纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺

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氢氧化镁阻燃材料的制备与应用研究进展

ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｎｍａｇｎｅｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｌｆａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ．Ｔｈｅｍａｉｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｃｌｕｄｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａ — ｉｆｎｅｏｒ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｍａｎｅｇｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｏｆｒａｗｍａｔｅｉａｒｌｓ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｍａｇｎｅ —
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭａｇｎｅｓｉｕｍＨｙｄｒｏｘｉｄｅＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｏｒｇａｎｉｃｌａｆｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｌｆａｍｅ — ｒｅｔａｒｄａｎｔ

氯化镁溶液氨气鼓泡反应制备纳米氢氧化镁_范天博

第61卷　第11期化　工　学　报 Vo l .61　No .11　2010年11月 CIESC Jo urnal N ov ember 2010研究简报氯化镁溶液氨气鼓泡反应制备纳米氢氧化镁范天博,李　雪,马　超,刘云义(沈阳化工大学化学工程学院,辽宁沈阳110142)关键词:氢氧化镁;氨气鼓泡法;形成机理中图分类号:T Q 132.2 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2010)11-3025-08Preparation of magnesium hydroxide nanoparticles by bubblin ggaseous ammonia into ma gnesiu m chloride solutionFAN Tianbo ,LI Xue ,MA Chao ,LIU Yunyi(Schoo l o f Chemical Engineer ing ,Sheny ang U nivers ity o f Chemical Techno lo gy ,S henyang 110142,L iaoning ,China )Abstract :M ag nesium hy dro xide nanopa rticles w ere sy nthesized in one step v ia bubbling gaseous ammo nia into magnesium chloride so lution w ithout any m odificatio n .The sam ples w ere characterized w ith scanning electron microscope (SEM ),X -ray pow der diffraction (XRD ),and thermal g ravimetric analy sis -differential therm al analysis (TG -DTA ).T he influence o f reaction time and tem perature o n the mo rpholog y of Mg (OH )2nano particles w as investigated by expe riments ,and based o n the reaction pro cess of bubbling g aseous ammo nia into m agne sium chloride solutio n ,the mo rpholo gy and g row th mechanism of Mg (OH )2nanoparticle s w ere analy zed and discussed .I t w ill be widely used in industry due to its simple pro cess and special mo rpholog y .Key words :magnesium hydroxide ;g aseous am monia bubbling metho d ;grow th m echanism 2010-01-07收到初稿,2010-08-12收到修改稿。

氢氧化镁阻燃材料

氢氧化镁阻燃材料摘要：氢氧化镁是一种无机阻燃材料，具有无毒、低烟、安全等优点，近些年来展示了良好的应用前景。

本文介绍了制备氢氧化镁阻燃材料的组成体系，氢氧化镁的阻燃机理，总结了氢氧化镁阻燃剂的制备方法，及其应用领域和国内外的发展现状。

关键词：氢氧化镁阻燃机理制备方法应用领域发展现状1、氢氧化镁阻燃材料概况氢氧化镁(Magnesium Hydroxide，MH)，，分子式为Mg(oH)2，相对分子质量为58.33。

白色粉末，呈六角形或无定形片状结晶。

氢氧化镁受热分解为氧化镁和水，初始分解温度为340℃，当达到430℃时，分解速度加快，490℃时，分解完全，分解吸热量为0.”kJ/g(44.8kJ/mol)。

生产氢氧化镁阻燃剂的原料有天然矿物原料和液体原料两类，矿物原料主要是含镁非金属矿物，包括水镁石，菱镁矿，白云岩等;液体原料以海水，盐湖卤水，地下卤水为主[1]。

氢氧化镁作为高聚物基复合材料的阻燃填料，已在塑料、橡胶和电缆等材料之中加以应用。

氢氧化镁的阻燃机理被认为是:l)具有比聚合物大得多的热容，故在受热分解前就可吸收大量的热量。

2)受热分解释放出的大量水分(脱水量为30.9%)吸收了大量热量(约1370J/g)，从而降低了聚合物材料表面火焰的实际温度，使其降解速度减慢，可燃气体的产生量减少。

3)分解过程中释放的大量水蒸气可覆盖火焰，降低燃烧面空气中氧浓度并稀释可燃性气体，4)分解后产生的Mgo是良好的耐火材料，覆盖于聚合物表面阻挡热传导和热辐射，从而提高聚合物抵抗火焰的能力，起到隔绝空气和阻止燃烧的作用;高活性的MgO层还能吸附很多物质(包括自由基和碳)，并能促进聚合物材料炭化，促进燃烧时快速形成炭化层[2]。

2、氢氧化镁阻燃材料制备方法氢氧化镁阻燃材料的制备方法主要有两种，一种是对天然矿物水镁石进行粉碎与超细粉碎使其达到所需的粒径后再对其进行表面改性，从而制得氢氧化镁阻燃材料;另一种是利用化学沉淀法，以含有MgC12、MgSO4或者Mg(NO3)2等镁盐成分的卤水等为原料与碱类物料在水介质中反应，生成的Mg(0H):经过洗涤、干燥等工艺得到。

纳米级氢氧化镁阻燃剂的研究现状

旄，提出了纳米氢氧化镁材料研究的几点建议。－ｆ关键词】纳米氢氧化镁；阻燃剂；翻聚；表面活性剂
【中固分类号】ＱＴｌ
［文献标识码】Ａ
【文章编号】０一５００３０２２１７（１）－１－０２０００
ＲｅｅｒｈＳａｕｎＮａｍｅｅａｎｅｉｓａｃｔｔｓｏｎｏｔｒＭｇｓｕｍｙｏｉｅＦｌｍｅＲｅａｄａｅＨｄｒｘｄａ — ｔｒｎｃ
ＡｂｔａｔＴｈａｅｘａｉｔｄｏｅｅｒｈｓｔｓｏａｏｔｕｔｒｄｍａｎｓｕｈｄｏｉｅｆａ —ｅａｄｎｅｉｓｄｎｕｓｄｕｏｎｒ．ｈｔｏｓｆｒｓｒｃ：ｅｐｐｒｅｐｔｅｎｒｓａｃｔｕｆｎｎｓｒｃｕｅｇｅｉｍｙｒｘｄｍｅｒｔｒａｃｎｉｅａｄｏｔｉｅｏｒｃｕｔＴｅｍｅｈｄｏａａｌｙｐｅａｉｇｎｎｓａｅｍａｎｓｕｈｄｏｉｅｐｗｄｒｎｈａｕｅｉｈｓｏｌｅｔｋｎｆｒｓｌｉｇｏｇｌｍｅａｉｎｉｈｒｃｓｆｎｎｓｚｄｍａｅｉｒｐｒｎａｏｃｌｇｅｉｍｙｒｘｄｏｅ，ａｄｔｅｍｅｓｒｓｗｈｃｈｕｄｂａｅｏｖｎｆａｇｏｒｔｏｎｔｅｐｏｅｓｏａｏｉｅｇｓｕｏｎｍｈｄｏｉｅｗｅｅｄｓｕｓｄｉｅａｌＳｍｅａｖｃｓｎｔｅｒｓａｃｆａｏｔｒｇｅｉｍｙｏｉｅｗｅｅｇｖｎｙｒｘｄｒｉｃｓｅｄｔｉ．ｏｄｉｅｅｅｈｏｎｎｍｅｅｎｓｕｈｄｘｄｒｉｅ．ｎｏｈｒｍａｒ

高分散性纳米片状氢氧化镁的制备及应用

ＳｖｒｌｃｎｉｅａｉｎｎｔｅｆｒｅｅａＯｓｄｒｔＯｓｏｈｉｅ
烟风机、火灾报警系统等一主一备两路电源供电，在末端自动切换。高层生活泵、电梯、道照明及地下车库走
应急照明采用两路电源供电，自动切换。（）２消火栓除在泵房直接启动外，也可由消火栓按
（）４所有住宅的卫生间设局部等电位联接。
参考文献：
［］朱耀武，筑设计防火规范在实际应用中的几个问题［］消防科１建Ｊ．
学与技术，０５２（）５Ｏ８．２０，４５：８一５２
（）述各高层的生活泵、２上电梯、梯走道照明以楼
１．・拉伸强度为１．Ｐ，裂伸长率达到１１０。２７Ｎｍ，０１Ｍａ断５关键词：热处理；沉淀法；氢氧化镁水
｜１
］
。
ＭＨ是一种极性很强的无机化合物，常温条在
件下采用传统工艺合成的ＭＨ为纳米晶体，面极性表
较强。于团聚形成粒径为１～１０易００ｍ的二次粒子，
在合成材料中的分散性和相容性很差，重破坏聚合严物材料的加工性能和力学性能，法直接用于聚合物无
中图分类号：Ｑ１２２Ｔ４，２文献标识码：Ｔ３．，Ｕ５５Ｘ９Ａ

