氢氧化镁的表面改性及其在聚合物中的应用研究
发布时间：2021-06-17 12:03
氢氧化镁（Mg（OH）2）是一种重要的添加型无机阻燃剂,具有无毒、无烟、无腐蚀性、分解温度高、能有效促进基材成炭和成本低等优点,是现代社会中常用的无机阻燃剂之一。但Mg（OH）2有很强的亲水性,表面极性大,使得与非极性的聚合物材料相容性差。直接添加会造成Mg（OH）2在高分子材料中分散不均匀,严重影响复合材料的加工性能和力学性能。可通过对Mg（OH）2进行表面改性,改善Mg（OH）2的表面性能,增强与基体材料的相容性。论文综述了传统阻燃剂以及Mg（OH）2阻燃剂近年的研究进展,并通过对单一改性剂十二烷基磷酸酯（DDP）与复合改性剂DDP/硅烷偶联剂（KH550）改性的Mg（OH）2进行探讨,由活化指数、水接触角等测试,考察了改性剂配比、改性剂量、反应时间和反应温度对Mg（OH）2改性效果的影响,得到了较优改性工艺。并利用XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC、XPS等对改性前后的Mg（OH）2
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DDP用量对Mg(OH)2活化指数的影响
Mg(OH)2 表面，使得活化指数变小。 2.3.1.2 反应时间对改性效果的影响 固定改性剂用量和反应温度分别为 3 wt%和 40 ℃的条件下，观察反应时间对 Mg(OH)2 改性效果的影响。由图 2.3 可知，随着反应时间的增加，活化指数先增大后基本趋于平稳。反应时间为 50 min、 60 min、70 min 时活化指数相差较小，改性效果相当。原因是改性时间较短时，改性剂没有完全与 Mg(OH)2 的表面反应，此时有一部分 Mg(OH)2 没有参加反应，使得活化指数较低。当改性时间为较长时，活化指数开始增大，达到一定效果后，而再延长反应时间，改性效果基本不会发生变化。
青海大学硕士学位论文第2章氢氧化镁表面单一改性研究18的升高先增大后减校在反应温度在50℃至60℃时，活化指数值相当，分别为98.57%、98.54%。而升温至70℃，Mg(OH)2的活化指数开始降至95.14%，表明Mg(OH)2的表面改性效果开始下降。说明当温度低于50℃时，随着温度的升高，活化指数逐渐增大，此时反应处于吸热状态，温度越高越有利于反应进行，改性效果越好。当温度高于50℃时，DDP改性剂的活性降低，反应速率小于解吸速率，Mg(OH)2的表面包覆量减小，改性效果降低。图2.4反应温度对Mg(OH)2活化指数的影响Fig.2.4TheinfluenceofthereactiontemperatureonMg(OH)2activationindex2.3.2氢氧化镁表面改性的表征2.3.2.1改性前后Mg(OH)2的SEM分析图2.5中(a)和(b)分别为改性前后的Mg(OH)2样品的SEM图，由图2.5(a)可以看出，许多六角片状的Mg(OH)2堆叠在一起，团聚现象极为严重，而且分散性也差。从图2.5(b)中可观察到改性后的Mg(OH)2团聚现象明显得到改善，同时其分散性也有所提高。以上现象的变化是因为原始的Mg(OH)2表面能高，需要通过彼此吸附来降低表面能，使得团聚现象较为严重。而通过DDP改性后，Mg(OH)2表面包覆了一层非极性的烷基链，降低了其表面能，有利于改善Mg(OH)2的团聚状况，从而使得Mg(OH)2团聚现象得到改善，分散性提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能[J]. 肖春平,万里鹰,张崇印,陈前川,郝冬冬,张伦亮. 复合材料学报. 2019(09)
[2]有机蒙脱土与膨胀阻燃剂协同阻燃聚丙烯[J]. 陈宝书,廖力,赵天宝,左龙,黄丽萍,唐齐骏. 化工新型材料. 2018(11)
[3]纳米氢氧化镁阻燃聚丙烯的研究[J]. 申红艳,刘有智,朱芝敏. 中北大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]三聚氰胺聚磷酸盐与金属氧化物协效阻燃聚丙烯研究[J]. 黄俊,彭红梅,胡斌,韩锐. 塑料工业. 2018(09)
[5]新型超支化聚磷酰胺/聚磷酸铵协效阻燃聚丙烯的机理研究[J]. 叶新明,王远航,靳晴,晏泓. 化工新型材料. 2018(05)
[6]石墨烯杂化体的制备及对聚丙烯的阻燃[J]. 陶守亮,王继辉,倪爱清,陈宏达,邓志康. 高分子材料科学与工程. 2018(04)
[7]三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其阻燃聚丙烯的性能[J]. 钟志强,胡志,梅青. 工程塑料应用. 2018(03)
[8]氢氧化镁/膨润土协同阻燃聚丙烯的研究[J]. 苏明阳,江金永. 当代化工. 2017(10)
[9]一种超支化聚酰胺成炭剂的合成及其阻燃聚丙烯的研究[J]. 李雪松,王远航,张乃恩,晏泓. 应用化工. 2017(10)
[10]1-氨基乙叉-1,1-二膦酸及其协效组合物对聚丙烯阻燃性能的影响[J]. 王刚,姜玮,张丹凤,姚有为. 塑料科技. 2017(07)
博士论文
[1]系列环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能研究[D]. 张继堂.吉林大学 2016
硕士论文
[1]镁基功能材料的构建及其在环氧树脂中的应用[D]. 李娜.中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所) 2019
[2]氢氧化镁的表面改性及其对EVA复合材料的性能研究[D]. 邓方圆.西安电子科技大学 2015
