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氫氧化鎂的阻燃機理

氫氧化鎂之所以具有阻燃效果，與其在高溫下的分解反應(yīng)密切相關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度達到340~490℃時，Mg(OH)2開始受熱分解，形成氧化鎂，并釋放出結(jié)晶H2O.

分解方程式為：

Mg(OH)2 → MgO H2O

△G°=-49.8kJ/mol.

分解反應(yīng)在430℃時達到巔i峰，490℃時分解完結(jié)，留下MgO。結(jié)晶H2O吸收大量的熱，會降低材料在火焰中的表面溫度，釋放出來的水氣稀釋了表面的氧氣。

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氫氧化鎂聚合接枝包覆

聚合接枝改性能明顯提升氫氧化鎂在聚合物中的分散性和相容性，力學(xué)性能也有一定的提高。

黃偉等先用乙烯基硅i烷（A-172）對氫氧化鎂濕法改性，在氫氧化鎂表面引入-C=C-，然后以醋酸i乙烯為單體，以過硫酸銨為引發(fā)劑，十二烷基硫酸鈉作為乳化劑，聚合接枝乙烯化的氫氧化鎂，并將改性后的氫氧化鎂添加到EVA中，制備的復(fù)合材料力學(xué)性能和阻燃性能均達到工業(yè)應(yīng)用要求。

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氫氧化鎂應(yīng)用領(lǐng)域及原理

氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，通過受熱分解時釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所產(chǎn)生的可燃氣體進行冷卻的作用。分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。氫氧化鎂是公認(rèn)的橡塑行業(yè)中具有阻燃、抑煙、填充三重功能的阻燃劑。廣泛應(yīng)用于橡膠、化工、建材、塑料及電子、不飽和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中。特別是對礦用導(dǎo)風(fēng)筒涂覆布、PVC整芯運輸帶、阻燃鋁塑板、阻燃篷布、PVC電線電纜料、礦用電纜護套、電纜附件的阻燃、消煙抗靜電，可代替氫氧化鋁，具有優(yōu)良的阻燃效果。氫氧化鎂與同類無機阻燃劑相比，具有更好的抑煙效果。

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硬脂酸鈉改性納米氫氧化鎂效果研究

塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料的廣泛使用,是人類走向現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。然而,這些有機高分子化合物絕大多數(shù)是的,燃燒時產(chǎn)生大量的有毒氣體,嚴(yán)重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。因此,研究和開發(fā)無鹵、低煙、無毒的阻燃軟質(zhì)PVC體系是一個既有重大社會效益又有顯著經(jīng)濟效益的課題。納米氫氧化鎂屬于無機添加型阻燃劑,具有熱穩(wěn)定性好、無毒、抑煙、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、促基材成炭作用和除酸能力等優(yōu)點,是目前廣泛使用的無鹵阻燃劑之一。由于表面含有大量的酸性親水基團-羥基,吸水率較大,易形成團聚體,致使它與基體樹脂之間的相容性和加工流動性差,材料的機械力學(xué)性能急劇下降,表面甚至/起霜,生白斑或失去光澤。為克服這一缺點,對納米氫氧化鎂進行表面改性,使其在一定程度上提高憎水性能,改善兩者間的相容性和分散性,是行之有效的方法之一。

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氫氧化鎂的制備

水熱法

用水熱反應(yīng)能有效地控制氫氧化鎂的形貌與尺寸，產(chǎn)物的性質(zhì)主要取決于前驅(qū)體鎂鹽的種類，溶劑和反應(yīng)過程溫度的控制；產(chǎn)品的形貌主要取決于溶液的 pH 和反應(yīng)的溫度。通過調(diào)節(jié)調(diào)整 pH值可以得到納米花型、針狀、片狀和球狀的合成產(chǎn)物，

水熱合成的優(yōu)點是可獲得比表面積大于100m2/g 的氫氧化鎂。缺點是在工業(yè)上使用高溫高壓，成本較高。

聲化學(xué)合成法

聲化學(xué)方法是使用頻率在20kHz-10MHz范圍內(nèi)的超聲波，引發(fā)微胞的形成和塌陷，且在高溫高壓下產(chǎn)生活性位點。與傳統(tǒng)方法相比較，此方法是在極限條件下發(fā)生，能夠極大地增加反應(yīng)的速率，生成形貌更加均一的小晶體。聲化學(xué)合成的特點是通過改變反應(yīng)介質(zhì)可以產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)類型的材料。

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氫氧化鎂作為一種阻燃材料，有很多優(yōu)點：

(1)氫氧化鎂的分解溫度高，燃點比氫氧化鋁高，提高聚合物材料加熱溫度；

(2)燃燒脫水后生成的MgO是一種耐火材料，并且是一種堿性氧化物，可吸收酸性氣體；

(3)吸熱能力強，阻燃；

(4)成本低，易在不同高分子材料中加工。

近年來，氫氧化鎂作為一種綠色環(huán)保阻燃劑，應(yīng)用量非常之大。

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阻燃劑市場，氫氧化鎂的無限發(fā)展

氫氧化鎂作為無機阻燃劑，除了可以起到阻燃的效果之外，還具有抑煙的功能。在火災(zāi)中，八成以上的者都不是被燒死的，而是因為濃煙窒息而死的。氫氧化鎂阻燃劑的添加，可以大大降低燃燒時的煙密度，降低人們被嗆死的風(fēng)險系數(shù)。其次，高分子材料在添加氫氧化鎂之后將具備絕熱的效果。一旦燃燒，氫氧化鎂就會形成一層氧化鎂薄膜。這層氧化鎂薄膜耐高溫，可以阻止進一步燃燒，將空氣和其他物隔絕開來，提高人們在遇到火災(zāi)時的生存幾率。

國外的別墅的墻體材料都會添加氫氧化鎂，隔熱效果非常理想。而且大多數(shù)的機場、大型超市的屋頂也都會使用氫氧化鎂阻燃材料，夏天隔熱冬天保暖。雖然國外氫氧化鎂阻燃劑的用量非常大，但氫氧化鎂阻燃劑在國內(nèi)的使用量并不多。

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氫氧化鎂阻燃膠粘劑的應(yīng)用

由于聚合物材料工業(yè)的發(fā)展，大多數(shù)聚合物容燒，而在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了防止著火，需要在聚合物材料中加入阻燃劑，當(dāng)然在粘合劑中也要加入阻燃劑

作為無機阻燃劑，氫氧化鎂具有熱穩(wěn)定性好、不析出等諸多優(yōu)點。作為一種綠色環(huán)保的阻燃劑，選擇氫氧化鎂作為阻燃劑是非常有效的。隨阻燃漿料加入量的增加，膠粘劑的自熄時間和燃燒長度將會減小，阻燃性能將會提高，但膠粘劑的壓敏性能將會降低。

氫氧化鎂阻燃劑的生產(chǎn)是采用綠色化學(xué)工藝來開發(fā)的，符合我國綠色化學(xué)工藝和環(huán)保發(fā)展趨勢，因此應(yīng)重視氫氧化鎂阻燃劑的應(yīng)用，使之成為有發(fā)展前景的阻燃劑品種。尤其在膠粘劑的應(yīng)用中起著非常重要的作用。