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技術進展

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氫氧化鎂阻燃材料的制備研究進展與展望

來源：中國粉體技術網更新時間：2014-10-29 10:46:43 瀏覽次數：

（中國粉體技術網/遠志）阻燃材料通常添加到高分子材料中，降低其燃燒性能以有效減少火災的發生。隨著高分子材料的廣泛應用和環保、安全意識的日益增強，人們對阻燃材料需求及性能要求也越來越高。
氫氧化鎂作為無機阻燃填料，具有無鹵、無毒、無煙、熱穩定性好、分解溫度高和對高聚物基材料無毒性、無腐蝕性的優點。作為新型、安全、環保無機阻燃劑，已在塑料、橡膠和電纜等材料之中廣泛應用。

1 氫氧化鎂阻燃機理
氫氧化鎂在高溫下受熱分解為氧化鎂和水，受熱分解方程式為：

Mg(OH)₂→ MgO + H₂O

該反應發生的初始溫度為340℃，到490℃時Mg(OH)₂完全分解，其分解為吸熱反應，吸熱總量高達44.8kJ/mol，從而降低了聚合物材料表面火焰的溫度，使聚合物降解速度減慢，可燃氣體的產生量減少；氫氧化鎂分解過程中釋放的大量水分(脫水量為30.9%)可以覆蓋火焰，降低燃燒面空氣中氧濃度，減緩燃燒效果；分解產生的MgO是良好的耐火材料，覆蓋于聚合物表面阻擋熱傳導和熱輻射，從而提高聚合物抵抗火焰的能力，還能起到隔絕空氣和阻止燃燒的作用；高活性的MgO層還能吸附自由基、碳和有毒性氣體，并能促進聚合物材料燃燒時快速形成炭化層，從而起到良好的阻燃和消煙的效果。

2 氫氧化鎂原料的制備
氫氧化鎂制備原料來源廣泛，主要分為天然含鎂礦物、富鎂固體廢棄物和含有鎂鹽成分的鹵水，依據原料來源選擇不同生產工藝，總體技術路線是使原料中的鎂以Mg²⁺進入溶液，經過分離除雜后，加入堿性沉淀劑制得氫氧化鎂。
氫氧化鎂原料的制備包括：1）鎂礦物原料制備氫氧化鎂法；2）富鎂固體廢棄物制備氫氧化鎂法；3）含鎂鹽鹵水制備氫氧化鎂法。

3 展望
(1)氫氧化鎂作為無機阻燃填料，具有無鹵、無毒、無煙和熱穩定性好、分解溫度高等優點，已成功應用于塑料、橡膠和電纜等材料中，具有廣闊發展前景。
(2)我國擁有豐富的含鎂礦物、富鎂廢棄物資源及鹵水，它們都是制備氫氧化鎂的重要原料。依據原料來源選擇不同生產工藝，經過分離除雜后，可以制得氫氧化鎂產品。
(3)超細納米化及表面處理對于改善氫氧化鎂的使用性能極為重要。為提高氫氧化鎂與高聚物的復合阻燃性能，需要對阻燃用氫氧化鎂進行超細、改性處理，主要方法包括超細納米化、表面化學改性和膠囊化改性。
(4)加快氫氧化鎂的表面改性研究應特別注重開發新的改性方法，如可控活性聚合包覆法、固相接枝包覆法等，提高其與高聚物基體的相容性及分散性，改善氫氧化鎂的阻燃抑煙性能，進一步推進氫氧化鎂阻燃劑的推廣應用。

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