沉淀法制备纳米氢氧化镁

沉淀法制备纳米氢氧化镁的工艺探讨摘要：纳米氢氧化镁是片状结晶，具有典型的纳米片层状结构，在340℃分解而生成氧化镁。

不溶于水，溶于酸和铵盐溶液。

该产品具有纯度高、粒径小，可进行原位包覆改性等优异性能，能更均匀地分散于PA、PP、ABS、PVC等橡胶、塑料产品。

以硫酸镁和氨水为原料，在微波辐射的反应条件下，利用直接沉淀法合成纳米氢氧化镁，并分别考察了不同氨水浓度、硫酸镁溶液浓度、反应时间、微波辐射间歇对氢氧化镁颗粒粒径的影响，并通过XRD、TEM对产物的结构和形态进行表征。

关键词：氢氧化镁；直接沉淀法；纳米Abstract：Nano magnesium hydroxide is flaky crystal, with a typical slice layer structure. Magnesium oxide is generated in the decomposition of Nanomagnesium hydroxide at 340 ℃. It is insoluble in water, soluble in acidand ammonium salt solution. The product has excellent properties suchas high purity, small particle size, modified in situ coating. It can bemore evenly dispersed in the PA, PP, ABS, PVC and other rubber andplastic products. With magnesium sulfate and ammonia as rawmaterials in the microwave radiation conditions, nano magnesiumhydroxide is generated using direct precipitation method. Nanomagnesium hydroxide particle diameter size is investigated in differentconcentration of ammonia, concentration of magnesium sulfate,reaction time, microwave radiation frequency. The structure andmorphology of the as-prepared samples were examined using XRD andTEM.Keyword：Magnesium hydroxide; direct precipitation; Nano1引言1.1纳米氢氧化镁的物化性质纳米氢氧化镁是指通过特殊方法和工艺制备的粒径介于1～100nm的新型氢氧化镁。

纳米氢氧化镁的制备方法

纳米氢氧化镁的制备方法1、直接沉淀法直接沉淀法制备纳米氢氧化镁是向含有Mg2 +的溶液中加入沉淀剂,使生成的沉淀从溶液中析出,最常见的是氢氧化钠法和氨法直接沉淀法操作工艺简单,控制反应条件可制得片状、针状和球形的纳米氢氧化镁粉体。

2、均匀沉淀法均匀沉淀法不是直接加入沉淀剂,而是向溶液中加入某种物质,使它与水或其它物质发生化学反应生成沉淀剂,沉淀剂在整个溶液中均匀生成,从而使反应在溶液中均匀进行。

均匀沉淀法制备纳米氢氧化镁一般是用尿素和可溶性镁盐反应3、反向沉淀法直接沉淀反应法是把沉淀剂加入盐溶液，这样由于溶液pH 变化将引起沉淀颗粒的ξ电位经历由正到负的过程,而当颗粒表面电荷为零时颗粒会发生二次凝聚,导致颗粒团聚长大。

反向沉淀法是把盐溶液加入到碱性沉淀剂中,使反应体系的pH 始终处在碱性范围内,使氢氧化镁颗粒表面始终带负电,有效地避免了团聚体的产生,从而可获得粒度小、分布均匀的纳米氢氧化镁颗粒。

4、沉淀- 共沸蒸馏法液相法制备纳米Mg (OH) 2 的团聚问题一直没有得到很好的解决,加入分散剂可以有效防止液相反应阶段的团聚,但由于Mg (OH) 2 颗粒表面吸附水分子形成氢键,OH 基团易形成液相桥,导致干燥过程中颗粒结合而产生硬团聚。

采用非均相共沸蒸馏干燥技术可有效脱除颗粒表面的水分子,从而更有效地控制团聚。

选择的共沸溶剂要能与水形成共沸混合物,共沸条件下蒸汽相中含水量大,其表面张力要比水小。

此外,它本身的沸点要尽可能的低。

常用的共沸溶剂是一些醇类物质,如正丁醇、异丁醇、仲丁醇和正戊醇等。

戴焰林等将制备的Mg(OH) 2沉淀用一定量的正丁醇打浆,于93 ℃共沸蒸馏, 体系温度由93 ℃升高到正丁醇的沸点117 ℃的过程中水分完全蒸发，在117 ℃下继续蒸发除去正丁醇,最后得到了粒径为50～70 nm 的片状氢氧化镁。

但由于正丁醇会对环境造成一定的污染，并且正丁醇的回收也比较麻烦，因此,要想实现工业化生产还有一定的难度。

氢氧化镁制备

氢氧化镁阻燃剂生产方式有两种：一是利用化学合成法，即通过利用含有氯化镁的卤水、卤矿等原料与苛性碱类在水介质中反应，生成的氢氧化镁经过滤、洗涤干燥就可得到；另一种方式是通过天然矿物水镁石经磨细到所需粒度制得。

氢氧化镁的制备：先配制50％(质量分数)化镁溶液和20％(质量分数)的氢氧化钠溶液两者按n(MgCl2)：n(NaOH)=1搅拌混合5min，然后倒入1000mL的高压釜中拌，升温到180℃恒温搅拌8h。

之后快速冷却，用蒸馏水洗涤、抽滤多次后，将所得膏状物在(1055)℃下烘干得到氢氧化镁(MH)白色粉体产品。

由于盐田产水氯镁石中含有少量泥沙等不溶性杂质，制备氢氧化镁之前必须对其进行除杂预处理。

其方法是将水氯镁石加入到一定量的去离子水中，在低温度下搅拌溶解成饱和氯化镁溶液，过滤除去悬浮物杂质。

取过滤除杂后饱和氯化镁溶液，用适量去离子水稀释成含Mg2+3～4mol／L的卤水，氨水浓25％，沉镁反应时氨水和卤水同时滴加到带有搅拌置的反应器中，该反应器预先加入有一定量由氨水与氯化铵配制成的反应底液(pH为11)。

通过控氨水与卤水的滴加速度来控制反应体系的pH=11不变，反应温度为55℃。

反应生成的Mg(OH 过滤分离后用稀氨水和无水酒精先后各洗涤三次。

然后置于无水酒精中，采用超声波分散。

过滤分离后在真空干燥箱中于60℃条件下进行真空干燥，得到白疏松的超细氢氧化镁粉末。

将净制好的卤水(MgCl2)2L置放于5L的烧杯中，搅拌，同时滴加相等体积的NaOH溶液，卤水与NaOH溶液物质的量比为1：2，滴加时间1h，得到Mg（OH）2浆液。

