• <tr id='D2mgHi'><strong id='D2mgHi'></strong><small id='D2mgHi'></small><button id='D2mgHi'></button><li id='D2mgHi'><noscript id='D2mgHi'><big id='D2mgHi'></big><dt id='D2mgHi'></dt></noscript></li></tr><ol id='D2mgHi'><option id='D2mgHi'><table id='D2mgHi'><blockquote id='D2mgHi'><tbody id='D2mgHi'></tbody></blockquote></table></option></ol><u id='D2mgHi'></u><kbd id='D2mgHi'><kbd id='D2mgHi'></kbd></kbd>

    <code id='D2mgHi'><strong id='D2mgHi'></strong></code>

    <fieldset id='D2mgHi'></fieldset>
          <span id='D2mgHi'></span>

              <ins id='D2mgHi'></ins>
              <acronym id='D2mgHi'><em id='D2mgHi'></em><td id='D2mgHi'><div id='D2mgHi'></div></td></acronym><address id='D2mgHi'><big id='D2mgHi'><big id='D2mgHi'></big><legend id='D2mgHi'></legend></big></address>

              <i id='D2mgHi'><div id='D2mgHi'><ins id='D2mgHi'></ins></div></i>
              <i id='D2mgHi'></i>
            1. <dl id='D2mgHi'></dl>
              1. <blockquote id='D2mgHi'><q id='D2mgHi'><noscript id='D2mgHi'></noscript><dt id='D2mgHi'></dt></q></blockquote><noframes id='D2mgHi'><i id='D2mgHi'></i>
                400

                阻燃型納米氫氧化鎂工藝研究

                2013-11-16

                當前,各國塑料的阻燃材料主要№是以十溴二苯醚為▃主,但十溴二苯醚在燃燒時會產生有毒致癌的多溴代二苯並呋喃等物質,而使它遭到一些▲國家的抵制使用。因此,阻燃材料亦朝向低毒、低煙方向發展。大力發展性能優異的無毒阻燃劑非常必要。作為阻燃劑的無機材料有Mg(OH)2AL(OH)3Sb2O3等。這些無機阻燃劑在合成材料中除有阻燃效果外,還有抑制發煙和氯化氫生產的作用。因為賦予材料無毒性、無腐蝕性,因而得到廣泛應用。尤其是氫氧化鎂,由於其 優越的阻燃性能及效果而∮廣泛受青睞,它主要用於聚丙烯、聚氯乙烯和樹脂等高分子材料的阻燃劑,以及用於含鉛廢水的處理,是一種環保產品,其市場前景廣闊。

                  試驗以工業氯化鎂為原料,研究了納米←級氫氧化鎂的制備工藝,分析了制備納米級氫氧化鎂阻燃劑的方法和工藝條件,得出了形狀和粒度都符合要求的高質量納米氫氧化鎂。

                試驗

                11試驗原料

                  氨法低溫合成氫氧化鎂是以工業級氫氧化鎂為原料,與沈澱劑氨水(添加表面活性劑)的反應,反應方程式為:

                MgCL2+2NH3·H2O  2NH4CL+Mg(OH)2

                  本文試驗用原料氯化鎂(六水氯化鎂)由湖北某化工企業提供,其主要成分的化學分析結果如表1所示。其它所用試劑為分析純。

                12氫氧化鎂的阻燃特點

                  對氫氧化鎂的熱重分析和差熱分析(TGA-DTAThennpgravimetric Analysis Differential Thermal Analysis)曲線(圖1)的分析可以看出,無毒、阻燃、抑煙熱穩定性高的氫氧化鎂約在340℃時,開始發生分解反應:

                Mg(OH)2  MgO+ H2O_Q,在430℃時分解速度高,490℃時分解結束,整個熱分解過程中僅產生水蒸氣和耐火材料MgO,不產生腐蝕性氣體,分解吸熱量為0.77KJ/g,(44.8KJ/mol,並具有高的熱穩定性和良好的消煙作用,其消煙特性在固體降解區明顯優於碳酸鈣和氫氧化鋁阻燃劑(圖2)。

                  1氯化鎂原料組成

                組分

                KCL

                NaCL

                MgCL2·6H2O

                CaSO4

                其他

                質量分數/

                0.01

                0.59

                91.5

                0.55

                7.35

                 

                13試驗裝置及工藝流程

                  低溫氨水合成氫氧化鎂的試驗裝置如圖3所示,包括帶攪拌器的反應器、恒溫水浴氨水容器與低價裝置(混有表面活性劑),其中恒溫水浴的作用是保持反應器內溶液的溫度基本為一定值。試驗研究的工藝流程如圖4所示,低溫合成采用順加料方式,即氨水以一定的速度加入氯化鎂溶液內進行反應。

