聚丙酸氧鎂前驅體法氧化鎂和氫氧化鎂纖維的制備、性能及其機理研究.pdf

1、氧化鎂和氫氧化鎂纖維作為一類具有優(yōu)良性能的一維材料，具有大的長徑比和高的比表面積，在耐火材料、復合材料、阻燃劑、廢水處理、煙氣脫硫、添加劑等領域有著非常重要的應用。本文以氧化鎂和丙酸為基礎原料，使用溶膠凝膠法制備出了聚丙酸氧鎂(PPM)前驅體纖維，熱處理后得到純凈的氧化鎂和氫氧化鎂纖維。通過對前驅體纖維和燒結后的纖維進行熱重-差示掃描量熱(TG/DSC)、紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和導熱系數等測試，對

2、前驅體纖維的分子結構、不同預處理方式對纖維中有機物分解、結晶性能、微觀形貌和導熱系數的影響、不同前驅體制備方式對纖維的影響、不同配體對氫氧化鎂纖維形成的影響等方面進行了分析。主要研究內容包括以下幾個方面:
　　1、以氧化鎂和丙酸為原料，使用溶膠凝膠-離心甩絲聯用技術制備出了前驅體纖維，將前驅體纖維分別在水蒸氣和空氣中進行預處理，之后再在燒結爐中燒結，最終得到直徑在7～10μm的氧化鎂纖維。研究了前驅體纖維的分子結構式和不同預處理方

3、式對纖維中有機物分解、結晶性能、微觀形貌和導熱系數的影響。結果表明當前驅體纖維在水蒸氣中預處理時在300℃～400℃有氫氧化鎂晶相形成，水蒸氣氣氛有利于有機物的分解、氧化鎂的結晶和表面光滑、致密、無裂紋的纖維的形成，但會導致纖維導熱系數的增大，且纖維在燒結到1400℃時出現晶粒明顯長大的現象。纖維微結構的改變可使氧化鎂的導熱系數降低。
　　2、以氧化鎂和丙酸為原料，使用溶膠凝膠-靜電紡絲聯用技術制備出了前驅體纖維，將前驅體纖維在空

4、氣中燒結后得到了直徑在100～350nm的納米氧化鎂纖維。研究了不同配比和反應條件對溶膠可紡性的影響，得到以丙酸為配體制備靜電紡絲溶膠的最佳條件為mPPM粉末∶mPVP∶m水=1∶1.6∶0.2，注射速度為0.7ml/h，電源電壓為20kV，收絲距離為15cm。通過對纖維的物相分析對比，研究了不同制備方式（離心甩絲法與靜電紡絲法）對前驅體和氧化鎂纖維的影響，結果表明不同制備方法對前驅體纖維的分子結構，燒結過程中的有機物分解和結晶性能幾乎

5、沒有影響，但對纖維的形貌影響較大，靜電紡絲法制得的氧化鎂纖維直徑比離心甩絲法減小了約50倍。
　　3、以氧化鎂、丙酸、醋酸和檸檬酸為原料，使用溶膠凝膠-離心甩絲聯用技術制備出了前驅體纖維，將前驅體纖維在水蒸氣中燒結得到純凈的纖維。研究了不同配體對氫氧化鎂纖維形成的影響，纖維在燒結過程中的物相變化和氫氧化鎂纖維的形貌變化。結果表明使用丙酸和醋酸為配體會出現氫氧化鎂晶相，檸檬酸為配體沒有氫氧化鎂晶相生成，直接出現氧化鎂晶相，推測氫氧化