一步法将卤块加水溶解，精制卤液打入反应釜中，加水调至要求的浓度后升温到50~70℃；一定浓度的氨水在混合槽中加入一定量的表面处理剂，在搅拌下溶解时间1h左右。

然后慢慢地将氮表面处理剂溶液加入到反应釜中进行反应，反应温度50~70℃，反应时间1~2h。

待氨处理剂溶液加完后，提高反应液温度到80~90℃，恒温处理2~3h后，放料进行过滤、干燥、粉碎，制得氢氧化镁阻燃剂产品。

纳米阻燃氢氧化镁_聚氧化乙烯复合聚合物电解质

纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质李亚娟1,*詹晖2刘素琴1黄可龙1周运鸿2(1中南大学化学化工学院,长沙410083;2武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072)摘要：合成了纳米氢氧化镁作为聚氧化乙烯(PEO)基聚合物电解质的增塑剂和阻燃剂,并对其进行X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和热重(TG)分析研究.制得的氢氧化镁为片状六方晶体,尺寸在50-80nm 之间,纳米氢氧化镁在340℃时开始热分解.对纳米氢氧化镁/PEO 复合聚合物电解质的电化学研究结果显示:纳米氢氧化镁/PEO 复合聚合物电解质的离子电导率随着添加纳米氢氧化镁的质量分数的增加先增大后减小,其在5%-10%之间时,复合聚合物电解质的离子电导率达到最大值.纳米氢氧化镁的添加使复合聚合物电解质的阳极氧化电位有一定程度的提高,纳米氢氧化镁具有改善PEO 阳极抗氧化能力的作用.关键词：锂离子电池;纳米氢氧化镁;阻燃;聚氧乙烯;聚合物电解质中图分类号：O646Nanosized Flame Retarded Hydroxide Magnesium/Poly(ethylene -oxide)Composite Polymer ElectrolyteLI Ya -Juan 1,*ZHAN Hui 2LIU Su -Qin 1HUANG Ke -Long 1ZHOU Yun -Hong 2(1College of Chemistry and Chemical Engineering,Central South University,Changsha 410083,P.R.China ;2College of Chemistry and Molecular Sciences,Wuhan University,Wuhan 430072,P.R.China )Abstract ：We prepared nanosized hydroxide magnesium (Mg(OH)2)as a plasticizer and a flame -retarding additive for a poly(ethylene -oxide)(PEO)based polymer electrolyte.We characterized the prepared compound using transition electron microscopy (TEM),X -ray diffraction (XRD),and thermogravimetry (TG).The prepared hydroxide magnesium particles are hexagonal crystals with sizes of 50-80nm.The decomposition of the prepared nanosized hydroxide magnesium started at 340℃.Electrochemical measurements shows that the ionic conductivity of the Mg(OH)2/PEO composite polymer electrolytes (CPEs)increases initially and then decreases with an increase in hydroxide magnesium content.It reaches a maximum when the hydroxide magnesium mass fraction is between 5%and 10%.The anodic decomposition potential of the CPEs increases to a certain extent as the hydroxide magnesium content increases.Hydroxide magnesium has a positive influence on the electrochemical stability of PEO.Key Words ：Lithium ion battery;Nanosized hydroxide magnesium;Flame -retarding;Poly(ethylene -oxide);Polymer electrolyte[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .,2010,26(9)：2387-2391目前,已经商品化的锂离子电池基本上采用有机液态电解液.而有机液态电解液沸点低,易燃烧,这就限制了锂离子电池的发展.采用不挥发的聚合物固体电解质是解决这一问题的有效途径之一.聚氧化乙烯(PEO)具有独特的分子结构和空间结构,它既能提供足够高的给电子基团密度,又具有柔性聚醚链段,因此,能够以笼囚效应有效地溶解阳离子[1],是目前研究得最广泛深入的锂离子聚合物固体电解September Received:January 15,2010;Revised:May 13,2010;Published on Web:June 23,2010.*Corresponding author.Email:yajuanlee@;Tel/Fax:+86-731-88879850.The project was supported by the National Science Foundation for Post -doctoral Scientists of China (20080440989)and Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20090162120011).中国博士后基金(20080440989)和高等学校博士学科点专项科研基金(20090162120011)资助项目鬁Editorial office of Acta Physico -Chimica Sinica2387Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26质体系.锂离子在PEO基聚合物电解质中的迁移过程可以认为是锂离子与氧官能团的配位与解离过程.在电场作用下,随着高弹态中分子链段的热运动,迁移离子与氧基团不断发生配位-解离.通过局部松弛和PEO的链段运动进行快速迁移.该运动主要发生在无定形相中,电导率比在晶相中高2-3个数量级[1].对于PEO聚合物电解质而言,由于锂离子的迁移主要是在聚合物的非晶区进行,而PEO易结晶,因此其室温或低于室温时的电导率比较低,大都小于10-6S·cm-1,限制了纯PEO聚合物电解质的应用.为抑制PEO结晶以提高聚合物电解质的离子电导率,目前采用的方法主要有:(1)通过与其他聚合物[2-5]或无机物[6-17]共混,以破坏PEO分子链排列的规整性,获得非晶结构,提高离子电导率;(2)通过形成无规共聚物[18]、嵌段共聚物[19]、梳形共聚物[20-22]、超枝化和星形聚合物[23-25]以及交联[26],以破坏PEO的结晶,提高离子电导率.PEO与无机颗粒特别是纳米级粉末进行复合是改善PEO基聚合物电解质性能最有效、最简单的方法.许多高比表面的颗粒如SiO2[10]、TiO2[11]、MgO[12]、Al2O3[13]、铁电材料BaTiO3和SrTiO3[14]、LiAlO2[15]、导电的碳黑[16]和AlBr3[17]等被作为填料加入聚合物基体中,制得的复合聚合物电解质(CPE)的机械性能和电化学性能方面都有明显提高.对于此类复合材料机械性能的提高,可用无机粉状材料填充高分子材料增强理论来解释.无机粉末粒子和聚合物分子链通过范德华力相互作用,形成一种三维网络结构,当聚合物分子链受到应力作用时,可以通过网络交联点将应力分散到其他分子链上,这样即使其中一根分子链断裂,其它链可以照样起作用,而不至于危及整体.加入无机填料后,CPE的电导率升高是因为:一方面填料与聚合物相互作用,尤其是纳米级的微粒能分散于聚合物分子之间,影响聚合物电解质在室温下的相组成,增大了体系的无定形相含量,提高了分子链段的蠕动能力[27];另一方面,填料作为Lewis 酸与锂盐负离子X-及PEO中的O等Lewis碱发生反应,减少Li+-X-离子对,增大了自由载流子的数目,而且也减弱了O-Li+相互作用,使锂离子更容易传输,从而增大了离子电导率.另外不论是物理改性还是化学改性PEO基聚合物电解质的主要成分还是聚醚链锻,通过理论计算PEO的氧指数(LOI)在17.5%左右.一般认为LOI≥27%的物质为阻燃性物质.据此可知PEO属于易燃物,所以提高其阻燃性也是至关重要的.因此填充的无机纳米颗粒如果具有阻燃性能,复合聚合物电解质的电化学性能和安全性能都会有很大的提高.氢氧化镁(Mg(OH)2)属于添加型无机阻燃剂,它的热分解温度高,初始分解温度为340℃,到490℃时分解完全[28].受热分解产生水,同时吸收大量热.吸热总量为44.8kJ·mol-1.它还能促进聚合物的成炭作用,形成保护层.与同类无机阻燃剂相比,在使高分子材料获得优良的阻燃效果之外,还能够抑制烟雾和卤化氢等毒性气体的生成.氢氧化镁在生产、使用和废弃物产生的过程中均无有害物质排放,是一种环境友好的绿色阻燃剂.本文制取了纳米级氢氧化镁,将纳米级氢氧化镁与PEO复合制取聚合物电解质.1实验部分1.1纳米氢氧化镁的制备采用沉淀法制备氢氧化镁.分别称取适量的Mg(NO3)2·6H2O(分析纯,上海试剂厂)和十二烷基磺酸钠(Aldrich)置于烧杯中,加入二次水,将烧杯于90℃水浴中搅拌使其溶解.另称取适量LiOH·H2O(分析纯,上海试剂厂)溶于水中,将LiOH溶液缓慢加入到上面的Mg(NO3)2溶液中,加入的同时迅速搅拌.保持混合物在90℃水浴中继续搅拌1h.将产物抽滤后置于真空干燥箱内80℃烘干.1.2复合聚合物电解质膜的制备采用溶液浇注法制备复合聚合物电解质膜.称取所需量的LiN(CF3SO2)2(LiTFSI)(Aldrich)和纳米Mg(OH)2,加入一定量的甲醇(分析纯,上海试剂厂)中,磁力搅拌4h分散均匀.按PEO中乙氧基与锂盐的物质的量之比为20∶1来称取PEO(MW=4×106, Aldrich),并加入到上述混合液中,继续磁力搅拌24 h.待物料混合均匀后,将其倒入聚四氟乙烯平底圆盘中.常温下,于通风橱中缓慢挥发溶剂,溶剂挥发完毕便得到复合聚合物电解质薄膜,然后将电解质薄膜转移到真空干燥箱中,在70℃真空干燥48h.将干燥好的膜放入充满氩气的手套箱内保存备用. 1.3离子电导率的测定电导率的测定使用的仪器是荷兰ECO CHEMIE公司生产的AUTOLAB PGSTAT12型电化学工作站.在充满氩气的手套箱中,将一定厚度的2388No.9李亚娟等：纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质聚合物电解质膜夹入两个面积为0.8cm 2的不锈钢阻塞电极之间,并密封.测量其交流阻抗谱.通过阻抗谱图拟合求出电解质膜的本体电阻R .根据公式σ=L /(R ·S )计算电解质膜电导率.