利用水镁石制备具有特殊形貌的超细氢氧化镁

论文摘要

氢氧化镁阻燃剂具有无色、无毒、无味、无腐蚀性等性质,是绿色环保型高分子材料添加剂。具有良好的片状或是纤维状晶形的氢氧化镁,可较好地与原材料匹配,而不影响原材料的强度等物理性质,大大改善高分子材料的挠曲强度和延伸率。所以,具有特殊形貌的氢氧化镁阻燃剂具有更优异的性质和更广泛的应用。辽宁水镁石资源丰富,约占国内总储量的五分之二。水镁石化学组成简单,分解温度低。以水镁石为原料制备氢氧化镁,原料丰富,加工过程中,对环境无污染,且消耗能量少。因此以宽甸水镁石为原料,分别应用氯化镁法和氧化镁法在水热条件下制备具有特殊形貌的超细氢氧化镁,具有一定的理论和实际意义。经XRD检测,产物纯度和结晶程度都很高。利用扫描电镜测试,看到产物呈六方片状或晶须状,晶型完整、且颗粒大小均一,粒径达到亚微米级,晶须直径为几十纳米,长度为2～5μm。经分析研究得到如下结论：1、氯化镁法1)氢氧化镁晶体前驱物——碱式氯化镁的制备是制取结晶程度高、颗粒均一、分散性好的氢氧化镁产物必要的前提之一。2)影响因素：温度显著影响了氢氧化镁晶体的生长速度,以140℃条件下制得的氢氧化镁晶体最为理想,规则的正六边形晶体外半径均在0.4μm左右；搅拌速度影响了氢氧化镁晶体的生长方向,250r/min左右时,可制得光滑、粗细均一的氢氧化镁晶须；除此,在100-600r/min范围内,氢氧化镁晶体均以片状结晶；在一定范围内,填充度的大小与氢氧化镁六方片状晶体厚度成反比；试剂1有效地控制了氢氧化镁晶体颗粒的大小,保证了其晶形的完整程度；试剂2、试剂3的作用与试剂1相似,但效果稍差。2、氧化镁法1)影响因素：试剂1、试剂3有效地控制了氢氧化镁晶体颗粒的大小及其晶形的完整程度；试剂4在一定程度上促进了氢氧化镁晶体的一维生长；溶液浓度的大小主要影响了晶体的生长方向。2)氯化镁法和氧化镁法得到的氢氧化镁产物的结晶程度都很高,但氯化镁法得到的产物的纯度要高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水镁石简介
• 1.3 氢氧化镁的制备
• 1.3.1 物理法制备超细氢氧化镁
• 1.3.2 化学法合成氢氧化镁
• 1.3.2.1 氯化镁法
• 1.3.2.2 氮化镁法
• 1.3.2.3 氧化镁法
• 1.3.2.4 其他
• 1.4 氢氧化镁产品的应用
• 1.4.1 无机阻燃剂
• 1.4.2 环保领域的应用
• 1.4.3 其它应用
• 1.5 目前国内外氢氧化镁生产状况及发展前景
• 1.6 本论文研究内容及意义
• 1.6.1 研究意义
• 1.6.2 研究构思及内容
• 1.6.3 拟解决关键问题
• 第2章 试验材料、方法及性能测试
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 试剂药品
• 2.1.3 主要实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 氯化镁法制备纳米级氢氧化镁
• 2.2.2 氧化镁法制备纳米级氢氧化镁
• 2.3 实验测试手段
• 2.3.1 XRD
• 2.3.3 TEM
• 第3章 氯化镁法制备纳米级氢氧化镁
• 3.1 制备工艺
• 3.1.1 制备前驱物
• 3.1.2 氢氧化镁沉淀
• 3.1.3 水热处理
• 3.1.4 后期处理
• 3.2 产品表征
• 3.3 影响因素
• 3.3.1 温度
• 3.3.2 填充度
• 3.3.3 搅拌速度
• 3.3.4 添加剂
• 3.4 XRD表征
• 3.5 小结
• 第4章 氧化镁水化法制备纳米级氢氧化镁
• 4.1 制备工艺
• 4.1.1 制备前驱物
• 4.1.2 制备氧化镁浊液
• 4.1.3 水热处理
• 4.1.4 后期处理
• 4.2 产品表征
• 4.3 影响因素
• 4.3.1 添加剂
• 4.3.2 溶液浓度
• 4.4 XRD分析
• 4.5 小结
• 第5章 氢氧化镁晶体的生长机理研究
• 2晶体生长基元'>5.1 Mg（OH）₂晶体生长基元
• 5.1.1 生长基元的理论构型
• 6^4-八面体的结晶方位'>5.1.2 Mg（OH）₆^4-八面体的结晶方位
• 5.1.3 氢氧化镁晶体的稳定能
• 5.2 氢氧化镁晶核的形成
• 5.2.1 氢氧化镁晶体成核结晶学研究
• 5.2.2 氢氧化镁晶体成核热力学、动力学研究
• 5.3 氢氧化镁晶体生长过程
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果