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| 水鎂石阻燃劑的阻燃機(jī)理概述 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-05-15 09:58:16 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/小悅）水鎂石，又稱(chēng)“氫氧鎂石”，為白色、灰白色或淡黃色的半透明晶體狀礦石，是自然界中含鎂較高的礦物之一，典型的低熱液蝕變礦物。水鎂石中含MgO 69.12%，H2O30.88%，相對(duì)分子量58.32，密度 2.38-3.4，折射指數(shù)1.581，分解溫度340℃（脫水分解），與方解石、水菱鎂礦、方鎂石等共生，又或存在于白云巖中。在已發(fā)現(xiàn)的礦床中，有兩種類(lèi)型的水鎂石，即塊狀水鎂石和纖維水鎂石。水鎂石的結(jié)構(gòu)為理想的八面體片，屬六方晶系礦物，具有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，其中的（OH-）為六方型緊密堆積，每一個(gè)單元由兩層OH-與夾于其間的一層Mg2+組成，層間由很弱的氫氧鍵相連，因此易與水形成氫鍵，能在水中呈懸浮液。
水鎂石經(jīng)超細(xì)粉碎并作表面處理制取無(wú)機(jī)無(wú)鹵阻燃劑是最近幾年備受關(guān)注的熱點(diǎn)課題。氫氧化鎂是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)機(jī)阻燃劑，具有阻燃、消煙、防滴、填充等多重功能，與同類(lèi)無(wú)機(jī)阻燃劑相比，它是一種添加型高抑煙阻燃劑，具有更好的抑煙效果。通過(guò)對(duì)水鎂石粉體表面改性，水鎂石具有與合成氫氧化鎂相同的熱行為。在填充量為40wt%以上時(shí)，水鎂石復(fù)合材料具有明顯的阻燃抑煙效果。
氫氧化鎂也是一種新型的無(wú)鹵阻燃劑，它的分解溫度高、熱穩(wěn)定性好、無(wú)毒無(wú)煙、抑煙效果明顯且不產(chǎn)生二次污染，可以作為高性能無(wú)機(jī)阻燃劑應(yīng)用于高分子材料中。氫氧化鎂超細(xì)粒子還可成為功能性高分子復(fù)合物和纖維增強(qiáng)物質(zhì)與其它制劑復(fù)合使用，可以改善高分子材料的其它性能，如機(jī)械強(qiáng)度，軟化溫度，制品表面亮度，絕緣性能，抗靜電性能。
水鎂石可廣泛用于阻燃聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、ABS 及其共混物、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、HIPS、PA、聚酰亞胺、含氟聚合物、環(huán)氧樹(shù)脂、橡膠、涂料等。另外，水鎂石也常與其他阻燃劑共同阻燃復(fù)合材料，從而獲得更好的阻燃效果。
水鎂石與氫氧化鎂具有相同的阻燃機(jī)理，反應(yīng)方程式如以下公式所示：
Mg（OH）2 → MgO + H2O
水鎂石的阻燃機(jī)理主要有以下幾點(diǎn)：
（1）分解釋放出的水吸收大量熱量，從而降低了阻燃聚合物材料表面火焰的溫度，延緩其降解或使之難燃；
（2）產(chǎn)生的大量水蒸氣可以覆蓋火焰，降低燃燒區(qū)可燃?xì)怏w和氧氣的濃度；
（3）分解生成的產(chǎn)物是氧化鎂保護(hù)膜，在聚合物表面起著熱傳質(zhì)屏障層的作用；另外氧化鎂還可以中和燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的酸性和腐蝕性氣體；
（4）水鎂石還可以把聚合物分解產(chǎn)生的 CO 轉(zhuǎn)化成 CO2，從而減少有毒可燃性氣體的產(chǎn)生。 由此可知，水鎂石對(duì)于導(dǎo)致燃燒的三個(gè)必要條件（氧、熱和可燃物）均有抑制作用。在當(dāng)今頻繁發(fā)生的火災(zāi)中，許多人是因?yàn)槲脒^(guò)多釋放的煙氣窒息而亡的，因此阻燃聚合物技術(shù)中的“抑煙”作用也應(yīng)當(dāng)引起注意。
作為一種新型阻燃劑，水鎂石具有阻燃，抑煙，安全，低價(jià)，等諸多優(yōu)勢(shì)。已成為阻燃劑研究領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題，廣泛應(yīng)用于塑料，樹(shù)脂等領(lǐng)域。但水鎂石的添加量對(duì)復(fù)合材料具有很大的影響，較少的添加量不能滿(mǎn)足阻燃性能的要求，較大的添加量導(dǎo)致水鎂石和基體之間的相容性變差，機(jī)械性能?chē)?yán)重下降。常用的粉體表面改性法，有涂覆改性、表面化學(xué)改性、沉淀反應(yīng)改性、膠囊化改性及機(jī)械化學(xué)改性等。
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