镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理

合集下载

镁铝类水滑石的介绍

镁铝类水滑石的介绍

类水滑石摘要根据近十几年的文献,对类水滑石的性质,制备及应用进行了综述。

介绍了类水滑石材料的合成方法以及作为催化剂,添加剂,吸附剂在有机合成反应,石油化学,塑料工业,水处理等方面的应用。

目录1类水滑石2性质3制备4应用目录1类水滑石2性质3制备4应用类水滑石类水滑石化合物(Hydrotalcite-like compounds,HTlc)是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间电荷平衡阴离子构成的层状双金属氢氧化物。

可用通式表示为 [M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n] ·mH2O,其中M2+ 是二价金属阳离子,可以有Fe2+,Co2+,Cu2+,Zn2+,Mn2+ 等;M3+ 是三价金属阳离子,可以有Fe3+,Cr3+等,由这些二价和三价金属离子的有效组合,可形成二、三元甚至四元的HTlcs。

An- 为层间阴离子,可为无机阴离子如Cl-、CO32-等;也可以是有机阴离子,如对苯二甲酸根以及配合物阴离子如Zn(BPS)34 -等;还可以为同多或杂多阴离子如V10O286 -及层状化合物如[ Mg2Al(OH)] -等。

A是价数为-n的阴离子,X是M3+与{M3++M2+}的摩尔比。

HTlc单元晶层相互平行重叠形成层状结构,层状结构中的每一层的结构和水镁石Mg(OH)2类似(水镁石为正八面体结构,结构中心为Mg2+,六个顶点为OH-,相邻的正八面体通过羟基共用边相互连接形成片层),是由金属(氢)氧八面体靠共用边相互连接而成,但化学组成与水镁石不同,其中部分二价金属离子被三价金属离子代替(称为同晶置换),称为类水镁石层。

类水镁石层相互平行重叠形成HTlc层状结构.层和层之间有孔隙,通常称为通道 (Gallery)。

水镁石层是电中性的,而类水镁石层中由于三价金属离子同晶置换部分二价金属离子而带有剩余正电荷。

这种由晶体结构本身产生的电荷与外界条件(如分散介质的pH,电解质等)无关,所以称为永久电荷。

水滑石的合成 改性及其在功能复合材料中的应用

水滑石的合成 改性及其在功能复合材料中的应用

水滑石在功能复合材料中的应用
水滑石在功能复合材料中具有广泛的应用,如催化剂载体、电极材料、药物载 体和环保材料等。作为催化剂载体,水滑石可以提供高效的催化性能和良好的 热稳定性;作为电极材料,水滑石具有较高的电化学活性和良好的化学稳定性; 作为药物载体,水滑石能够实现药物的定向输送和可控释放;作为环保材料, 水滑石可用于重金属离子的吸附和回收。
在功能复合材料的制备过程中,需要综合考虑水滑石与基体材料的相容性、复 合材料的结构与性能以及应用环境等因素。通常采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、 热压法等工艺来制备水滑石基功能复合材料。
溶胶-凝胶法可以实现水滑石在基体材料中的均匀分散,但由于制备过程中需 要高温烧结,因此可能影响水滑石的晶体结构和化学性质。共沉淀法可以有效 地控制水滑石的晶体结构和形貌,但其制备过程中可能引入杂质,影响复合材 料的性能。热压法可以制备具有优良结构性能的复合材料,但需要严格控制热 压条件和烧结温度,以避免水滑石晶体的分解和性能的损失。
结论
本次演示对水滑石的合成、改性及其在功能复合材料中的应用进行了详细探讨。 水滑石作为一种具有重要应用前景的功能材料,其合成方法、改性技术和在功 能复合材料中的应用领域均具有重要研究价值。
目前,对于水滑石的合成与改性已经取得了一定的研究成果,但在实际应用中 仍存在一定的挑战。例如,合成过程中金属离子配比的优化、合成条件的控制 以及改性方法的筛选等方面仍需进一步研究和改进。此外,水滑石在功能复合 材料中的应用也需要结合具体应用场景进行优化设计和制备,以更好地发挥其 独特性能和拓展其应用范围。
参考内容二
一、引言
镁铝型水滑石是一种重要的层状材料,因其具有优良的物理化学性能,如高稳 定性、高催化活性、高离子交换能力等,而被广泛应用于催化剂、离子交换剂、 药物载体等领域。水热合成法是一种在高温高压条件下,通过控制反应条件, 制备具有特定结构和性能的材料的方法。本次演示将探讨镁铝型水滑石的水热 合成方法及其应用。

