷裂伸長率下降到74.5%。掃描電子顯微鏡的形貌觀察表明，SMH在EVA中的分散性明顯提高。Yunhua Lu等對氫氧化鎂粒子（MHP）和氫氧化鎂晶須（MHW）進行表面接枝鈦酸聚醚偶聯劑（eTi4000），應用在聚氯乙烯（PVC）中。使PVC復合材料彎曲模量和沖擊強度分別增加了217%和48.2%，總放熱量和總煙釋放量分別降低66.9%和88.1%。Weina Zhang等將硅烷偶聯劑乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）接枝在MH表面提高了MH與基體硅橡膠的相容性。但是一般的表面改性劑如長鏈硅烷又會降低阻燃性，不能兩全，因此有些工作致力于有阻燃元素的表面改性劑的開發。Jichun Liu等以4,40-二苯甲烷二異氰酸酯和三聚氰胺為原料通過一步原位表面聚合合成了MH和RP共微膠囊（［MH＆RP］），并將其引入EVA中，結果表明核－殼結構的共微膠囊具有較高的熱穩定性和熱氧化穩定性，在EVA中分散性更好。
　　
　　2、提高抑煙性
　　
　　Huan Zou等將納米SiO2和MoO3引入含有MH和RP的乙烯-醋酸乙烯/丁腈橡膠（EVA/NBR）共混物中，進一步提高了橡膠的力學性能、耐油性能、抑煙性能和阻燃性能。結果表明，納米SiO2的加入一方面顯著提高了材料的抗拉強度和抗油性能。另一方面，對EVA/NBR共混樣品的抑煙實驗表明，納米SiO2和MoO3的加入均能顯著降低煙氣釋放量。
　　
　　天然水鎂石是一種獨特的礦物，儲量豐富，含有94%以上的MH，可直接用作阻燃劑（HFFR）。水鎂石同MH一樣可吸熱分解并釋放水來冷卻燃燒并稀釋可燃氣體的濃度，生成的活性MgO層具有隔熱和抑煙作用，抑制可燃揮發性有機化合物進入氣相。但水鎂石的缺點是形狀不規則，顆粒分布廣，加載量大，這不利于聚合物復合材料的力學性能。Yiliang Wang等采用了海藻酸鎳（NiA）、海藻酸銅（CuA）、海藻酸鋅（ZnA）與3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）分別沉積在水鎂石表面用于阻燃EVA，發現NiA的催化石墨化是高效和可持續的，在研宄過程中首次提出了海藻酸鹽對EVA的催化石墨化和碳化機理，為生物基材料在聚合物中的應用開拓了新領域。同時，作者簡化實驗操作，利用水鎂石、硅烷偶聯劑APTES、氯化鎳、海藻酸鈉組合間的靜電相互作用、脫水縮合、氫鍵和配位鍵進行自組裝，因鎳化合物的催化碳化使復合材料燃燒時形成更多的保護炭層從而進一步提高材料的阻燃效率，降低EVA復合材料燃燒時的煙氣釋放量和提高EVA復合材料的機械性能。Hongchang Pang等采用納米工程方法合成以水鎂石為芯和薄SiO2為殼層的一種阻燃劑。將合成的CFR作為EVA復合材料的填充材料，抗拉強度（TS）至少提高了25%。在此基礎上，作者提出了CFR顆粒力學性能和阻燃性能增強的機理，其主要原因是水鎂石芯與SiO2殼層的結構協同作用。
　　
　　Xuesong Wang等以水鎂石為核心，以十二胺聚磷酸酯為外殼，采用納米工程方法合成了一種新型的有機-無機雜化阻燃劑。比較了EVA共混體系中芯殼型阻燃劑（CFR）與水鎂石與十二胺聚磷酸酯、CFR配比的EVA/物理混合物（PM）和EVA/水鎂石共混體系的阻燃性能和協同阻燃機理。在相同填充量（40wt%）的情況下，EVA/CFR共混體系的峰值放熱率和產煙率均顯著降低，分別為EVA/PM共混體系的49%和48%。同時，LOI提高到32%（比EVA/PM混合物高14.3%），UL-94測試可達到V-0等級。這些優異的性能是通過對水鎂石＠聚磷酸鹽＠胺類核/殼結構的雜化體系進行納米工程獲得的，有利于在聚合物復合材料燃燒過程中形成完整而致密的柵欄結構殘炭。Xinyao Lv等以腈-三甲基三膦酸和三聚氰胺修飾的MH納米片為原料，制備了一種新型的多功能有機-無機雜化火焰劑（AM-MEL）。然后，通過共價加入AM-MEL納米粒子制備了本征阻燃環氧樹脂（EP）。同時，將APP加入EP中，與AM-MEL形成膨脹型阻燃體系。與純EP相比，含有5wt%的AM-MEL和15wt%的APP，EP/AM-MEL/APP達到一個極限氧指數32.0%，樣條燃燒時沒有熔滴滴落，PHRR下降了88.0%，THR下降了70.0%，總煙生產量下降了81.5%，CO產率峰值下降了87.3%。
　　
　　資料來源：《劉慧慧. 氫氧化鎂的表面改性及其在乙烯醋酸乙烯酯中的阻燃應用[D].北京化工大學,2021》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！