                        氨水               表面活性劑

                MgCL2水溶液      水熱處理       表面處理


                                          幹燥分析          過濾洗滌


                                     圖4  納米氫氧化鎂工藝流程

                試驗結果與分析

                21反應溫度對氫氧化鎂粒徑與形貌的影響

                  當鎂離子初始濃度為1.01.2mol/L,鎂離子與氫氧根離子濃度比為11.7,反應時間為60min時,不同溫度條件下,氫氧化鎂粒徑與溫度關系如表2所示。反應溫度對氫氧化鎂粒徑的影響如圖5所示。由圖5可見,隨著反應溫度☆升高,氫氧化鎂顆粒的粒徑增大,溫度超過80℃時,顆粒粒徑又減小。通過電鏡分析發現,隨著反應溫度的上升其形〖貌逐漸規則,75℃時粒度分布大小均勻,成片狀結構。

                 

                  表氫氧化鎂粒徑與溫度關系

                溫度/℃

                粒徑/平均值nm

                60

                21

                65

                26

                70

                30

                75

                35

                80

                31

                22鎂離子初始濃度對氫氧化鎂粒徑與形貌的影響

                  當鎂離子與氫氧根離子濃度比為11.7,反應溫度7080℃時,反應時間為60min時,鎂離子初始濃度對氫氧化鎂粒度的影響如圖6所示,試驗數據見表3

                  表初始濃度的影響

                初始濃度/mol/L

                平均粒徑/nm

                0.75

                45

                0.85

                39

                0.95

                37

                1.05

                35

                1.15

                30


                由圖6可見,隨著溶液中鎂離子初始濃度的增加,生成納米氫氧化鎂的粒徑逐漸減小,由45nm逐漸減小到30nm。當鎂離子初始濃度為1.05mol/L時,可以得35nm左右、片狀、粒度大小均勻得納米級氫氧化鎂。

                23反應時間對氫氧化鎂粒徑與形貌的影響

                  當反應溫度為7080℃時,鎂離子濃度為1.01.2mol/LMg2+OH-的物質質量比為11.7時,反應時間對氫氧化鎂粒度的影響如圖7所示,數據如表4所示。實驗結果顯示,氯化鎂與ω氨水之間的速度非常快,整個反應可在瞬間完成。隨著反應時間的延長,氫氧化鎂粒徑逐漸減小。但試驗和結果表□ 明,反應時間過短,氫氧化鎂大部分以無定型的狀態存在。要生成晶形完整的氫氧化鎂晶體,反應需要一定時間。

                  表反應時間的影響

                反應時間/min

                平均粒徑/nm

                35

                55

                45

                43

                55

                39

                65

                35

                75

                30

                24表面活性劑對氫氧化鎂粒徑與形貌的影響

                  試驗中加入表面活性劑的目的是為了改變氫氧化鎂粒子的表面性質,有效的降低氫氧化鎂粒子團聚的發生,改善氫氧化鎂粒子的形貌。試驗研究顯示,隨著表面活性劑濃度的增加,氫氧化鎂的粒徑有一個先減小後增大的趨勢。實驗數據如表5所示,表面活性劑濃度對氫氧化鎂粒徑的影響見圖8

                  表表面活性劑的影響

                反應濃度/

                平均粒徑/nm

                1

                41

                2

                37

                3

                35

                4

                39

                5

                43

                  通過上述試驗,得出納米氫氧化鎂適宜的制備條件是反應溫度(7080℃)、反應時間(60min),鎂離子初始濃度(1.01.2mol/L),氨水濃度(3.03.2mol/L),表面活性劑濃度(3%)以及鎂離子與氫氧根離子的濃度比(11.7)。上述條件下制備得到的納米氫氧化鎂的電鏡照片如圖9

                結論

                  采用氨法低溫合成納米氫氧化鎂阻燃劑,可以得到如下結論:1)低溫條件下,加入表面活性劑能夠制備納米氫氧化鎂阻燃劑。合適的工藝條件為:反應溫度(7080℃)、反應時間(60min)、鎂離子初始濃度(1.01.2mol/L),氨水濃度(33.2mol/L),表面活性劑濃度(3%)以及鎂離子與氫氧根離子的濃度比(11.7)。2)縮短水熱法合成氫氧化鎂的工藝,降低反應條件。制得的氫氧化鎂阻燃劑平均粒徑在35nm