镁铝水滑石的合成及其表征

镁铝水滑石的合成及其表征
第2 8卷 第 4期 21 0 0年 8月
青 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
Jun l f ig a U i r t( a r c n e o ra o Qn h i nv s y N t eS i c ) ei u e
Vo. 8 No 4 12 . Au . 01 g2 0
物相 纯净 , 并具 有典 型层 状结 构 , 为进 一 步研 究聚合 物基 水 滑石复 合材料 奠 定 了基 础 。
关键 词 : 滑石 ; 水 合成 ; R 复合 材料 X D; 中 图分 类 号 : G 4 T 16 文献标 志码 : A 文章 编号 :0 6— 9 6 2 1 ) 4— 0 2—0 10 8 9 ( 0 0 0 0 2 5
( D , h / 1 aee o beh doiew s y tei db s gC peii t n h et L H) teMg A yrdd u l y rx a nh s e yui O— rc t i .T eb s l d s z n p ao
r a to e e a u e wa u d a d t e b s r c p ttn g n OH s c n r d. Fis h e e ci n tmp r t r s f n n h e tp e i i i g a e tNa o a wa o f me i rtt r e kn fLDH r y t e ie t1 40 a d 75 ℃ ,a d t n t e sr cur swe e c a a t rz d wih idso we e s n h sz d a 9, n n he h tu t e r h r ce ie t
镁 铝 水 滑 石 的 合 成 及 其 表 征

05论文正文-水滑石

05论文正文-水滑石

前言多年来,高效人工模拟制造天然酵素一直是各个学科领域的科学家们具有挑战性的课题,天然过氧化物酶在实际应用中有很大的潜力,并且已经应用于生物化学各个领域。

但是,作为自然酶,成本昂贵,具有不稳定的生物降解性和极易变性。

因此产生了使用简单的过氧化物酶模拟与改进稳定性和效率。

血红素是天然过氧化物酶的活性中心,并且具有过氧化物酶的活性。

与天然过氧化物酶相比,血红素具有热稳定性并且容易制备成本低。

血红素没有显示出令人满意的活性,主要是因为缺乏天然过氧化物酶存在的肽微环境。

因此通过寻找制成材料为血红素提供生物相容性和良好的肽微环境以提高血红素的活性成为科学家的研究方向。

随着人们对此类研究的深入,科学家发现层状双金属氢氧化物(LDH)是由相互平行的层板组成,层板间带有永久正电荷,层间拥有可交换的阴离子以维持电荷的平衡。

这种独特的晶体结构和层间离子的可交换性,使其通过离子交换可以向层间引入不同基团,制备各种功能材料,其催化作用尤为突出。

因此层状双金属氢氧化物(LDH)通常被用作辅助材料装载血红素以为其提供良好的肽微环境。

而组氨酸、β-环糊精等也具有良好的催化作用。

因此,我们尝试将血红素与LDH以及组氨酸或β-环糊精组装在一起以比较其催化效果。

1.文献综述1.1层状双金属氢氧化物概述层状双金属氢氧化物(简称LDHs)主要是指层状镁铝双金属氢氧化物,俗称水滑石,其骨架是阳离子,而层间是阴离子,佛罗伦萨大学的E.Manasse提出水滑石及其它同类型矿物质的化学式,1942年Feitknecht等通过金属盐溶液与碱金属氢氧化物反应合成了LDHs,提出了双层结构的设想[1]。

直到1969年Allmann等通过单晶X射线衍射试验测试并确定了LDHs层状结构。

随着人们对此类化合物研究的深入,科学家发现LDH具有特殊的层状结构、层间距具有可调性,层板内阴离子数量与种类的多样性以及与其他材料的生物相容性等特性,广泛地应用于催化反应中[2]。

ZnMgAl_LDHs阻燃剂的改性及其在聚丙烯中的应用_李茜

ZnMgAl_LDHs阻燃剂的改性及其在聚丙烯中的应用_李茜

第37卷第11期 2014年11月合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGYVol.37No.11 Nov.2014 收稿日期:2013-10-25;修回日期:2013-12-04作者简介:李 茜(1988-),女,安徽宣城人,合肥工业大学硕士生;杨保俊(1970-),男,安徽无为人,博士,合肥工业大学教授,硕士生导师.Doi:10.3969/j.issn.1003-5060.2014.11.004ZnMgAl-LDHs阻燃剂的改性及其在聚丙烯中的应用李 茜, 杨保俊, 王百年, 薛中华, 李张成(合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:文章采用共沉淀法合成了锌镁铝类水滑石(ZnMgAl-LDHs)。

