氢氧化镁的表面改性的研究.doc

氢氧化镁的表面改性的研究代号 10701 学号 1043121922分类号密级公开TQ132. 2题（中、英文）氢氧化镁的表面改性研究H The surface modification of magnesium hydroxide 作者 姓名张 东生指导教师姓名、职称朱黎霞教授学科门类工学学科、专业应用化学提交论文日期二零一三年一月西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加 以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果;也不包含为获得四安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书血使用 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已在论文中做了明确 的说明并表示了谢意中请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任本人签名：口期 西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安屯子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学学校有 权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。

同时本人保证，毕业 后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书本人签名：口期 导师签名：日期 摘要摘要本文 以硬脂酸为表面改性剂，采用干法工艺对氢氧化镁进行表面改性，研了改性的最佳工艺条件，并采用扫描电镜、热重-差示扫描量热技术及傅立叶红外光谱分析研究了破脂酸对氢氧化镁的改性 及机理通过响应面分析法和析 因分析法探讨了改性工艺条件Z间的交互关系1. 通过对活化指数和吸油率的分析，得出了硬脂酸改性氢氧化镁的最 佳工艺条件：破脂酸用量1.25% （质量分数），改性温度70C ,改性吋间 lOmin ,搅拌转速2000rpm改性后氢氧化镁的疏水性和分散性得到了改善，硬脂酸与 氢氧化镁之间发生了弱酯化反应2. 利用响应面分析法对改性氢氧化镁的活化指 数进行 研究，得出改性 吋间与改性温度乞间存在交互作用，硬脂酸用量与改性时间和改性温度间不存在 交互作用对吸油率进行分析，得出硬脂酸用量、改性时间和改性温度三因素相互 间存在交互作用3. 利用析因分析法对改性氢氧化镁的活化指数进行分析，得出硬 脂酸用量、改性时间、改性温度和搅拌转速四因素之间不存在交互作用。

对吸油率进 行分析,得出硬脂酸用量与改性时间和搅拌转速Z间存在交互作用；其余因素间不 存在交互作用对含碳量进行分析，得岀只有硬脂酸用量和改性温度之间存在交 互作用关键词:氢氧化镁 硬脂酸 表面改性 响应面分析法 析因分析法氢氧 化镁的表面改性研究AbstractAbstractIn this paper, the surface of magnesium hydroxide was modified by stearic acidusing the dry process method. The modified magnesium hydroxide was characterizedby a scanning electron microscope, a thermogravimetric analysis, a differentialscanning calorimetry, and Fourier transform infrared spectroscopy.The modificationmechanism was discussed. The interaction among technological conditions was studiedby Response Surface Methodology and Factorial Analysisl. The resuItsindicated that the optimum technological conditions were as follows:SA dosage was 1.25 wt. %, temperature 70 C, time 10 min and a stirring rate 2000rpm. Both dispersion and hydrophobicity of modified MH were remarkably improved,an esterification reaction occurred between SA and MII2. The activation index of modified MH was analyzed by Response SurfaceMethodology. The results indicated that the interaction was only existed betweentemperature and time. On the other hand, the analysis of oil absorbing rate showed thatthere was an interaction between any two factors3. The activation index of products was analyzed by Factorial analysis. TheresuIts showed that there was no interaction among the four factors. The analysis of oilabsorbing rate showed that there was an interaction between not only dosage of stearicacid and time, but al so stearic acid and stirring rate. The results of carbon contentindicated that the interaction was only existed between dosage of stearic acid andtemperatureKeyword: Magnesium HydroxideStearic AcidSurface ModificationResponse Surface MethodologyFactorial Analysis 氢氧 化镁 的表 面改 性研究H录Fl录第一章文献综述11.1阻燃剂概述11.1.1阻燃剂简介11.1.2氢氧化镁阻燃机理与特性21.2氢氧化镁阻燃剂表面改性研究现状31.2. 1表而改性剂31.2.2氢氧化镁阻燃剂的表面改性41.3表面改性方法71.4表面改性效果的评测方法81.5本文的研究H的与研究内容81.5. 1研究H的和意义81.5.2研究内容9第二章 氢氧化镁的表面改性与表征112. 1实验.112. 1. 1试剂及仪器112. 1.2改性方法.112. 2表征方法.122. 2. 1活化指数和吸油率122. 2. 2显微分析.122. 2.3热重-差示扫描量热分析132. 2. 4傅立叶变换红外光谱132. 2.5接触角.132.3结果与讨论132. 3. 1改性条件对氢氧化镁改性效果的影响132. 3.2硬脂酸改性氢氧化镁的表征172. 3.3破脂酸改性氢氧化镁机理分析212.4 结论21第三章响应而法对硬脂酸改性氢氧化镁的分析研究233. 1实验233. 1. 1实验方法.233. 1.2实验设计.233.2结果与讨论243. 2. 1实验方案与结果.243. 2.2活化指数响应曲面分析263. 2.3吸油率响应曲面分析313. 2. 4破脂酸改性氢氧化镁的表征363. 3结论39第四章析因分析法对硬脂酸改性氢氧化镁的研究.414. 1 实验 41 ii氢氧化镁的表面改性研究4. 1. 1实验方法.414. 1.2实验设计.414.2结果与讨论.424. 2. 1实验方案与结果.424. 2.2活化指数析因分析454. 2.3吸油率析因分析.514. 2.4含碳量析因分析.574. 2. 5破脂酸改性氢氧化镁的表征634. 3结论66第五章结论与展望695. 1结论695.2论文创新点.695. 3展望70致谢71参考文献73研究成果79 1第一章文献综述第一章文献综述高分子材料已经广泛应用于工业、农业、国防、建筑 及民用等各个领域，[1-3]•个高速发展的行业。