式中σ为聚合物电解质膜的电导率;L 为电解质膜厚度;R 为聚合物电解质膜的本体电阻;S 为电解质膜面积.测试不同温度下电解质膜的电导率时,将待测体系在指定温度下恒温3h 以达到充分的热平衡.频率范围1-105Hz,电压振幅为5mV.1.4电化学稳定窗口的测定电解质的电化学稳定窗口是表征电解质的重要参数之一,由于锂离子电池使用具有高氧化电位的正极材料(一般大于4V),因此电解质必须具有宽的电化学稳定窗口.电化学稳定窗口测定采用的是上海辰华仪器公司生产的CHI600型电化学工作站.采用线性扫描法测量电化学稳定窗口,铂电极为工作电极,锂片为对电极和参比电极,电流突然增大的点所对应的电位即认为是聚合物电解质的电化学稳定窗口电位.扫描速率为1mV ·s -1.1.5性质表征X 射线衍射(XRD)测试采用的是日本岛津公司生产的XRD6000型X 射线粉末衍射仪,采用Cu 靶K α,加速电压为30kV,电流为30mA,扫描速率为4(°)·min -1,扫描范围10°-80°;采用JEM -2010型透射电子显微镜(TEM)(日本)对制得的氢氧化镁形貌进行观察.热重(TG)分析采用北京光学仪器厂生产的WCT -1A 型微机差热天平.温度范围是:室温-800℃,升温速率10℃·min -1.2结果与讨论2.1改性氢氧化镁的制备与表征图1是直接沉淀法合成的氢氧化镁的透射电镜照片,由图1可看出,制得的氢氧化镁具有片状六方形结构,并且尺寸在50-80nm 之间.图中氢氧化镁周围有尺寸只有几个纳米的小颗粒,可能是少量残留在样品中的十二烷基磺酸锂.图2是氢氧化镁XRD 图谱,其主峰完全符合六方Mg(OH)2晶体结构.谱图中2θ角为18.6°、32.8°、38.0°、50.8°、58.6°、62.1°、68.2°、68.8°和72.0°时分别出现的是(001)、(100)、(101)、(102)、(110)、(111)、(103)、(200)和(201)衍射峰.但(103)和(200)基本重合,说明部分氢氧化镁片状六方形结构不够完整,这从图1中也可以观察到部分氢氧化镁晶体不是规则的六方形.图3是氢氧化镁的热重曲线,在100℃以内约5%的失重主要来源于产物中物理吸附的水份的蒸发.340-390℃温度区间的失重是氢氧化镁的热分解失水过程.从热重曲线还可以看出,在200-250℃温度区间有个微弱的失重,主要来源于产物中残留的少量的十二烷基磺酸锂的分解.图3氢氧化镁的热重曲线Fig.3Thermogravimetric curve of Mg(OH)2图1氢氧化镁的透射电镜照片Fig.1TEM image of Mg(OH)2图2氢氧化镁的XRD 图谱Fig.2XRD pattern of Mg(OH)22389Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.262.2氢氧化镁/PEO 复合聚合物电解质的电化学性能图4是复合聚合物电解质PEO 20LiTFSI+氢氧化镁的电导率随氢氧化镁添加量的变化曲线,由图可知不论是在25℃还是60℃,复合聚合物电解质的离子电导率随氢氧化镁添加量的增加先增大后减小,在5%-10%之间达到最大值,这是因为改性氢氧化镁的加入抑制PEO 的结晶,使聚合物向易于离子传输的非晶态结构转变.纳米氢氧化镁添加量为15%时复合聚合物电解质的离子电导率虽然开始降低,但仍然高于没添加纳米氢氧化镁的纯PEO 聚合物电解质的离子电导率.而纳米氢氧化镁添加量达到30%时,复合聚合物电解质的离子电导率低于纯PEO 聚合物电解质的离子电导率.这说明纳米氢氧化镁的添加量过多反而会阻碍PEO 分子的链段运动,从而导致离子电导率降低.从图4还可看出,随着温度的升高相同组成的复合聚合物电解质的离子电导率先快速升高,60℃之后离子电导率升高趋缓.这主要是PEO 分子在60℃开始熔融,低于60℃时,随着温度提高,无定型相增加,故离子电导率增加.而高于60℃时,温度增加,无定型相的含量增加不明显,故离子电导率增加趋缓.图5和图6分别是复合聚合物电解质在25和80℃时的阳极氧化曲线.由图5和图6可以很清楚地看出,不论在25℃还是在80℃,纯PEO 聚合物电解质的阳极抗氧化电位约在4.5V,而添加了纳米氢氧化镁的复合聚合物电解质的阳极抗氧化电位有一定提高.这说明纳米氢氧化镁对提高PEO 聚合物电解质的电化学稳定性有很好的作用.研究者普遍认为无机粉末的加入,吸收了聚合物电解质中的杂质、氧气和残余水份,使这些活性小分子不能参与电极反应,从而使得聚合物电解质的阳极抗氧化能力得到提高[14].3结论纳米氢氧化镁/PEO 复合聚合物电解质中,随着纳米氢氧化镁添加量的增加,复合聚合物固体电解质的离子电导率先增加后减小,添加量在5%-10%之间,复合聚合物电解质的离子电导率达到最大值,添加量大于15%后,复合聚合物电解质的离子电导率低于未添加纳米氢氧化镁的纯PEO 聚合物电解质的离子电导率.同时,纳米氢氧化镁可提高PEO 聚合物电解质的阳极抗氧化能力,对提高聚合物电解质的电化学稳定性有很好的作用.这些研究结果图6复合聚合物电解质在80℃时的阳极氧化曲线Fig.6Anodic decomposition curves of the CPEsat 80℃图4不同温度下复合聚合物电解质离子电导率随氢氧化镁质量分数(w )的变化曲线Fig.4Ionic conductivity of composite polymer electrolyte as a function of hydroxide magnesium mass fraction (w )at different temperatures图5复合聚合物电解质在25℃时的阳极氧化曲线Fig.5Anodic decomposition curves of the CPEsat 25℃2390No.9李亚娟等：纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质表明,纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质相比纯PEO聚合物电解质的综合性能有很大提高.存在的主要问题是氢氧化镁在PEO中的分散性有待改善.合成更小颗粒的氢氧化镁,并通过在氢氧化镁颗粒表面接上一定的有机基团,是改善氢氧化镁颗粒在PEO中的分散性的重要方法,这也是我们以后关于纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质研究工作的重要内容.References1Armand,M.Solid State Ionics,1994,69:3092Glasse,M.D.;Idris,R.;Latham,R.J.;Linford,R.G.;Schlindwein, W.S.Solid State Ionics,2002,147:2893Park,Y.W.;Lee,D.S.J.Non-Cryst.Solids,2005,351:1444Itoh,T.;Hirata,N.;Wen,Z.Y.;Kubo,M.;Yamamoto,O.J.Power Sources,2001,97-98:6375Yu,X.Y.;Xiao,M.;Wang,S.J.;Zhao,Q.Q.;Meng,Y.Z.J.Appl.Polymer Sci.,2010,115:27186Li,X.L.;Guo,J.;Wu,Q.;Cheng,Y.;Long,Y.C.;Jiang,Z.Y.Acta Phys.-Chim.Sin.,2005,21:397[李雪莉,郭娟,吴强,程岩,龙英才,江志裕.物理化学学报,2005,21:397]7Sumathipala,H.H.;Hassoun,J.;Panero,S.;Scrosati,B.Ionics, 2007,13:2818Wang,L.S.;Yang,W.S.;Li,X.W.;Evans,D.G.Electrochem.Solid-State Lett.,2010,13:A79Rossi,N.A.A.;West,R.Polym.Int.,2009,58:26710Walls,H.J.;Zhou,J.;Yerian,J.A.;Fedkiw,P.S.;Khan,S.A.;Stowe,M.K.;Baker,G.L.J.Power Sources,2000,89:15611Scrosati,B.;Croce,F.;Persi,L.J.Electrochem.Soc.,2000,147(5):171812Kumar,B.;Scanlon,L.;Marsh,R.;Mason,R.;Higgins,R.;Baldwin,R.Electrochim.Acta,2001,46:151513Croce,F.;Curini,R.;Martinelli,A.;Persi,L.;Ronci,F.;Scrosati,B.;Caminiti,R.J.Phys.Chem.B,1999,103:1063214Sun,H.Y.;Takeda,Y.;Imanishi,N.;Yamamoto,O.;Sohn,H.J.J.Electrochem.Soc.,2000,147(7):246215Appetecchi,G.B.;Dautzenberg,G.;Scrosati,B.J.Electrochem.Soc.,1996,143(1):616Appetecchi,G.B.;Passerini,S.Electrochim.Acta,2000,45:2139 17Borkowska,R.;Reda,A.;Zalewska,A.;Wieczorek,W.Electrochim.Acta,2001,46:173718Aihara,Y.;Kuratomi,J.;Bando,T.;Iguchi,T.;Yoshida,H.;Ono, T.;Kuwana,K.J.Power Sources,2003,114:9619Yoshizawa,M.;Mukai,T.;Ohtake,T.;Kanie,K.;Kato,T.;Ohno,H.Solid State Ionics,2002,154-155:77920Zhang,Z.C.;Sherlock,D.;West,R.;West,R.;Amine,K.;Lyons, L.J.Macromolecules,2003,36:917621Kang,Y.K.;Lee,J.;Suh,D.H.;Lee,C.J.Power Sources,2005, 146:39122Liang,Y.H.;Wang,C.C.;Chen,C.Y.Eur.Polym.J.,2008,44: 237623Hong,L.;Cui,Y.J.;Wang,X.L.;Tang,X.Z.J.Polym.Sci.Pol.Phys.,2003,41:12024Yang,X.H.;Sun,X.Y.;Shao,J.J.;Liu,Y.H.;Wang,X.L.J.Polym.Sci.Pol.Phys.,2004,42:419525Bai,Y.;Pan,C.H.;Wu,F.;Wu,C.;Ye,L.;Feng,Z.G.Chem.J.Chin.Univ.,2007,28:1796[白莹,潘春花,吴锋,吴川,叶霖,冯增国.高等学校化学学报,2007,28:1796]26Saito,M.;Ikuta,H.;Uchimoto,Y.;Wakihara,M.;Yokoyama,S.;Yabe,T.;Yamamoto,M.J.Phys.Chem.B,2003,107:1160827Croce,F.;Appetecchi,G.B.;Persi,L.;Scrosati,B.Nature,1998, 394:456.28Jia,X.W.Flame retarding nano-materials.Beijing:Chemical Industry Press,2005[贾修伟.纳米阻燃材料.北京:化学工业出版社,2005]2391。

