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由于其原料來源廣泛，阻燃性好，無毒無腐蝕性，氫氧化鎂是一種極具開發(fā)潛力的綠色阻燃劑。

氫氧化鎂的分解能很高，比無機(jī)阻燃劑的熱分解溫度高140℃，可使聚合物材料承受較高的加工溫度，有利于加快擠塑速度，縮短擠塑時(shí)間，提高阻燃效率。
氫氧化鎂阻燃機(jī)理
氫氧化鎂的阻燃作用與其在高溫下的分解反應(yīng)有密切關(guān)系。在340~490℃的環(huán)境溫度下，Mg(OH)2開始熱分解，形成氧化鎂，并釋放出結(jié)晶的H2O。
分裂方程是：
Mg(OH)2→MgO+H2O
△G°=-49.8kJ/mol
在430℃和490℃時(shí)分解反應(yīng)最快，490℃分解結(jié)束，留下MgO。晶體H2O吸收大量的熱，會(huì)降低材料的表面火焰溫度，釋放的水氣稀釋了材料表面的氧氣，使燃燒難以進(jìn)行，對聚合物分解有抑制作用，并起到冷卻產(chǎn)生可燃?xì)怏w的作用；此外，分解產(chǎn)生的氧化鎂也是一種很好的耐火材料，在材料表面形成一層炭化層，隔絕了制品內(nèi)部的可燃物與氧化/高溫環(huán)境的接觸，阻止氧氣和熱量的進(jìn)入，因此當(dāng)燃燒源消失后，燃燒會(huì)自動(dòng)熄滅，從而實(shí)現(xiàn)阻燃。
氫氧化鎂阻燃劑改性研究
因?yàn)闅溲趸V極性強(qiáng)，顆粒表面帶正電荷，容易形成二次團(tuán)聚，而且其親水性使干燥后的產(chǎn)物仍含有水分。在高聚物中直接加入，不利于高分子材料的分散，容易與高聚物界面產(chǎn)生間隙，相容性較差。為提高粉末的表面活性，從而改善粉末的分散，改善與聚合物的相容性，以及提高氫氧化鎂的阻燃性能，必須對其進(jìn)行改性。
超級(jí)精煉
超細(xì)化是指對氫氧化鎂粉末進(jìn)行粉碎，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ诡w粒尺寸最小，達(dá)到納米級(jí)，增加阻燃劑與聚合物基體的接觸面積，增強(qiáng)其與聚合物的親和力，改善兩者之間的相容性，從而達(dá)到減少用量，提高阻燃效率的目的。超細(xì)化后的氫氧化鎂對設(shè)備的磨損小。它可以廣泛應(yīng)用于聚丙烯，聚乙烯，PVC，高抗沖擊性的聚苯乙烯和ABS樹脂。
表層改性
由于氫氧化鎂具有極強(qiáng)的極性，并具有親水性，容易團(tuán)聚，與高分子材料相容性較差，常采用偶聯(lián)劑法、陰離子表面活性劑法、微膠囊化法和表面接枝法等多種表面處理方法。
偶聯(lián)改性
目前常用的氫氧化鎂阻燃劑為偶聯(lián)劑。耦合劑是一種具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。其中一部分分子的基團(tuán)對有機(jī)聚合物具有親和力，另一部分則對由分子間力和化學(xué)鍵提供的氫氧化鎂具有親和力。親水性氫氧化鎂在聚合物材料的生產(chǎn)和加工過程中與聚合物難以相容，通過偶聯(lián)劑的橋聯(lián)作用可以將兩者緊密結(jié)合。
常見的偶聯(lián)劑主要有：硅烷類，鈦酸酯類，含鉻、鋯化合物和高級(jí)脂肪酸，醇、酯等。
偶聯(lián)劑作用機(jī)理：硅烷偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物，它對于提高聚合物的強(qiáng)度和耐熱性能有顯著的作用，因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑中的R具有特定的官能團(tuán)，所以不同的聚合物需要選擇不同的偶聯(lián)劑來包覆氫氧化鎂；鈦酸酯偶聯(lián)劑可使聚合物材料具有較好的綜合性能，即在加工溫度和使用溫度時(shí)，具有較好的流動(dòng)性，在使用溫度時(shí)，具有較高的強(qiáng)度和韌性，在提高材料的抗沖擊性能方面也比較明顯，因?yàn)镸g(OH)2的吸水性和表面濕度較大，選用耐潮濕的單烷氧基焦磷酸酯型鈦酸酯較好。
陰離子型表面活性劑的改性
陰離子性表面活性劑主要是高級(jí)脂肪酸及其衍生物，一方面含有親水基團(tuán)，能與氫氧化鎂表面的烴基發(fā)生作用，許多親水基團(tuán)被鏈接到氫氧化鎂表面，提高吸附牢度；另一方面，高分子聚合物為長鏈分子，其高分子鏈能起到空間位阻作用，減少氫氧化鎂的聚集，形成粒徑較小的顆粒。由于與有機(jī)樹脂基體相容，長期使用，不易脫附，陰離子表面活性劑已成為一種具有廣闊應(yīng)用前景的改性劑，越來越受到人們的重視。
微囊化改性改性
微囊技術(shù)是利用天然或合成的高分子化合物包裹氫氧化鎂形成微小顆粒，一般顆粒尺寸在毫米級(jí)或微米級(jí)，形成阻燃劑，當(dāng)復(fù)合材料受熱燃燒時(shí)，能夠立即熔化并釋放阻燃劑，起到阻燃、增強(qiáng)相容性、改善熱穩(wěn)定性等作用，從而達(dá)到阻燃目的。
微囊技術(shù)表面改性不僅可以改善氫氧化鎂與聚合物的相容性，而且可以有效地減少聚合物加入氫氧化鎂所引起的性能退化，提高其穩(wěn)定性。微囊型阻燃劑在生產(chǎn)和使用過程中無毒無害，燃燒不產(chǎn)生濃煙和有毒氣體，對環(huán)境無污染，是目前阻燃領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
接枝面接枝改性
表面接枝劑改性是指將改性劑或增溶劑的一端直接接在聚合物基體或無機(jī)顆粒的表面，形成大分子的改性劑，從而改善無機(jī)、有機(jī)聚合物的界面性質(zhì)。
協(xié)同作用于其他阻燃劑。
通過一定的方法，氫氧化鎂與其他阻燃劑或阻燃協(xié)同增效劑有機(jī)結(jié)合，可顯著提高阻燃溫度，增加吸熱，減少填充，從而提高阻燃效率，發(fā)揮其綜合阻燃效應(yīng)。例如常用阻燃協(xié)同增效劑有：氫氧化鋁，鹵素，氧化銻，有機(jī)硅化物，紅磷和磷化物，金屬氧化物，金屬螯合物，硼酸鋅，石墨，有機(jī)土壤等。

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氫氧化鎂阻燃劑改性的探討