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氢氧化镁的制备

发布日期:2021/10/26 10:32:02

当今社会,高分子合成技术快速发展,塑料、橡胶、合成纤维等材料在日常生活中广泛应用。然而,所有的高分子聚合物都有缺陷,由于自身由碳、氢原子链构成,致使化合物易燃,这就会导致火势迅速蔓延。

当物质加入一定量的阻燃剂后,材料的阻燃性能会有相应的提升,但是往往又会使材料的机械性能或其他性能受到影响,有时候还会给加工带来不便。因此,为了保持阻燃复合材料的综合性能,就要考虑阻燃剂的综合性能。

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优势

氢氧化镁作为一种阻燃材料,有很多优势:

(1)氢氧化镁的分解温度高,燃点比氢氧化铝高,提高聚合物材料加热温度;

(2)燃烧脱水后生成的MgO是一种耐火材料,并且是一种碱性氧化物,可吸收酸性气体;

(3)吸热能力强,阻燃效率高;

(4)成本低,易在不同高分子材料中加工。

近年来,氢氧化镁作为一种绿色环保阻燃剂,应用量非常之大。

氢氧化镁的制备

制备氢氧化镁最需要控制的两个方面:

(1)过滤性能,如果氢氧化镁料浆沉降性能差,就会影响洗涤和分离操作过程,导致氢氧化镁合成周期延长,并且会影响氢氧化镁的产量;(2)控制形貌,因为具有规整形貌的氢氧化镁阻燃效果较好,因此需要采用合适的生产方法和工艺条件才能达到要求。

氢氧化镁的主要生产工艺有直接沉淀法、含镁矿石磨细法、氧化镁水化法等。

直接沉淀法

目前合成氢氧化镁的方法很多,其中最多使用的方法是沉淀法,由于其价格低廉和简单易操作,易于控制晶体形貌。在沉淀法中,主要是盐溶液沉淀,通常使用强碱,如氨水或氢氧化钠,镁盐中使用最广泛的是氯化镁、硫酸镁和硝酸镁,有机镁盐乙酸镁也偶尔被使用。

直接沉淀法中的氨法制备氢氧化镁分为一步法和连续沉淀法,连续沉淀法实现了资源的循环利用,降低了生产成本,保证了产品的质量。

水热法

用水热反应能有效地控制氢氧化镁的形貌与尺寸,产物的性质主要取决于前驱体镁盐的种类,溶剂和反应过程温度的控制;产品的形貌主要取决于溶液的 pH 和反应的温度。通过调节 pH 的大小,合成氢氧化镁的形貌纳米花型、针状,片状和球形。

水热合成的优点是可获得比表面积大于100m2/g 的氢氧化镁。缺点是在工业上使用高温高压,成本较高。

声化学合成法

声化学方法是使用频率在20kHz-10MHz范围内的超声波,引发微胞的形成和塌陷,且在高温高压下产生活性位点。与传统方法相比较,此方法是在极限条件下发生,能够极大地增加反应的速率,生成形貌更加均一的小晶体。声化学合成的特点是通过改变反应介质可以产生不同结构类型的材料。

溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是将高活性金属化合物作为前驱体,液相混合,进行水解、发生缩合,生成金属氢氧化物。形成稳定的透明溶胶,经陈化缓慢聚合,形成网络结构,在反应过程中失去溶剂,形成凝胶。凝胶经过后续的干燥、烧结制备纳米材料。

此方法反应的过程为前驱体分散溶解,水解生成单体,发生聚合,生成溶胶,经过干燥和热处理等工艺,制备纳米氢氧化镁材料。

氢氧化镁的用途

氢氧化镁的用途非常广泛,阻燃领域和环保领域是氢氧化镁应用的主要领域。此外,由于氢氧化镁浆料具有较高活性、吸附性能好,调节方便可控制,氢氧化镁又可以作为中和剂用以酸性废液和富硫氧化物处理,重金属脱除、改善土壤的酸性,还可以作为抗酸剂用于药剂学,肥料添加剂等。

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