以油酸钠为表面改性剂,以活化指数为主要考察指标,通过单因素条件实验和正交实验,考察并确定较适宜的ZnMgAl-LDHs表面改性工艺条件为:油酸钠用量3%、改性时间1.5h、改性温度70℃。

通过XRD、FT-IR和SEM等对改性前后ZnMgAl-LDHs的各项性能进行了表征。

将改性前后的ZnMgAl-LDHs分别添加到聚丙烯(PP)制得ZnMgAl-LDHs/PP复合材料,通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、拉伸性能和弯曲性能等检测考察改性前后ZnMgAl-LDHs的添加量对复合材料阻燃性能和机械性能的影响。

结果表明,当ZnMgAl-LDHs添加量为50%时,改性前后的ZnMgAl-LDHs/PP复合材料的氧指数分别由17.3%提高至22.8%、24.3%,且添加改性后ZnMgAl-LDHs所制得的复合材料的机械性能明显优于未改性的;文中对其影响的原因进行了分析。

关键词:锌镁铝;类水滑石;表面改性;聚丙烯;油酸钠;阻燃中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2014)11-1294-07Surface modification of flame retardant ZnMgAl-LDHsand its application to polypropyleneLI Xi, YANG Bao-jun, WANG Bai-nian, XUE Zhong-hua, LI Zhang-cheng(School of Chemical Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China)Abstract:ZnMgAl-layered double hydroxides(ZnMgAl-LDHs)were synthesized by co-precipitationmethod.Sodium oleate was selected as surface modifier.Taking the active exponent as the main in-dex,the optimum modification conditions were obtained by single-factor and orthogonal experimentsas follows:sodium oleate dosage was 3%,modification time was 1.5hand modification temperaturewas 70℃.The structure and morphology of the ZnMgAl-LDHs and modified ZnMgAl-LDHs werecharacterized by X-ray diffraction(XRD),Fourier transform infrared(FT-IR)spectra and scanning e-lectron microscope(SEM).The ZnMgAl-LDHs and modified ZnMgAl-LDHs were added respectivelyinto polypropylene(PP)to prepare ZnMgAl-LDHs/PP composites.The influence of ZnMgAl-LDHsaddition on fire retardancy of the composites was investigated by UL-94test and limiting oxygen index(LOI),and the influence of ZnMgAl-LDHs addition on mechanical properties of the composites wasevaluated using flexural strength and tensile strength as main indexes.It was found that the LOI ofunmodified-and modified-ZnMgAl-LDHs/PP composites were improved from 17.3%to 22.8%and24.3%respectively when ZnMgAl-LDHs addition was 50%.The mechanical properties of modified-ZnMgAl-LDHs/PP composite were better than unmodified-ZnMgAl-LDHs/PP composite.And thepossible reasons for the influence were analyzed.Key words:ZnMgAl;layered double hydroxides(LDHs);surface modification;polypropylene;sodiumoleate;flame retardancy0 引 言聚丙烯(PP)是一种力学性能优异、电绝缘性良好、耐化学腐蚀性好的通用塑料。

镁铝水滑石的制备与应用研究

镁铝水滑石的制备与应用研究

镁铝水滑石的制备与应用研究
吴青山;赵鹏程;刘志启;周自圆;李娜;莫云泽
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2022(36)S01
【摘要】镁铝水滑石因其阴离子的特殊性,具有诸多优点且应用广泛,引起了国内外诸多研究人员的关注。

天然水滑石数量很少,而且大部分以尖晶石的形式出现,纯度极低,通过除去杂质得到纯度更高的天然水滑石成本非常高,因此通过人工合成获得高纯度的水滑石成为首选方法。

目前我国合成水滑石(LDHs)的产量以15%左右的年增长率稳定增长,市场规模也维持15%以上高速增长。

本文总结了近年来国内外镁铝水滑石的典型制备方法和应用,对比分析了各方法的优缺点以及最近几年镁铝水滑石在各领域的研究结果,最后对镁铝水滑石制备方法后续的研究与优化进行了展望。

【总页数】8页(P149-156)
【作者】吴青山;赵鹏程;刘志启;周自圆;李娜;莫云泽
【作者单位】安徽大学化学化工学院;安徽大学绿色产业创新研究院;合肥英纳夫新材料有限公司;无锡云启新材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB321
【相关文献】
1.镁铝、镁铝锌水滑石的制备及其对PVC热稳定性的影响
2.镁铝水滑石的制备与应用研究进展
3.镁铝水滑石和镁铝铈水滑石的表面改性研究
4.气凝胶负载水镁石和镁铝水滑石纳米粒子的制备及对铅离子吸附性能研究
5.高钛高炉渣富镁铝浸取液共沉淀-水热法制备镁铝水滑石
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

