納米氫氧化鎂阻燃機(jī)理及阻燃效率研究

氫氧化鎂作為阻燃劑的阻燃機(jī)理為：氫氧化鎂受熱分解時(shí)，釋放出H20，同時(shí)吸收大量的潛熱，這就降低了樹(shù)脂在火焰中實(shí)際承受的溫度，具有抑制高聚物分解和可燃性氣體產(chǎn)生、的冷卻效應(yīng)。分解后生成的MgO是良好的耐火材料，也能幫助提高樹(shù)脂抵抗火焰的能力，而且氫氧化鎂的熱分解溫度高達(dá)340℃，因此，其阻燃性能十分優(yōu)越。

但普通氫氧化鎂用于聚合物阻燃的主要缺點(diǎn)是阻燃效率低以及與基體的相容性差，要使材料的阻燃性能達(dá)到一定要求，氫氧化鎂的添加量通常要高達(dá)50%以上，這樣會(huì)對(duì)材料的力學(xué)性能和加工性能影響很大，難以達(dá)到使用要求。為了使氫氧化鎂能更好地用于塑料阻燃，國(guó)內(nèi)外不少研究機(jī)構(gòu)已成功地開(kāi)發(fā)出了不同性能的氫氧化鎂。美國(guó)Solem公司開(kāi)發(fā)出了分散性良好，加工溫度可達(dá)332℃的優(yōu)質(zhì)氫氧化鎂。日本協(xié)和化學(xué)工業(yè)自1973年開(kāi)始研究特殊大晶粒，低比表面積的氫氧化鎂，1975年研究成功。該機(jī)構(gòu)最近又開(kāi)發(fā)出了氫氧化鎂薄片狀粒子和纖維狀結(jié)晶，但該項(xiàng)技術(shù)并未公開(kāi)。大連理工大學(xué)也曾研制出晶粒尺寸大、比表面積小、具有優(yōu)良阻燃性能的新型氫氧化鎂。江蘇海水綜合利用研究所、蘭州化學(xué)工業(yè)公司研究院以及中科院青誨鹽湖研究所等相繼致力于研制特殊晶形的氫氧化鎂阻燃劑。

   

應(yīng)用研究表明：當(dāng)加入的氫氧化物粒徑減小到1μm時(shí)，其阻燃聚合物體系的氧指數(shù)顯著提高。不少文獻(xiàn)報(bào)道隨著粒徑的減小，無(wú)機(jī)粒子對(duì)聚合物材料有增強(qiáng)增韌的作用。因此，超細(xì)化成為氫氧化鎂阻燃劑的一個(gè)重要發(fā)展方向。在材料科學(xué)里面，人們將超細(xì)微粒子稱謂納米粒子，是一種介于固體和分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。納米氫氧化鎂（VK-MHT01）是指顆粒粒度介于1-100nm的氫氧化鎂，作為一種納米材料，它具有納米材料所具有的共同特點(diǎn)，即小尺寸效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)，宏觀量子效應(yīng)等，用它填充于復(fù)合材料中能大大提高材料的阻燃性能、力學(xué)性能和其它性能。研究表明，采用納米氫氧化鎂（VK-MHT01）的塑料阻燃性能優(yōu)于普通Mg(OH)2填充的塑料，具有更好的機(jī)械加工性，與含磷和鹵素的有機(jī)阻燃劑相比，納米氫氧化鎂無(wú)毒，無(wú)味，且具有阻燃，填充，抑煙三重功能，是開(kāi)發(fā)阻燃聚合物的理想添加劑，已受到人們的廣泛關(guān)注。

   

姚佳良等研究了納米氫氧化鎂與微米氫氧化鎂填充聚丙烯(PP)體系的阻燃性能、流動(dòng)性能和力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Mg(OH)2時(shí)，納米Mg(OH)2填充體系的阻撩燃性能要好于微米Mg(OH)2填充體系，并在填充量為60%時(shí)達(dá)到V-0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且發(fā)煙量少，流動(dòng)性能和力學(xué)性能也要好于微米Mg(OH)2填充體系。