纳米氧化镁的制备方法

纳米氧化镁的制备方法1.水解法水解法是制备纳米氧化镁的一种常用方法。

首先，将一定量的硝酸镁（Mg(NO3)2）溶解在去离子水中形成镁离子溶液。

然后，将溶液加热至80-100℃，加入适量的碱液（如氨水或碳酸氢铵），以调节溶液的pH值。

在适当的温度下，镁离子会与碱液中的氢氧根离子结合生成氢氧化镁（Mg(OH)2）。

接下来，将得到的氢氧化镁进行分散，加入一定的表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），利用超声波或机械搅拌等手段将其分散成纳米尺寸的颗粒。

最后，将分散的氢氧化镁进行煅烧，将其转化为纳米氧化镁。

2.水热法水热法是一种简单有效的制备纳米氧化镁的方法。

首先，将一定量的镁盐（如硝酸镁）溶解在去离子水中，并添加足够的碱性物质（如氨水或碳酸氢铵）调节溶液的pH值。

然后，将溶液真空干燥得到固体样品。

接下来，将得到的固体样品置于高压容器中，在恒定的温度和压力下进行水热反应。

在合适的条件下，水热反应能够促使溶液中的镁离子与氢氧根离子结合，并形成纳米氧化镁。

最后，将反应得到的产物进行过滤、洗涤和干燥等处理，即可得到纳米氧化镁。

3.气相法气相法是一种制备高纯度纳米氧化镁的方法。

首先，将一定量的镁金属沉积在纯净的基底上，如石英玻璃片。

然后，将镁金属在合适的温度下进行煅烧，形成镁蒸汽。

接下来，将镁蒸汽与氧气或水蒸汽进行反应，生成氧化镁气体。

最后，将氧化镁气体沉积在基底上，形成纳米氧化镁薄膜。

这种方法可以通过控制反应温度和时间等参数来控制纳米氧化镁的尺寸和形貌。

4.其他方法除了上述几种常见的方法外，还有很多其他方法可以用于制备纳米氧化镁。

例如，溶胶-凝胶法、共沉淀法、微乳液法等。

这些方法利用溶胶在液相中的成核和生长过程来制备纳米氧化镁颗粒。

其中，溶胶-凝胶法是一种低温制备纳米氧化镁的方法，通过将金属盐与氧化剂进行水解、缩聚和凝胶化等反应来制备氧化镁凝胶，最后通过煅烧处理得到纳米氧化镁。

而共沉淀法是通过将镁盐与沉淀剂（如碱金属盐）同时加入溶液中反应，通过沉淀形成纳米氧化镁。

清华大学科技成果——水热法制备氢氧化镁阻燃剂

清华大学科技成果——水热法制备氢氧化镁阻燃剂成果简介长期以来我国制盐行业对资源的利用主要集中在制盐方面，而对于制盐副产物的综合利用及深加工方面重视不足。

制盐中副产的苦卤（氯化镁含量高达百分之十以上）利用率小于20%，不但造成资源的严重浪费，而且破坏了周边地区的生态平衡。

我国目前盐化工行业对镁资源利用十分薄弱，仅有少部分镁盐被用来生产廉价的六水氯化镁（300-400元/吨）和七水硫酸镁（500-600元/吨），其余大部分闲置在海盐区。

因此镁资源的高度利用直接关系到含盐资源（海水、盐湖、地下卤水等）的可持续开发。

在镁系产品中，阻燃型氢氧化镁由于国内外市场潜力很大而独具魅力。

随着塑料工业的快速发展，对阻燃型热塑性高聚物的需求与日俱增，对阻燃剂的需求特别是对无毒、抑烟、热稳定性高的氢氧化镁阻燃剂的需求将更为迫切。

氢氧化镁阻燃剂可用于各种复合材料如电线、电缆、家电、建材，尤其适合与加工温度较高的PP、PA、POM 等聚合物配合使用。

我国从80年代后期开始进行氢氧化镁的研究与开发，1998年不同规格氢氧化镁总生产能力约为1.0-1.2万吨/年，但绝大部分产品性能较差，表现为形状不规则，粒径分布宽，纯度低，比表面积偏大，团聚现象明显，限制了氢氧化镁阻燃剂的工业应用。

应用说明清华大学近年来一直致力于氢氧化镁阻燃剂的研究与开发，经过多年努力，现已开发出氢氧化镁阻燃剂的常温合成-水热改性技术，产品性能指标达到国际同类企业的标准。

该项技术以制盐行业副产的氯化镁为主要原料，产品附加值高（保守售价10000元/吨）。

现已完成千吨级工业中试并通过青海省鉴定。

技术指标形貌：六方片状；粒径：0.2-1.5微米；纯度：≥97%（视原料纯度而定）；比表面积：小于25m2/g。

研制的氢氧化镁阻燃剂产品效益分析按年产2000吨规模计，成本：约5000元/吨，售价：10000元/吨，年创产值2000万元，年创利税1000万元。

合作方式技术转让或合作开发，年产2000吨规模，技术开发费：300万元，水热设备加工费：约1000万元（国产），其它常规设备费（包括常温合成、过滤、干燥、粉碎、分级）：约2000万元。