镁铝水滑石的有机改性实验研究

镁铝水滑石的有机改性实验研究
中 图分 类 号 : 65 7 0 2 .5 文献标 识码 : A
Ex rm e a t dy o r a i o i c to fM g Ally r d pe i nt lsu n o g n c m d f a i n o / a e e i d ub e h dr x de o l y o i
Ke r s LD ; ・ l e e s lh n e a i y wo d : H p t u n u p o i cd;i tr a ain; o o i o ne c l t o C mp st e
水 滑 石 是 一 种 层 柱 状 双 金 属 氢 氧 化 物 ( D , 一类 近 年来发 展迅 速 的 阴离 子 型 粘 土 , L H)是 分 子通 式 为 : M M O ] [ : ( H) An - ・m 其 中 H O, M 、 是 金 属 阳离 子 , 是 层 间 阴离 子 。 比较 M A
第2 3卷第 6期
2 1 年 6月 01
化 学 研 究 与 应 用
C e c s a c n p iai n h mia Re e r h a d Ap l t l c o
Vo . 3 N . 12 , o 6
Jn 2 1 u .,0 1
ห้องสมุดไป่ตู้
文章 编 号 :0 4 15 ( 0 ) 60 4 44 10 —6 6 2 1 0 -7 6 3 1
镁 铝 水 滑 石 的有 机 改 性 实 验 研 究
高 莉 张 国伟 张兴儒 段 国萍 , , ,
(.青 海大 学 机械 工程 学 院 , 1 青海 西宁 80 1 ; 106
2 .山东鲍尔浦实业有限公司 , 山东
聊城
22 0 ) 50 0

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究[摘要] 镁铝水滑石(LDH或MgAl-LDH)作为一种新型的阻燃剂,已经引起了广泛关注。

本文通过对橡胶试样进行氧指数测定,物理机械性能的测试,以及对水滑石的X光衍射分析后分析得到,当水滑石用量相同时,三元乙丙橡胶(EPDM)的阻燃性能优于天然橡胶(NR),三元乙丙橡胶(EPDM)更适合用于制备阻燃橡胶;水滑石的粒径越小,纯度越高,在基体中分散越好,阻燃效果越佳。

[关键词] 水滑石三元乙丙橡胶天然橡胶无卤阻燃偶联剂改性[Abstract] The hydrotalcite (LDH or MgAl-LDH) as a new type of flame retardant, has attracted wide attention. Based on the rubber samples were oxygen index, mechanical properties testing, and the X-ray diffraction hydrotalcite analysis of obtained when the same amount of hydrotalcite, ethylene propylene diene monomer (EPDM) excellent flame retardant properties Natural rubber (NR), ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber is more suitable for the preparation of flame retardant; the smaller the particle size of hydrotalcite, the higher the purity, the better dispersed in the matrix, the better flame-retardant effect.[Keywords] LDHEPDMNRHalogen-free flame retardantCoupling agent modification引言随着社会防火意识的增强,越来越多的场合要求使用的橡胶制品具有阻燃性。

ABS及其复合材料的阻燃改性研究进展

ABS及其复合材料的阻燃改性研究进展

ABS及其复合材料的阻燃改性研究进展吴梦林;曹新鑫;刘英俊;何小芳【摘要】综述了近年来酚醛树脂、聚磷酸铵等有机阻燃剂及石墨烯、红磷和次磷酸铝等无机阻燃剂阻燃改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)及ABS/聚碳酸酯合金的研究进展.阻燃剂的加入提高了ABS的垂直燃烧等级、极限氧指数以及燃烧后的残炭量,降低了ABS阻燃体系的燃烧速率,延缓了其热分解,使ABS的阻燃性能得到了提高.最后,展望了阻燃剂未来的发展方向,指出提高ABS阻燃效果的方法是开发阻燃效率更高的阻燃剂.%The recent research progress of organic flame retardants such as phenolic resin,ammonium polyphosphate and inorganic flame retardants,graphene,phosphorus,aluminium hypophosphite,are presented, which are used for modified acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS)and ABS/polycarbonate alloy. The addition of flame retardants increases the vertical burning level,limiting oxygen index and the amount of residual carbon after burning of ABS,the burning rate of the ABS flame retardant system is reduced, the thermal decomposition is delayed, the flame retarding property of ABS is improved thereby. Finally,the development trend of flame re-tardant in the future is prospected, which points out that the way to improve the flame retarding property of ABS is to develop flame retardant with higher flame retarding efficiency.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】4页(P90-93)【关键词】丙烯腈-丁二烯-苯乙烯;聚碳酸酯;合金;阻燃剂【作者】吴梦林;曹新鑫;刘英俊;何小芳【作者单位】河南理工大学材料科学与工程学院,河南省焦作市 454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南省焦作市 454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南省焦作市 454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南省焦作市454000【正文语种】中文【中图分类】TQ325.2丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一种热塑性工程塑料[1],对温度具有较好的适应性,广泛应用于汽车、电器、电子和建筑材料等行业[2-4];但ABS阻燃效果较差,其极限氧指数(LOI)仅为19.0%左右,热稳定性差,易燃烧,导致火灾发生时不利于开展救援[5]。