然而这些材料绝人部分是可燃而且是易燃的，燃烧时会产生大量的烟雾以及有毒有害气体，严重威胁着人们的生命财产安全近年 来,关于火灾的报道频频见诸于各类媒体，造成的人员伤亡和直接或间接的经 济损失非常巨大据专家统计，世界上因为火灾而死亡的人中，有90%以上是 由于火灾中产生的烟雾和有毒气体使人窒息而死亡的，并菲明火烧身频发的火灾迫 使人[4]们对各种材料的阻燃性能提出了更高的要求然而，一种材料在保 持原有属性不变的情况下提高口身的阻燃性能是不切实际的，因此促进了各种阻燃剂 的蓬勃发展1.1阻燃剂概述1.1.1阻燃剂简介阻燃剂是指能够使聚合物不易着火或者在其着火后使之燃烧变慢的-种工 业[5]助剂按阻燃剂所含的元索分类，阻燃剂可以分为有机阻燃剂和无 机阻燃剂两大类其中，有机阻燃剂又有以下三个系列：磷系、卤系（包括氯 系和V臭系两种）和氮系磷系有机阻燃剂主要是磷酸酯类，它们在室温条件下呈现液态， 发烟量较大而且具有毒性，并且要求被阻燃材料结构中含有大量的H、0元索 才能够脱水形成碳化层，因此在应用方面受到了很大的限制；卤系阻燃剂的阻燃 效果良好，曾经应用比较广泛，但是在聚合物中添加卤系阻燃剂后,燃烧时阻燃剂 分解释放出腐蚀性 及有害气体，毒性较人，而口燃烧过程中释放的烟雾也较人, 易[7]造成二次伤害。

因此，阻燃剂一直在朝着无卤化的方向发展近 年来，有机阻燃剂已经逐渐被无机阻燃剂所取代无机阻燃剂包括锤化合物、硼化合物、 赤磷和磷酸类、钮化合物和错化合物、氢氧化镁和氢氧化铝等，其中氢氧化镁和 氢氧化铝最有应用前景无机阻燃剂的热稳定性好,不挥发，分解过程中无腐蚀性气体产生,无毒且有抑烟的效果，而且 价格低廉，所以得到了较快的发展和广泛的应用氢氧化铝由于问世较氢氧化镁早，所以前者的年消费量要比后者大，而后者的发展比 前者快，并且后者作为阻燃剂，其性能要优于前者氢氧化镁阻燃剂作为高 效、优越、2氢氧化镁的表面改性研究环保的新型添加型无机阻燃剂，在国内外日益受到重视，在无机阻燃剂领域 得到[8-11]了长足的发展其无毒、无味、无腐蚀性和热稳定性高的 特性口益受到人们[12, 13]的广泛关注因此，氢氧化镁取代氢氧化 铝是未来发展的趋势，应用前景更[14, 15]加广阔据报道，H前在全球范围内，以氢氧化铝和氢氧化镁为主的无机阻燃剂的消费量快速。