纳米氢氧化镁的制备及表征

第１８卷第５期
２年１月０１பைடு நூலகம்１０
ＪｕＲＮＦＤＯｏＡＬＯＮＧＧＵＡＩＥＲＳＴＥＣＮＵＮＶＩＹＯＦＴＨＮＯＬＧＹＯ
东莞理工学院学报
Ｖ１１Ｎ．ｏ．８Ｏ５
０ｃ．ｔ２１０１
纳米氢氧化镁的制备及表征
１３
１２１１
至０１
９８
７
６５
０．４００００．００１０１．６０．８０２．２０．Ｈ．８０１．２．４Ｏ１１．００２６
聚乙二醇，ｇ
图７表面活性剂用量对粒度的影响
基和吸附水，无法达到良的分散效果；若聚乙二醇胶束浓度过大，会导致混合液体流动性变差，不但好没有明显改善分散效果，并且有使颗粒粗大的趋势＿。４ｊ
１２７衬底法制备纳米氢氧化镁．．
１）单注一衬底：以半饱和ＮＣ０ｍａ１１Ｌ作衬底，取１ｍＬＬＭＣ，０ｍｏ／ｇ１２Ｌ于１０ｍ０Ｌ烧杯中，加入０１２０ｇＰＧ一００，在恒温６％、搅拌状态下使其完全溶解后，将２ｏＬＮＯ．１Ｅ６０００ｍＬ２ｍｌａＨ滴加到上述／
一
层改性剂，改性效果较好，从而体系的粒度也较小；当用量超过该值以后，随着改性剂用量的增大，
改性剂之间的相互作用反而影响了ＭｇＯ：的改性效果，导致了体系的粒度上升。ＰＧ浓度太低，聚（Ｈ）Ｅ乙二醇溶液中的胶束浓度较低，不但颗粒间的静电斥力不够强，而且也不能彻底遮蔽颗粒间的非架桥羟

浅析氢氧化镁阻燃剂的制备与应用前景

压力。随着环保意识的深入人心，由于新型无卤阻燃剂的环境友好，因而逐渐成为了阻燃剂研究领域的热点。氢氧化镁具有很强缓冲性能，以及无腐蚀、无毒、无害，是一种集阻燃、消烟、降温性能于一体的新型阻燃剂。
二、氢氧化镁阻燃剂的制备方法
氢氧化镁的制备方法主要有物理法和化学法两大类。物理法是指使用天然水镁石，通过对其研磨得到。化学法是指通过化学反映的方法，通过溶液发生沉淀而得到。常见的化学法有：（）氢氧化钙法。这种方法是指以卤水或其他可１溶性镁盐为原料，使之与石灰乳发生反应，从而得：Ｍ（Ｈ￣ｇＯ）Ｕ沉淀剂的方法。这种方法的优点在于，原材料廉价，原料比较容易得到，工业价值高；缺点在于此原料粒度很小，很难过滤，并且还容易吸附到铁，钙之类的杂质离子上，产品纯度很低，用途狭窄，常用于制造氧化镁耐火材料的中间体，制备高纯度氢氧化镁一般不采用这种方法。（）氨法。这２种方法的原材料与氢氧化钙法基本相同，但是以氨水做沉淀剂的方法。这种方法得到的氢氧化镁产品纯度相对较高，但其产物的粒径分布一般较宽，而且反应比较容易控制。但是由于氨水的挥发性比较强，操作环境比较恶劣，因而环保问题十分突出。（）可以用卤水或者其他可溶性镁盐与氢氧３化钠反应制得氢氧化镁。这种方法的优点在于，操作简单，产品的形貌、结构、粒径以及纯度都比较容易控制，附加值较大。缺点在于Ｎ０是强碱，如果条件不当，会使生成的氢ａＨ氧化镁粒径偏小，产品的性能不好控制，粒度较小，且用这种方法得到的氢氧化镁的纯度相对于氨水法要低。用以上化学方法制备氢氧化镁时，应考虑颗粒粒度不均匀、团聚问题和过滤性能差等方面的问题料的广泛应用，其可燃、易燃性逐渐

复合改性纳米氢氧化镁阻燃尼龙6的制备及性能

Ｎａｎｏ－Ｍｇ（ＯＨｈＦｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔＮｙｌｏｎ６
ＬｖＸｉｎｒａｎ，ＷａｎｇＸｉｎｌｏｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＰＡ６ａｆｔｅｒａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＭｇ（ＯＨ）２ｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄｉｉｆｃａ —
性Ｍｇ（ＯＨ）的添加量为４５％时，复合体系的氧指数提高到２７％，拉伸强度提高了约２５ＭＰａ，且复合改性后的
Ｍｇ（ＯＨ）与有机基材有很好的相容性。
关键词：纳米氢氧化镁（ｎａｎｏ — Ｍｇ（ＯＨ））；硬脂酸（ＳＡ）；硬脂酸钙（ＣａＳｔ）；复合改性
ｔｅｒｍｏｄｉｉｅｆｄｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＦＴＩＲ，ＸＲＤ，ＳＥＭａｎｄＴＧ，ｔｈｅｎｔｈｅｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｃｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌ

纳米氢氧化镁的制备及表征

纳米氢氧化镁的制备及表征纳米氢氧化镁是氧化镁（MgO）的一种nano-scale料，它的结构和性质有着许多独特的优点，如低热扩散系数和能够吸收有机污染物（如 VOCs）等。

纳米氢氧化镁可用于多种应用，如污水处理、储氢等，但为了使纳米氢氧化镁表现出其最佳性能，首先必须制备高品质的纳米氢氧化镁。

纳米氢氧化镁制备一般包括两个步骤，即氢氧化镁制备和结晶。

氢氧化镁制备包括水热法、直接溶剂法和固体化学法等。

其中，水热法是最常用的方法，它的原理是由水解引起的，即将 MgCl2 NaOH合溶于水中，并在 80-90条件下加热，当温度达到 90，氯离子会迅速被氢离子取代，形成了氢氧化镁。

氢氧化镁用于结晶时，一般将其放入超声波液体中，使其受到超声波振动，使其分解为更细小的孔径，使其得到 nano-scale粒径。

接下来，应对制备的纳米氢氧化镁的物性进行表征。

常见的表征方法有表面积、热分析、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等。

其中，表面积测定可用于测定纳米氢氧化镁的比表面积。

热分析可用于研究纳米氢氧化镁的热力学性能，如热重分析（TGA）和差热分析（DSC）等。

XRD研究纳米氢氧化镁晶体结构的常用方法，可以确定纳米氢氧化镁的晶型和晶粒尺寸。

扫描电子显微镜是表征纳米氢氧化镁形貌的有效方法，可用于直观显示纳米氢氧化镁的形态和尺寸。

最后，应探讨纳米氢氧化镁的应用及其可能的未来发展方向。

纳米氢氧化镁可用于污水处理，其优点在于它可以有效吸附有机物，而且具有良好的耐腐蚀性，对环境伤害也很小。

纳米氢氧化镁也可以用于氢存储，可以高效存储氢分子，可以有效地利用氢资源。

此外，纳米氢氧化镁还可用于精细化工，如石油加工和有机合成反应。

而未来，将会研究纳米氢氧化镁新型的制备方法和改性，以及其具有更强功能和性能的应用。

综上所述，纳米氢氧化镁是一种独特的纳米材料，具有许多优点，可用于多种应用。

不仅要制备合格的纳米氢氧化镁，还要对其物性和可能的应用进行表征和探讨，以更好地发挥其最佳性能。

环保阻燃材料制备方法

环保阻燃材料制备方法
环保阻燃材料是指在满足使用要求的前提下，能够降低或避免火灾发生、减少火势扩散和燃烧时产生有害气体与物质的材料。

制备环保阻燃材料的方法有很多种，以下是其中一种简单的方法：
材料准备：
1. 纳米氢氧化镁（Mg(OH)2）粉末：500克
2. 高分子聚合物（比如聚丙烯、聚苯乙烯等）：500克
3. 水：适量
4. 环保阻燃剂（比如硅酸铝钠等）：适量
制备过程：
1. 将纳米氢氧化镁（Mg(OH)2）粉末和高分子聚合物混合均匀。