镁铝水滑石的改性及其脱色性能的研究

镁铝水滑石的改性及其脱色性能的研究
本 文用 共沉 淀法 制备 了镁 铝水 滑石 ,然后 对水 滑 石 进行 了焙 烧 ,并 对焙 烧产 物通 过表 面活 性剂 十二 烷
收 稿 日期 :2017—04一l9 作者简介 :朱清 (1987~),女 ,硕士生 ,研究方 向:无机 TiO2纳米材料和镁铝水滑石材料的研究

l一
■量圃 2018 Vo1.32,No.1
第 32卷第 1期 2018年 1月
化 工81TU
Chem ical Industry Times
VoI.32,No.1 Jan.1.2018
doi:10.16597/j.cnki.issn.1002—154x.2018.01.001
镁 铝 水 滑 石 的 改 性 及 其 脱 色 性 能 的 研 究
性 剂插 层 LDHs可 作 为 转 移 溶 液体 系 中非 离 子 型 有 机 物 如苯 、萘 酚 、三 唑 酮 等 的 吸 附 剂 使 用 ’ 。 十 二 烷基 苯磺 酸钠 (C H 。NaO S,SDBS)是 白色 或 淡 黄 色粉 状或 片状 固体 ,难 挥 发 易 溶 于水 ,是一 种 阴离 子 型表 面活性 剂 J。石雯 等 ¨ 研究 了十 二烷 基 苯磺 酸 钠改 性 的镁 铝 水滑石 吸 附 2,4一D 除 草 剂性 能 研 究 , 结 果 表 明改 性 后 的水 滑 石 对 2,4一D 除 草 剂 吸 附 量 增 加 了 5~10倍 。
科技进展{Advances in Science&Technology}
基 苯磺酸 钠进 行 改性 。用 x射线 衍 射 和 红外 光 谱 对 改性 后 的产 物 的结 构 进行 了表 征和分 析 ,以苯 酚绿 为 研究 对象 ,系统考 察 了溶 液 的 pH 值 、吸 附时 间 、吸 附 剂 投加量 等 因素 对 吸附剂 吸 附性能 的影 响 。

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究

镁铝水滑石在无卤阻燃橡胶中的应用研究下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1. 引言阻燃材料在工业生产和日常生活中发挥着重要作用,其中无卤阻燃材料因其环保性和高效性受到了广泛关注。

添加Al(NO3)3_对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响

添加Al(NO3)3_对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响

第53卷第9期表面技术2024年5月SURFACE TECHNOLOGY·43·添加Al(NO3)3对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响马言耀,潘仕琪,张芬*,崔蓝月,李硕琦,刘成宝,曾荣昌*(山东科技大学 材料科学与工程学院,山东 青岛 266590)摘要:目的研究原位蒸汽法制备层状双金属氢氧化物(LDH)的反应机理,以及添加Al(NO3)3对AZ91D 镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性的影响和耐蚀机理。

方法在蒸汽源中添加不同浓度的Al(NO3)3,以提供Al3+,采用原位蒸汽法在150 ℃下进行5 h水热反应,在AZ91D镁合金表面制备水滑石蒸汽涂层。

使用XRD、FT-IR、SEM、EDS 等测试手段对水滑石蒸汽涂层进行表征,通过动电位极化、电化学阻抗和盐雾试验,研究水滑石蒸汽涂层的生长机理及腐蚀机理。

结果基于不同浓度梯度的Al(NO3)3,在AZ91D镁合金表面成功制备了水滑石蒸汽涂层,涂层的主要组成物相为Mg(OH)2、Mg-Al-NO3−LDH、Mg-Al-CO32−LDH。

