中國粉體網訊 塑料是工業生產和日常生活中常用的材料。塑料易燃燒且在燃燒時產生大量有毒有害物質和煙霧，有效提高塑料的阻燃性是實際應用中需要解決的問題。氫氧化鎂(MH)是一種環境友好型綠色無機阻燃劑，具有良好的阻燃、抑煙和填充效果，其分解溫度高且分解時不會產生有毒有害污染物，同時MH可以與其他阻燃劑協同使用，達到更高的阻燃效果。
氫氧化鎂阻燃劑在PP中的應用
PP具有低毒性、低成本、良好的電絕緣性、較好的加工性和耐化學腐蝕性，滿足汽車、建筑等領域的應用要求。但是PP易燃燒，燃燒速度快，燃燒過程中產生熔融液滴，并且釋放大量有毒煙霧，因此提高PP的阻熱性能很重要。陳靈智等以硫酸鎂、氨水和活性炭為原料制備活性炭改性MH阻燃劑，并將其應用到PP聚合物。結果表明：將改性MH阻燃劑應用到PP中，PP的極限氧指數(LOI)由19.6%提高至28.9%，明顯改善其阻燃性能。
氫氧化鎂阻燃劑在聚苯乙烯（PS）中的應用
PS具有價格低、易加工、防腐蝕、抗沖擊能力強、耐用性好等特點，廣泛應用于建筑、裝飾、電氣、交通等行業。PS的LOI值較低，易燃燒、離開火源后可繼續燃燒，在燃燒過程中釋放大量熱量、有毒煙氣，產生嚴重熔滴，限制其廣泛應用。研究人員在PS中添加MH，研究其阻燃效果的改變。結果表明：隨著MH添加量的增加，PS熱降解過程中產生的CO2不斷減少，殘炭量急劇上升，揮發物和半揮發物含量增多，說明MH的加入改變了PS的阻燃性，提高了其燃燒溫度，改變了其燃燒機理。
氫氧化鎂阻燃劑在PVC中的應用
PVC也是一種常見的熱塑通用塑料，廣泛應用于薄膜、管道、墻板和電氣材料（尤其是電纜絕緣護皮）等領域中，可以分為硬質PVC和軟質PVC。硬質PVC添加的增塑劑量較少，其阻燃性能優于軟質PVC。但PVC含有氯，燃燒分解時產生氯化氫氣體，同時產生大量有毒有害煙霧，因此在提高PVC阻燃性的同時還需要關注PVC燃燒時產生的大量煙霧。
MH阻燃劑能夠在提高PVC阻燃性能的同時減少有毒有害氣體的排放，可應用于PVC復合材料中。吳建寧等采用不同改性劑對MH進行表面改性，并研究了改性MH對PVC力學性能和阻燃能力的影響。結果表明：以硬脂酸鋅為改性劑的改性效果最好，吸油值為33.39%，得到的MH顆粒分散較均勻，團聚現象明顯改善，且明顯改善了PVC的阻燃能力，但是對PVC的拉伸強度造成了一定影響。
氫氧化鎂阻燃劑在PE中的應用
PE具有優良的加工性、電絕緣性、力學性能以及耐高低溫性能，被廣泛應用于建筑、電氣、醫療等行業，但其LOI值僅為17.4%左右，易燃燒，限制其應用范圍。提高PE的阻燃性也是研究的熱點，PE常用阻燃劑有鹵素類、磷氮類、鋁/鎂類無機阻燃劑等，但MH具有成本低廉、環境友好等特點而受到青睞。
陶君以3種不同粒徑的MH作為阻燃劑，與PE混合制成復合材料，并對其力學性能、電學性能、熱穩定性及阻燃性能進行研究。結果表明：MH能明顯提升PE的阻燃性和熱穩定性，當MH粒徑為3.1μm時復合材料的綜合性能最佳，其拉伸強度為16.1 MPa、斷裂伸長率為400%、LOI值為22.3%、熱釋放速率峰值(PHRR)為270 kW/m2，體積電阻率為5.2×1013Ω·m。
氫氧化鎂阻燃劑的挑戰及展望
雖然氫氧化鎂作為一種綠色環保、阻燃效果優良、成本較低的阻燃材料，可廣泛應用于塑料行業，但是由于MH為添加型阻燃劑，需要大量添加才能夠達到較高的阻燃要求；而且MH具有強極性，親水性強，在高分子中不易分散，易產生團聚，這會導致與塑料之間的相容性較差，制得的復合塑料的強度下降、加工性和流動性變差，限制其大規模應用于塑料產業。
今后可通過加強MH的超細化，開發新型表面改性劑、與其他阻燃劑復配以及微膠囊技術等方面的研究，在提高MH阻燃性的同時，提高與塑料的相容性，減少其對塑料力學性能的影響，從而擴大MH在塑料阻燃領域的應用。
資料來源：曾書航等：氫氧化鎂阻燃劑的制備及其在塑料領域中的應用研究進展，塑料科技2023
（中國粉體網編輯整理/平安）
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