碱式硫酸镁晶采和氢氧化镁晶须的改性及应用研究-矿物粉体材料与工程专业论文.docx

ADissertationinMineralMaterialsandPowderTechnologyResearchonModificationandApplicationofBasicMagnesiumSulfateandMagnesiumHydrateWhiskersbyChenXuSupervisor:ProfessorHanYuexinProfessorYinWanzhongNortheasternUniversityDecember2007...独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:渺日 期:≯学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流,请在下方签名;否则视为同意。)学位论文作者签名: 导师签名:签字日期: 签字日期:电、东北大学硕士学位论文 摘要碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须的改性及应用研究摘 要碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须是无机增韧阻燃材料,可用于塑料、陶瓷、涂料、金属、化工、航空航天等领域,在世界范围内得到越来越广泛的应用。然而在我国此类产品却仍然处于研究与开发阶段,与美日等发达国家相比有较大差距。针对这种情况,本文在前人研究的基础上,系统的研究了碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须的制备、改性及应用。以菱镁矿为原料,在700℃下煅烧3h,%的料浆,利用水热法,控制反应温度为200℃,反应时间4h,搅拌速度为400r/min,制备出碱式硫酸镁晶须。以氢氧化钠和碱式硫酸镁晶须为原料,采用水热法,%,反应温度为180℃,反应时间4h,搅拌速度为100r/min,:1时,制备出氢氧化镁晶须。采用单因素条件试验方法,利用脂肪酸、钛酸酯、硅烷、铝酸酯等表面改性剂对碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须进行湿法表面改性。试验结果表明,对碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须改性效果较好的改性剂分别为硬脂酸钠和硬脂酸锌。改性后碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须的接触角、、%、186mi/、%、354mFlOOg,晶须的分散性和流动性也明显提高,晶须表面与硬脂酸盐之间除有物理吸附外,还形成了牢固的化学吸附。将改性后的碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须添加到聚丙烯树脂中,随着晶须添加量的增加,碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料和氢氧化镁晶须/聚丙烯复合材料的冲击强度和氧指数上升,拉伸强度和断裂伸长率下降。聚丙烯的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和氧指数分别为62J/m、、%%,当晶须的添加量为50%时,碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料的冲击强度、拉伸强度、、、%%,氢氧化镁晶须/聚丙烯复合材料的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和氧指数分别为75J/m、21MPa、%、%,复合材料的综合力学性能和阻燃性能得到提高。研究了碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须增韧阻燃聚丙烯的作用机理,结果表明,晶须与树脂接触及浸润,然后与树脂间形成新的塑性界面层,在应力作用下,塑性界面层能发生形变以缓解应力集中,使得复合材料能吸收较大能量,从而使复合材料的韧性得以增强。碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须的最终分解产物为氧化镁和水,水蒸气的产生可吸收大量的热量和冲淡氧气的浓度,其分解产物氧化镁是优质耐火材料,可覆盖于聚合物表面阻止氧气和热量的进入,故能起到阻燃作用。本项研究成果对于碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须的规模化生产及应用具有一定的指导意义。关键词:碱式硫酸镁晶须;氢氧化镁晶须;表面改性;应用.Ⅱ.-retardanteffects,basicmagnesiumsulfateandmagnesiumhydratewhiskerswerewidelyappliedinvariousfieldssuchasplastics,chinaware,dope,metal,chemical,aviationspaceflight