2. 加入适量水搅拌均匀，直至形成糊状物。

3. 加入适量环保阻燃剂，继续搅拌均匀。

4. 将混合物倒入模具中，压实并进行干燥。

5. 取出干燥后的制品，并进行加工。

制备好的环保阻燃材料具有良好的阻燃性能和环保性能，可以广泛应用于建筑装饰、电子产品、汽车工业等领域。

水热法可控合成纳米氢氧化镁

ＣＡＳ１４２ — ７２ — ３本溪鑫源化Ｔ有限公司
２２０ＰＳ漯河市五龙明胶有限公司上海优扬实业有限公司
无水硫酸镁
明胶
十二烷基硫酸钠Ｋ１２
树脂的相容性好，并具有补强性，可提高材料的挠曲
ｘ射线
粉体的分散性，以及和高分子材料的相容性等等。目前国内外的研究者，主要集中于研究制备特殊形貌的Ｍｇ（ＯＨ）：以及Ｍｇ（ＯＨ）的复合型阻燃剂。根据资料显示，目前，很少有水热法综合合成３
复合金属氢氧化镁阻燃剂具有 “ 协同阻燃增效 ” 作用。￣Ｍｇ（ＯＨ）的表面改｝生研究。晶粒表面经过包
复处理以后，粒子的表面活性大大提高，从而改善
透射电子显取０．２ｍｌ氢氧化镁样品，用无水乙醇按一定浓微镜（ＴＥＭ）度溶解，超声波、执于电镜下加温、观察测试。取少量氢氧化镁样品，用无水乙醇溶解，滴取少量于测试板上，并执于衍射仪中，开启程序衔懿仪开始测试，读取数据，保存文本。
第６期
冯玉铖等：水热法可控合成纳米氢氧化镁
・６５・
２．３氢氧化镁纳米粒子的合成
程的明显特点是，由于水溶性聚合物、表面活性分散剂、碱浓度、反应温度、滴加速度、水热处理的强烈影响，其大小和形态得以明显的改善。经过ＸＲＤ分析其为氢氧化镁颗粒（见表４、表５、图２）。