Al(NO3)3/LDH相较于未添加Al(NO3)3得到的LDH,其生长均匀、结构致密,耐腐蚀性能由大到小的顺序为LDH-100、LDH-200、LDH-50、LDH-20、LDH、AZ91D镁合金。

水滑石蒸汽涂层的腐蚀产物主要为Mg(OH)2、MgCO3。

结论在添加100 mmol/L的Al(NO3)3作为蒸汽源时,充足的Al3+保证了合成结构致密水滑石的需要,副产物最少,且耐蚀性最好。

最后,讨论了水滑石蒸汽涂层的生长机理和腐蚀机理。

关键词:镁合金;水滑石;原位蒸汽法;耐蚀性能;成膜机理中图分类号:TG174 文献标志码:A 文章编号:1001-3660(2024)09-0043-13DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.09.005Effect of Al(NO3)3 on the Corrosion Resistance of LDH SteamCoatings on Magnesium Alloy SurfaceMA Yanyao, PAN Shiqi, ZHANG Fen*, CUI Lanyue, LI Shuoqi,LIU Chengbao, ZENG Rongchang*(School of Materials Science and Engineering, Shandong University of Science andTechnology, Shandong Qingdao 266590, China)ABSTRACT: Magnesium and its alloys, due to their remarkable biodegradability and mechanical properties, particularly their specific strength, have gained widespread attention and are being increasingly utilized as a green engineering material. However, their reactive chemical nature makes them susceptible to corrosion, limiting their widespread application. Surface modification techniques now serve as an effective means of enhancing the corrosion resistance of magnesium alloys. Layered double hydroxide (LDH), a layered structural material, has the ability to adsorb corrosive ions, thus protecting the magnesium alloy收稿日期:2023-11-15;修订日期:2024-03-04Received:2023-11-15;Revised:2024-03-04基金项目:国家自然科学基金(51601108,52071191)Fund:National Natural Science Foundation of China (51601108, 52071191)引文格式:马言耀, 潘仕琪, 张芬, 等. 添加Al(NO3)3对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(9): 43-55.MA Yanyao, PAN Shiqi, ZHANG Fen, et al. Effect of Al(NO3)3 on the Corrosion Resistance of LDH Steam Coatings on Magnesium Alloy Surface[J]. Surface Technology, 2024, 53(9): 43-55.*通信作者(Corresponding author)·44·表面技术 2024年5月substrate. Reports indicate that the Al content in magnesium alloys can affect the LDH content in steam coatings, which in turn affects the corrosion resistance of these coatings. However, the impact of introducing Al outside the magnesium alloy substrate on corrosion resistance remains unclear.The work aims to investigate the in-situ steam synthesis mechanism of LDH and assess how the Al(NO3)3 affects the corrosion resistance and mechanism of LDH steam coatings on AZ91D magnesium alloy surfaces. An in-situ steam method was used to deposit LDH steam coatings on AZ91D magnesium alloy surfaces.This process involved a steam reaction at 150 ℃for 5 hours, during which different concentrations of Al(NO3)3 were added to the steam source solution to generate Al3+. The LDH steam coatings were characterized by XRD, FT-IR, SEM and EDS. Potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, and salt spray tests were utilized to evaluate their growth mechanism, corrosion resistance, and corrosion mechanism. The results indicated that LDH steam coatings were successfully deposited on the surface of AZ91D magnesium alloy with different concentration gradients of Al(NO3)3. The main constituent phases of the coatings were Mg(OH)2, Mg-Al-NO3− LDH, and Mg-Al-CO32− LDH. When compared to LDH obtained without Al(NO3)3, the growth of Al(NO3)3/LDH was uniform and the structure was dense.The order of corrosion resistance of LDH-100, LDH-200, LDH-50, LDH-20, LDH, AZ91D magnesium alloy was determined through potentiodynamic polarization, electrochemical impedance, and salt spray tests. The corrosion products of the LDH steam coatings primarily consisted of Mg(OH)2 and MgCO3. When a 100 mmol/L concentration of Al(NO3)3 was used as the steam source, sufficient Al3+ participated in the nucleation and growth of LDH, leading to the synthesis of LDH with the best corrosion resistance. This improvement was attributed to the appropriate concentration of Al3+ promoting the formation of LDH steam coatings with fewer by-products and a dense structure.A discussion on the growth mechanism and corrosion mechanism of LDH steam coatings was also provided. The LDHsteam coatings prepared with Al(NO3)3 as a steam source demonstrates great potential for application on the surface of magnesium alloys as green engineering materials.KEY WORDS: magnesium alloy; layered double hydroxide; in-situ steam method; corrosion resistance; film-forming mechanism近年来,镁及其合金因其比强度高、阻尼性优良等特性而具有巨大的应用潜力[1-5]。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