[3]碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究[D]. 杨雪琴.黑龙江大学 2012
[4]环氧树脂增韧改性及疏水改性研究[D]. 胡红兵.华南理工大学 2011
[5]可膨胀石墨阻燃环氧树脂的制备及其性能研究[D]. 彭俊林.西南交通大学 2010
[6]硼酸锌阻燃剂的微波合成及应用研究[D]. 童孟良.中南大学 2008
[7]聚合磷酸酯类阻燃剂的合成及应用研究[D]. 袁相爱.南京师范大学 2005
本文编号：3235159
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DDP用量对Mg(OH)2活化指数的影响
Mg(OH)2 表面，使得活化指数变小。 2.3.1.2 反应时间对改性效果的影响 固定改性剂用量和反应温度分别为 3 wt%和 40 ℃的条件下，观察反应时间对 Mg(OH)2 改性效果的影响。由图 2.3 可知，随着反应时间的增加，活化指数先增大后基本趋于平稳。反应时间为 50 min、 60 min、70 min 时活化指数相差较小，改性效果相当。原因是改性时间较短时，改性剂没有完全与 Mg(OH)2 的表面反应，此时有一部分 Mg(OH)2 没有参加反应，使得活化指数较低。当改性时间为较长时，活化指数开始增大，达到一定效果后，而再延长反应时间，改性效果基本不会发生变化。
青海大学硕士学位论文第2章氢氧化镁表面单一改性研究18的升高先增大后减校在反应温度在50℃至60℃时，活化指数值相当，分别为98.57%、98.54%。而升温至70℃，Mg(OH)2的活化指数开始降至95.14%，表明Mg(OH)2的表面改性效果开始下降。说明当温度低于50℃时，随着温度的升高，活化指数逐渐增大，此时反应处于吸热状态，温度越高越有利于反应进行，改性效果越好。当温度高于50℃时，DDP改性剂的活性降低，反应速率小于解吸速率，Mg(OH)2的表面包覆量减小，改性效果降低。图2.4反应温度对Mg(OH)2活化指数的影响Fig.2.4TheinfluenceofthereactiontemperatureonMg(OH)2activationindex2.3.2氢氧化镁表面改性的表征2.3.2.1改性前后Mg(OH)2的SEM分析图2.5中(a)和(b)分别为改性前后的Mg(OH)2样品的SEM图，由图2.5(a)可以看出，许多六角片状的Mg(OH)2堆叠在一起，团聚现象极为严重，而且分散性也差。从图2.5(b)中可观察到改性后的Mg(OH)2团聚现象明显得到改善，同时其分散性也有所提高。以上现象的变化是因为原始的Mg(OH)2表面能高，需要通过彼此吸附来降低表面能，使得团聚现象较为严重。而通过DDP改性后，Mg(OH)2表面包覆了一层非极性的烷基链，降低了其表面能，有利于改善Mg(OH)2的团聚状况，从而使得Mg(OH)2团聚现象得到改善，分散性提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能[J]. 肖春平,万里鹰,张崇印,陈前川,郝冬冬,张伦亮. 复合材料学报. 2019(09)
[2]有机蒙脱土与膨胀阻燃剂协同阻燃聚丙烯[J]. 陈宝书,廖力,赵天宝,左龙,黄丽萍,唐齐骏. 化工新型材料. 2018(11)
[3]纳米氢氧化镁阻燃聚丙烯的研究[J]. 申红艳,刘有智,朱芝敏. 中北大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]三聚氰胺聚磷酸盐与金属氧化物协效阻燃聚丙烯研究[J]. 黄俊,彭红梅,胡斌,韩锐. 塑料工业. 2018(09)
[5]新型超支化聚磷酰胺/聚磷酸铵协效阻燃聚丙烯的机理研究[J]. 叶新明,王远航,靳晴,晏泓. 化工新型材料. 2018(05)
[6]石墨烯杂化体的制备及对聚丙烯的阻燃[J]. 陶守亮,王继辉,倪爱清,陈宏达,邓志康. 高分子材料科学与工程. 2018(04)
[7]三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其阻燃聚丙烯的性能[J]. 钟志强,胡志,梅青. 工程塑料应用. 2018(03)
[8]氢氧化镁/膨润土协同阻燃聚丙烯的研究[J]. 苏明阳,江金永. 当代化工. 2017(10)
[9]一种超支化聚酰胺成炭剂的合成及其阻燃聚丙烯的研究[J]. 李雪松,王远航,张乃恩,晏泓. 应用化工. 2017(10)
[10]1-氨基乙叉-1,1-二膦酸及其协效组合物对聚丙烯阻燃性能的影响[J]. 王刚,姜玮,张丹凤,姚有为. 塑料科技. 2017(07)
博士论文
[1]系列环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能研究[D]. 张继堂.吉林大学 2016
硕士论文
[1]镁基功能材料的构建及其在环氧树脂中的应用[D]. 李娜.中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所) 2019
[2]氢氧化镁的表面改性及其对EVA复合材料的性能研究[D]. 邓方圆.西安电子科技大学 2015
[3]碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究[D]. 杨雪琴.黑龙江大学 2012
[4]环氧树脂增韧改性及疏水改性研究[D]. 胡红兵.华南理工大学 2011
[5]可膨胀石墨阻燃环氧树脂的制备及其性能研究[D]. 彭俊林.西南交通大学 2010
[6]硼酸锌阻燃剂的微波合成及应用研究[D]. 童孟良.中南大学 2008
[7]聚合磷酸酯类阻燃剂的合成及应用研究[D]. 袁相爱.南京师范大学 2005
本文编号：3235159
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