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2009年第1期青海师范大学学报(自然科学版)Journal of Qinghai Norm al U niversity(Natural Science)2009No.1纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺王书海,温小明(青海师范大学化学系,青海西宁 810008)摘要:本文主要研究了湿法纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺过程,对制得纳米氢氧化镁阻燃剂进行测试,并将粉体添加到软质PVC体系中测定该体系的活化数、氧指数、拉伸强度和断裂伸长率等.通过单因素优选法和正交试验法分析,结果表明,最佳的工艺条件:聚乙二醇(PEG)为分散剂,硬脂酸为改性剂,分散剂的用量为2 5%,改性时间为90min,改性温度为70 ,改性剂用量为5%(质量分数);添加了纳米氢氧化镁阻燃剂粉体的软质PVC体系的阻燃性能有了显著提高,同时减少了氢氧化镁添加剂的用量和降低了对体系机械力学性能的影响.关键词:氢氧化镁;阻燃剂;纳米;表面改性;分散剂中图分类号:O157 5 文献标识码:A 文章编号:1001-7542(2009)01-0043-050 引言随着有机高分子材料的迅速发展和广泛应用,有机物的易燃性和燃烧后放出大量的卤烟越来越受到人们的关注.无机阻燃剂的研究被提上日程,无机阻燃剂氢氧化镁由于其分解温度高(340 ~ 490 )、无毒、无烟、抗酸、无腐蚀性、价格便宜等[1]优点受到人们的欢迎.但由于氢氧化镁其表面的强极性的,自身容易聚合.添加到有机材料中很难使其均匀分散,而且界面难以形成很好的结合.通常氢氧化镁阻燃剂在较高的填充量下(填充量高达60%[2])才有较好的阻燃效果,但较高的填充量下有机材料的机械性能和成形性急剧下降.很难在两者之间中和,氢氧化镁的超细化和表面改性成为制约氢氧化镁阻燃剂大量应用的关键.李克民[3]通过用偶联剂对氢氧化镁表面改性处理添加到有机高分子材料中取得了较好的效果,显著的提高了有机高分子材料的阻燃、抗酸等性能.改性后的氢氧化镁一般颗粒较大,很难在有机高分子材料中达到较好分散的效果.何昌洪、张密林等[4]人以氯化镁和氨水为原料制得了粒径100nm~ 150nm的纳米氢氧化镁,较小颗粒的氢氧化镁由于表面强极性很容易二次聚合,易胶结,洗涤过滤困难,而且收率较低.刘立华、宋云华等[5]人选择了几种常用的表面改性剂对纳米氢氧化镁进行湿法表面改性处理,降低了对有机材料机械力学性能的影响,但制备纳米氢氧化镁条件较为苛刻,工艺较为复杂.本文首次通过把湿法制得纳米氢氧化镁并不将其从体系中分离,直接在水溶液体系中对其进行包裹改性处理,可以有效的防止了纳米氢氧化镁的二次聚合和胶结.同时通过对不同的试剂和反应条件进行试验,确定了制备纳米氢氧化镁阻燃剂的最佳工艺条件.1 实验1 1 主要原料和仪器1 1 1 原料和试剂氢氧化镁粉末(由青海镁业有限公司提供;d>10um);聚乙二醇(PEG),(分子量6000上海化学试剂采购供应站);硬脂酸,(大连大平油脂化学有限公司);硬脂酸钠,(常州市环琦贸易有限公司);十二烷基苯磺酸钠,(上海英鹏化学试剂有限公司);钛酸酯偶联剂,(南京能德化工有限公司);十二烷基硫酸钠、收稿日期:2008-04-09作者简介:王书海(1986-),男(汉族),江苏徐州人,2007级研究生,研究方向:材料添加剂研究.青海师范大学学报(自然科学版)2009年甲基戊醇、聚丙烯酸;(均为南京米勒化工有限公司),以上药品均为分析纯.1 12 主要仪器数显恒温水箱H H -2(上海济成分析仪器有限公司);数字控制搅拌器P4(德国IKA);蠕动泵(上海摩速科学器材有限公司).1 2工艺流程图1 3 应用试验试验基础配方:软质PVC100g,复合稳定剂4g,邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)增塑剂50g ,纳米氢氧化镁阻燃剂粉体40g.试样制备:将改性后纳米氢氧化镁粉体按实验配方用高搅机预混,在上海橡胶机械厂生产的型号为SK-160B 双辊筒炼塑机上将物料混炼,辊温控制在(150 5) ,塑炼时间为6~8min,压制特定的形状[6].1 4 性能测试(1)粒径测试按操作规程制样后,在M alvenr 激光衍射粒度分析仪上测定M g(OH )2粒子的表观粒径及分布.(2)活化度的测试[7]没有改性的氢氧化镁表面是极性的,在水中自然沉降;改性后的氢氧化镁是非极性的,并且具有很强的疏水性,在水中由于具有比较大的表面张力使其在水面上漂浮不沉.称取5g 改性后的粉体样品,研细.然后加入到盛有100ml 蒸馏水的烧杯中,搅拌,静置24h.将沉降于烧杯底部的样品过滤,抽干,干燥.用原样品的质量减去沉降于烧杯底部的样品质量,即可得到飘浮部分的质量,由下式即可计算出活化指数H.活化指数H =[样品中飘浮部分的质量(g )/样品的总质量(g )] 100%(3)氧指数燃烧性能测试氧指数是指将试样处于流动的氧气和氮气的混合气氛中,测定刚好能维持有烟燃烧时的最小氧浓度,以体积百分数表示[8].氧指数测定所用试样的尺寸为100mm 6 5mm 3m m,按GB2406-80标准在H C-2型氧指数测定仪上进行测试.(4)机械力学性能测试拉伸样条用特定的模具制成哑铃型的标准样条[8],按GB1040-79标准在万能材料试验机测定其拉伸强度和断裂伸长率.最大负荷N-500N,拉伸速度为50m m/m in .2 试验结果与讨论2 1 分散剂的影响粒度的降低有助于改善氢氧化镁在有机高分子材料中的分散,降低界面之间的不相容性,提高复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,从而增强复合材料的力学性能[9].影响粒径大小的因素主要有分散剂的类型与用量.2 1 1 分散剂类型的影响取M g(OH )2颗粒10g,溶于5m ol/L 的盐酸中,加入不同类型的分散剂2 5%(与氢氧化镁的质量比),搅拌30min 后用蠕动泵以25m l/m in 的速度加入氨水溶液,氨水过量20%.滴加完后继续搅拌2h.过滤、烘干、研细、测试.测试结果见表1.44第1期王书海,温小明:纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺表1 不同类型分散剂对氢氧化镁粒径的影响分散剂类型十二烷基硫酸钠聚乙二醇(PE G)甲基戊醇聚丙烯酸粒径分布(n m)157-6245-55200-120143-58多次测试结果表明添加聚乙二醇(PEG)分散剂时,可以得到粒径分布均匀,尺寸较小的纳米氢氧化镁添加剂.2 1 2 分散剂用量的影响在固定的试验条件,在不同PEG用量时进行试验、分析,选择其最佳用量.图1 不同浓度聚乙二醇(PEG)时M g(OH)2的粒径由图1可见随着聚乙二醇(PEG)的添加量的增加M g(OH)2的粒径逐渐减小,但当聚乙二醇(PEG)增加到2 5%以后M g(OH)2粒径变化几乎接近水平,聚乙二醇(PEG)分散剂的最佳加入量为2 5%.2 2 改性剂的影响不同改性剂在改性条件为:温度为70 ,时间为90min,Mg(OH)2料浆比为1:5,转速1000r/min,改性剂的添加量5%(改性剂与Mg(OH)2的质量分数)进行改性.测定改性后的活化指数.测试结果见表2.表2 不同改性剂时的活化指数改性剂的类型硬脂酸硬脂酸钠十二烷基苯磺酸钠钛酸酯偶联剂活化指数H(%)99 85%95 46%84 32%78 69%从表2中可以看出硬脂酸对纳米M g(OH)2的改性效果最佳.2 3 改性时间、温度、料浆比、搅拌转速和改性剂的添加量的影响将制得的纳米Mg(OH)2沉降,倒去上层清液调整料浆.以硬脂酸为改性剂,在不同的温度、料浆比等条件下制备纳米M g(OH)2阻燃剂,并将制得的纳米M g(OH)2阻燃剂添加到PVC材料中测定其机械强度等性质.实验过程中,为了确定最佳工艺条件,利用正交试验对改性时间A、温度B、料浆比(Mg(OH)2质量与水的质量之比)C、搅拌转速D和改性剂的添加量E进行了考察,这5个因素的变化范围见表3.45青海师范大学学报(自然科学版)2009年46表3 因素水平变化范围水平A时间(min)B温度( )C料浆比D搅拌转速(r/min)E改性剂用量(%) 130501 38002%260601 510003%390701 712004%4120801 1014005%本研究以改性后的纳米Mg(OH)2的添加到软质PVC材料后的氧指数、抗压强度等评定为目标值,对改性时间、温度、料浆比、搅拌转速等进行了正交优化,并选择了正交表L16(45)以硬脂酸改性剂安排实验,试验方案和试验结果进行优化分析.表4 正交试验结果编号A B C D E氧指数(%)拉伸强度(M pa)断裂伸长率(%)活化指数(%) 11111124 3%13 2132%92 1% 21222226 1%16 3153%93 1% 31333326 7%17 2172%97 4% 41444426 9%17 4193%98 2% 52123428 8%19 4104%99 6% 62214327 0%17 6182%97 8% 72341227 3%16 8161%95 6% 82432125 2%15 3143%92 3% 93134225 6%15 6158%95 2% 103243126 8%14 5147%92 8% 113312428 8%18 9189%99 3% 123421327 8%17 6176%98 5% 134142326 3%16 8171%98 2% 144231427 9%17 2195%98 9% 154324126 3%14 8143%94 3% 164413226 8%14 6159%96 2%表5 正交试验结果极差分析氧指数(%)拉伸强度(M pa)项目A B C D E A B C D E26 0026 2526 7326 8325 6516 0316 2516 0816 2014 4527 0826 9527 2526 6026 4517 1816 3817 0316 8315 8327 2527 2825 9527 2826 9516 6516 9316 3316 4317 3026 8326 6826 8326 4527 6015 8516 2316 3816 3517 131 251 031 780 831 951 330 700 950 622 85断裂伸长率(%)活化指数(%)项目A B C D E A B C D E162 5166 3165 5166 0141 394 8596 2896 3596 2892 88172 5169 3169 0164 0157 896 3595 6596 3895 7395 03167 5166 2167 0170 5175 396 5096 6595 9596 5097 98167 0167 8168 0169 0184 896 9096 3096 2096 3897 3810 03 03 55 543 52 051 000 430 725 10综合以上数据分析知,要获得性能较好的那么氢氧化镁阻燃剂的最佳组合A3B3C2D2E4,而A3B3C2 D2E4并未出现在实验中,做了补充试验,重复结果见表6.第1期王书海,温小明:纳米氢氧化镁阻燃剂的制备工艺47表6 补充试验结果编号氧指数(%)拉伸强度(M pa)断裂伸长率(%)活化指数(%)127 917 1816999 8228 516 9517299 7328 317 0412099 6428 217 0816799 7从表4中试验结果可以看出,实验获得了预期效果,重现性也很好.3 结论(1)制备纳米氢氧化镁阻燃剂的工艺为:以聚乙二醇(PEG)为分散剂,硬脂酸钠为改性剂,分散剂的用量为2 5%,改性时间为90min,改性温度为70 ,改性剂用量为5%(质量分数);制备的纳米M g(OH)2阻燃剂能有效的改变有机高分子材料的性能,而且降低了普通氢氧化镁对材料的影响.(2)该方法操作简单、可靠,污染小,可以连续工业生产.制得的纳米氢氧化镁可以添加到有机高分子、油漆等材料中可以起到较好阻燃效果.参考文献:[1] 李召好,马培华,李法强.阻燃型氢氧化镁表面改性研究[J] 海湖盐与化工,2004,34,(3):14-16.[2] horns by p R,M thupha A Analysis of fire retardancy in m agns ium hydr oxide filled polypropylene com posites[J] Plastics,rubb eran d com posites process ing and Applications,1996,25,(7):347-355[3] 李克民.氢氧化镁表面处理及应用[J] 塑料加工,1996,24,(4):36-39.[4] 何昌洪,张密林,刘俊国.纳米氢氧化镁的合成方法[J].盐湖研究,2004,12,(2):33-38.[5] 刘立华,宋云华,陈建铭,等.纳米氢氧化镁表面改性研究[J].化工进展,2004,23,(1):76-79[6] 李梅,李志强,应韬.M g(OH)2复合阻燃剂在PVC中的应用[J].塑料工业,1997,(5):96-99.[7] 李克民,张莉.氨法制取氢氧化镁阻燃剂实验报告[J].无机盐工业,2001,33,(2):14-16.[8] WANG Zh eng-zh ou(ZE正洲),QU Bao-jun(瞿保钧),FAN Wei-ch eng(范维澄),etc.Studies on surface modifiers in M g(OH)2flam e retarded polyethylene(表面处理剂在氢氧化镁阻燃聚乙烯体系中的应用)[J].J ou rnal of Functional Polym ers(功能高分子学报),200l,14(1):45-48[9] 张琦,田明,吴友平,等.氢氧化镁粒径对其填充三元乙丙橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的影响[J].合成橡胶工业,2004,27(6):368-373Nanometer Magnesium Hydroxide Burning inhibitor Preparation CraftWA N G Shu-hai,WE N X iao-ming(Chemistry Departm ent of the Qinghai Norm al University,Xining81008,China) Abstract:M ainly has studied the aqueous m ethod nano meter m ag nesium hydrox ide burning inhib-i tor preparation technolog ical process,carries on the attribute to the sy stem nanometer magnesium hy-dro xide burning inhibitor,and increases the pow der body to the soft nature PVC system in determ ines this system's activ ation num ber,the ox yg en index,the longitudinal str ength and the br eak elongatio n ratio T hrough the sing le factor cookbook and the o rthog onal testing m ethod analysis,indicated fina-l ly,best techno logical co nditions:Polyethy lene g lycol(PEG)is the disper sing ag ent,the stearic acid is the modifier,the disper sing ag ent amount used is2 5%,the modified tim e is90min,the mo dified temperatur e is70 ,the modifier amount used is5%(quality score);Increased the prepar ation nano-meter m ag nesium hydr oxide burning inhibitor pow der body's soft nature PVC sy stem's being flame-resistant per for mance to have the remarkable enhancem ent,simultaneously reduced the m ag nesium hydrox ide chemical additive amo unt used and reduced to the sy stem m echanical mechanical proper ties influenceKey w ords:mag nesium hy dro xide;flame retardants;nanometer;surface modification;dispersing a-gent。