樊慧庆等:掺杂三氧化二锑的钛酸铋钠钾陶瓷的显微结构和电学性能· 103 ·第41卷第4期DOI:10.7521/j.issn.0454–5648.2013.04.00 镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理徐圣,曾虹燕,赵策,廖梦尘,杨永杰,张伟,陶静,肖华淼(湘潭大学化工学院,湖南湘潭 411105)摘要:采用三聚磷酸钠(STPP)对镁铝水滑石(MAH)进行表面改性。

X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、热重–差热、红外光谱比表积测试和粒度分析对改性前后的镁铝水滑石进行表征,考察了改性前后镁铝水滑石的吸油性能和润湿性能。

结果表明:三聚磷酸根(5310P O−)包覆于镁铝水滑石粒子表面,改性后的镁铝水滑石粒子表面疏水性增强,分散性明显提高。

将改性前后镁铝水滑石样品与聚丙烯(PP)混合固化,测试其复合材料(MAH/PP、SMAH/PP)阻燃性和力学性能,发现相对于MAH/PP,SMAH/PP复合材料力学性能有所提高,阻燃性能也得以改善。

关键词:镁铝水滑石;阻燃剂;改性;三聚磷酸钠;聚丙烯中图分类号:TQ132.2,TQ326.9 文献标志号:A 文章编号:0454–5648(2013)04–网络出版时间:网络出版地址:Surface Modification of the Mg–Al Hydrotalcite Flame-retardantXU Sheng,ZENG Hongyan,ZHAO Ce,LIAO Mengchen,YANG Yongjie,ZHANG Wei,TAO Jing,XIAO Huamiao (School of Chemical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, Hunan, China)Abstract: The surface modification of Mg–Al hydrytalcite particle (MAH) by sodium tripolyphosphate (STPP) was carried out. The unmodified and modified MAHs(MAH and SMAH, respectively) were characterized by X-ray diffraction, scanning electron micros-copy, energy dispersive spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric-derivative thermogravimetric analysis, specific surface area measurement and particle size analysis, respectively. The oil absorption and wettability of the particleswere investigated. The results show that the surface of the MAH is coated by5310P O−in the modification process. The hydrophobic property of the SMAH particles was strengthened, and the congeries dispersibility was improved. The composites (MAH/PP, SMAH/PP) were obtained by mixing MAH and SMAH into Polypropylene (PP), respectively. The flame retardancy and mechanical properties of the composites were analyzed. Compared to the MAH/PP sample, the mechanical properties of the SMAH/PP composite was in-creased, and the flame retardancy was enhanced.Key words: Mg–Al hydrotalcite; flame retardant; modification; sodium tripolyphosphate; polypropylene低烟无卤阻燃材料可以避免含卤阻燃材料燃烧时所带来的二次污染,是阻燃材料的发展趋势。

当今,开发低烟无卤阻燃剂在世界范围内仍是一个技术难题。

作为无机无卤阻燃材料,镁铝水滑石(MAH)兼具Al(OH)3和Mg(OH)2之阻燃优点,并避免它们各自的缺陷,具阻燃、消烟、填充和热稳定性等多种功能,是一种高效、环保、消烟型无毒无卤的新型阻燃剂[1–2]。

但MAH粒子表面存在的大量非架桥羟基,使其表面结构不稳定,相互之间极易形成氢键而团聚形成二次粒子,使粒子粒径变大,分散性差,与高分子材料相容性差,严重地影响塑料制品的拉伸强度、伸长率等力学性能[3–5]。

为了改善MAH阻燃剂的性能,提高其阻燃效率,必须对其表面进行改性,以改进MAH粒子的分散性和相容性,增强高分子材料的机械力学等性能。

三聚磷酸钠(STPP)是一种链状的缩合磷酸盐,易溶于水,对金属离子有显著的螯合能力,为工业中常用助剂或食品添加剂,是高岭土、氧化镁和碳收稿日期:2012–09–11。

