超細氫氧化鎂的制備及其在木塑復合材料中的應用研究.pdf

1、木塑復合材料作為一種資源節(jié)約和環(huán)境友好型復合材料，廣泛應用于許多領域。但木塑復合材料屬于易燃材料，具有很大的火災隱患，并且在燃燒過程中會釋放大量有危害的煙霧和毒氣。因此提高木塑復合材料阻燃與抑煙性能是非常必要的。目前，一些環(huán)境友好型的無鹵阻燃劑逐漸應用于木塑復合材料。氫氧化鎂作為一種重要的無鹵阻燃劑，具有阻燃、抑煙和填充功能，可用來改善木塑復合材料易燃和發(fā)煙量大的缺陷。為了解決由于氫氧化鎂引入而引起木塑復合材料力學性能下降的問題，本論文

2、利用直接沉淀法合成超細氫氧化鎂，并將普通氫氧化鎂、超細氫氧化鎂、聚磷酸銨和復合阻燃劑（兩種氫氧化鎂和聚磷酸銨）應用于木塑復合材料，考察了五種阻燃劑對木塑復合材料力學、阻燃和抑煙性的影響，并利用熱分析法和錐形量熱法研究超細氫氧化鎂在木塑復合材料中的阻燃機理和抑煙減毒作用。
　　 本論文的主要研究結果如下:
　　 1、利用硝酸鎂和氨水通過直接沉淀法制備超細氫氧化鎂，并利用分散劑改善超細氫氧化鎂的團聚問題。激光粒度儀、X-射線

3、衍射和掃描電鏡分析表明，超細氫氧化鎂90％的粒子在200nm內，接近于不規(guī)則的片層形狀。較優(yōu)工藝條件為反應溫度30℃，硝酸鎂濃度0.1mol·L-1，反應時間0.5h，分散劑PEG6000的添加量為原料硝酸鎂質量的6％。
　　 2、分別將普通氫氧化鎂和超細氫氧化鎂應用到木塑復合材料中，并通過拉伸性能、氧指數(shù)、掃描電鏡、熱重分析和錐形量熱測試來評價木粉粒徑、氫氧化鎂添加量和粒徑大小對木塑復合材料力學和阻燃性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)超細氫

4、氧化鎂的最佳添加量為總質量的30％，且超細氫氧化鎂相比于普通氫氧化鎂不僅明顯提高木塑復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率和氧指數(shù)，還能更有效抑制木塑復合材料的熱釋放和熱分解行為。同時考察兩種偶聯(lián)劑對木塑復合材料力學和阻燃性的影響，結果表明5％的馬來酸酐接枝聚乙烯偶聯(lián)劑能明顯改善木塑復合材料的力學性能，還能保持木塑復合材料良好的阻燃性能。
　　 3、將普通氫氧化鎂、超細氫氧化鎂和聚磷酸銨應用于木塑復合材料，采用拉伸性能、氧指數(shù)和錐形量熱

5、測試評價聚磷酸銨添加量以及兩種氫氧化鎂與聚磷酸銨的復配比例對木塑復合材料力學、阻燃和抑煙性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)添加量為30％的聚磷酸銨能提高木塑復合材料的力學和阻燃性能，并有效抑制木塑復合材料的熱釋放和熱分解行為，但會明顯提高木塑復合材料的比消光面積和煙生成速率峰值。同時復合阻燃劑對木塑復合材料的力學和阻燃性能不能起到協(xié)同增效作用，但對其抑煙性能有一定的協(xié)同作用。相比于聚磷酸銨和復合阻燃劑，超細氫氧化鎂能更有效抑制木塑復合材料的熱釋放，熱

6、分解和煙釋放行為。
　　 4、采用熱分析法和熱動力學方程研究超細氫氧化鎂對木塑復合材料熱降解過程以及動力學參數(shù)的影響，結果表明在400℃以前超細氫氧化促使木塑復合材料形成高質量炭層，提高體系的熱穩(wěn)定性，使木塑復合材料失重明顯減少。在400℃后，超細氫氧化鎂使木塑復合材料活化能增加，反應速率常數(shù)減低，減緩熱解過程。
　　 5、采用錐形量熱法研究超細氫氧化鎂對木塑復合材料煙生成速率、總煙釋放量、一氧化碳轉化率及其產(chǎn)量和二氧化