超細(xì)氫氧化鎂的制備及其在木塑復(fù)合材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料作為一種資源節(jié)約和環(huán)境友好型復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。但木塑復(fù)合材料屬于易燃材料，具有很大的火災(zāi)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(fù)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(yīng)用于木塑復(fù)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(fù)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(fù)合材料力學(xué)性能下降的問題，本論文

2、利用直接沉淀法合成超細(xì)氫氧化鎂，并將普通氫氧化鎂、超細(xì)氫氧化鎂、聚磷酸銨和復(fù)合阻燃劑（兩種氫氧化鎂和聚磷酸銨）應(yīng)用于木塑復(fù)合材料，考察了五種阻燃劑對木塑復(fù)合材料力學(xué)、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(xì)氫氧化鎂在木塑復(fù)合材料中的阻燃機(jī)理和抑煙減毒作用。
　　 本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　 1、利用硝酸鎂和氨水通過直接沉淀法制備超細(xì)氫氧化鎂，并利用分散劑改善超細(xì)氫氧化鎂的團(tuán)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(xì)氫氧化鎂90％的粒子在200nm內(nèi)，接近于不規(guī)則的片層形狀。較優(yōu)工藝條件為反應(yīng)溫度30℃，硝酸鎂濃度0.1mol·L-1，反應(yīng)時間0.5h，分散劑PEG6000的添加量為原料硝酸鎂質(zhì)量的6％。
　　 2、分別將普通氫氧化鎂和超細(xì)氫氧化鎂應(yīng)用到木塑復(fù)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(fù)合材料力學(xué)和阻燃性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)超細(xì)氫

4、氧化鎂的最佳添加量為總質(zhì)量的30％，且超細(xì)氫氧化鎂相比于普通氫氧化鎂不僅明顯提高木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和氧指數(shù)，還能更有效抑制木塑復(fù)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(fù)合材料力學(xué)和阻燃性的影響，結(jié)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(fù)合材料的力學(xué)性能，還能保持木塑復(fù)合材料良好的阻燃性能。
　　 3、將普通氫氧化鎂、超細(xì)氫氧化鎂和聚磷酸銨應(yīng)用于木塑復(fù)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(fù)配比例對木塑復(fù)合材料力學(xué)、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(fù)合材料的力學(xué)和阻燃性能，并有效抑制木塑復(fù)合材料的熱釋放和熱分解行為，但會明顯提高木塑復(fù)合材料的比消光面積和煙生成速率峰值。同時復(fù)合阻燃劑對木塑復(fù)合材料的力學(xué)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(fù)合阻燃劑，超細(xì)氫氧化鎂能更有效抑制木塑復(fù)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(xué)方程研究超細(xì)氫氧化鎂對木塑復(fù)合材料熱降解過程以及動力學(xué)參數(shù)的影響，結(jié)果表明在400℃以前超細(xì)氫氧化促使木塑復(fù)合材料形成高質(zhì)量炭層，提高體系的熱穩(wěn)定性，使木塑復(fù)合材料失重明顯減少。在400℃后，超細(xì)氫氧化鎂使木塑復(fù)合材料活化能增加，反應(yīng)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(xì)氫氧化鎂對木塑復(fù)合材料煙生成速率、總煙釋放量、一氧化碳轉(zhuǎn)化率及其產(chǎn)量和二氧化