修订日期:2012–10–30。

基金项目:湖南省自科基金重点项目(12JJ2008);2012年湖南省大学生创新性实验计划资助项目。

第一作者:徐圣(1987—),男,硕士研究生。

通信作者:曾虹燕(1963—),博士,教授。

Received date:2012–09–11. Revised date: 2012–10–30.First author: XU Sheng (1987–), male, Master candidate.E-mail: xutiandasheng@Correspondent author: ZENG Hongyan (1963–), female, Ph.D., Professor. E-mail: hyzeng@第41卷第4期2013年4月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 41,No. 4April,20132013-03-02 09:39/kcms/detail/11.2310.TQ.20130302.0939.016.html硅酸盐学报· 104 ·2013年酸钙的有效分散剂[6]。

本文采用超重力反应器制备MAH前体,用STPP对前体进行表面改性处理,在不改变水滑石结构的基础上,钝化其表面,改善MAH粒子的分散性及其与聚合物基体的亲和性。

通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、热重–差热(TG–DTG)、红外光谱(FTIR)及其高斯拟合等表征,研究STPP对MAH的改性机理和界面结合方式,并将其用于聚丙烯(PP)中,探究改性对MAH 的分散性、阻燃性,以及PP的机械力学性能的影响。

1 实验1.1原材料聚丙烯(K8303,燕山石化),液体石蜡(天津光复精细化工研究所)。

所用试剂均为分析纯。

螺旋转通道型反应器(RBHC,湘潭大学自制);高速混合机(GH-10A,北京塑料机械厂);双螺杆挤出机(SHJ-30A,南京橡塑机械厂);微型注模机(WZM-I,吉林大学科教仪器厂)。

1.2检测设备日本理学D/MAX-3C型粉晶衍射仪(XRD,辐射源Cu Kα,电压40kV,电流30mA,扫描速度2 (°)/min);日本电子株氏会JSM-6700F型场发射电子扫描电镜携GENESIS60S型能谱仪;美国PE公司Specrum Qne B型Fourier变换红外光谱仪(分辨率4cm−1,扫描100次);英国Malvern公司Mastersizer 2000型激光粒度分析仪;日本精工热重差热综合热分析仪(TG/DTA6300,氮气,气体流量为500cm3/min,线性升温速率10℃/min);美国Quantachrome公司 NOV A-e1000物理吸附仪(200℃,真空脱气)。

氧指数及垂直燃烧级别(ANSI/UL94)按GB/T 2406.2—2009测定;拉伸强度、断裂伸长率按GB/T1040.1—2006测定;弯曲强度按GB 1042—79测定;缺口冲击强度按GB/T 1843—1996测定(缺口角度45°,缺口深度2mm,底部曲率半径为0.2mm,摆锤测试速度3.8m/s)。

1.3样品制备参照文献[7]采用螺旋通道超重力反应器制备Mg/Al摩尔比为3:1镁铝水滑石,100℃干燥6h,制成镁铝水滑石前体,记为MAH。

称取100g的MAH置于300mL蒸馏水中,40℃搅拌混合,加热至60℃,加入7%的STPP (以MAH质量分数计),继续搅拌90min。

洗涤抽滤,100℃干燥6h,即得改性MAH,记为SMAH。

分别将10份(以质量计)的MAH和SMAH与100份(质量计)的PP相混合,100℃干燥2h,于双螺杆挤出机(料筒温度240℃,螺杆转速250r/min)共混挤出造粒,制得MAH和SMAH与PP的复合材料,分别记为MAH/PP和SMAH/PP。

MAH/PP和SMAH/PP在100℃干燥2h,微型注塑机制备样条(80mm×10mm×4mm)升温至220℃,保压冷却20 s。

采用相应的国家标准对样条进行性能测试。

1.4 吸油值参照国标GB/T 7046—2003测定MAH和SMAH的吸油值。

检测前,样品100℃干燥40min。

室温下精确称取(2.0±0.001)g干燥样品(m),置于干净表面皿上,滴定邻苯二甲酸二辛脂(m1),玻棒搅拌使样品与该辛脂充分混合均匀,直至样品与其粘结成团,无散落的干燥样品即为终点。

吸油值f计算公式:1100%mfm=× (1) 1.5润湿性精确取2.00g干燥样品(MAH或SMAH)于带塞量筒内(±0.1mL),加入一定量液体石蜡将样品完全浸润后,再加石蜡至20mL。

25℃振荡(240次/min)2min,使样品在液体石蜡中分散均匀。

静置180min,期间适时读取对应液体石蜡体积。

2 结果与讨论2.1改性MAH结构评价2.1.1 SEM分析图1为MAH与SMAH的SEM照片。

相关文档
最新文档