探究碱式硫酸镁晶须的制备及其在软质pvc中的应用研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文碱式硫酸镁晶须的制备及其在软质PVC中的应用研究姓名：李晶晶申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：尹建军20090401顾Ij学位论文摘要碱式硫酸镁晶须(MOS)的化学组成为MgS04·5Mg(OH)2·3H20，晶体的形貌为针状或纤维状，具有高强度、低密度和高弹性模量的特点。可以用作塑料、橡胶和树脂等复合材料的补强增韧剂，提高基底材料的抗弯曲强度和抗冲击力。由于分子中带有结晶水，多在260℃以下受热分解，且分解产物无毒副作用，因此可用作环境友好型阻燃剂。主要研究了碱式硫酸镁晶须的

2、制备工艺，及其在软质PVC中的应用。讨论了两种不同的前躯体制备设备、反应物浓度、定．转子转速对碱式硫酸镁晶须质量的影响，利用小试实验得出的工艺条件，在l00L高压反应釜中进行中试，通过SEM、XRD、TG等手段对晶须样品进行了表征；在应用实验中，通过断面SEM考察了改性前后的晶须在软质PVC中的微观形貌；研究了晶须添加量对复合体系阻燃性能和机械力学性能的影响。同时，将碱式硫酸镁晶须复配氢氧化镁阻燃剂以不同的配比添加到软质PVC中，考察了两种无机填料复配后对复合体系的阻燃性能和力学性能的影响。研究结果表明：采用

3、定转予反应器结合水热反应制备碱式硫酸镁晶须所进行的中试研究，可制得质量好的碱式硫酸镁晶须，其产量达到40．50g·L～；表面改性处理使得碱式硫酸镁晶须的表面能减小，有利于提高晶须的分散性，且最佳的表面改性剂为钛酸酯；当晶须含量为60份时，复合体系MOS／PVC可获得较好的应用效果：氧指数为28．3％，拉伸强度和断裂伸长率分别为l8．48和534．3％，既达到了良好的阻燃效果，又对力学性能影响较小。将改性后的碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁阻燃剂以l：5的配比添加到软质PVC中，复合体系MOS／MH／PVC可获得较好的

4、应用效果：氧指数达到28．8％，拉伸强度为l9．86MPa，断裂伸长率为506．8％。关键字：碱式硫酸镁晶须；定一转子反应器；水热；阻燃；PVC破-℃硫酸t，悬颂的制备次lCn：软质PVC中的卜j用叫究ABSTRACTTheChemicalcompositionofmagnesiumoxysulfatewhiskersiSMgS04’5Mg(OH)2‘3H20，anditsmorphologyisneedleorfiber．Thecharacteristicsofwhiskerarehighintension

5、，highelasticitycoefficientandlowdensity，andastheintensifierappliedincompositematerialssuchasplastic，rubber，andresinetc．themechanicalpropertiesincludingflexuralstrengthandimpactstrengthcanbeimproved．DuetoMOSmoleculecontaincrystalwaterwhichdecomposesuntil260℃

6、andthedecompositionproductsarenoinnocuity，MOSisanenvironmentallyfriendlyflameretardant．Inthispaper，thepreparationandapplicationinflexiblePVCofmagnesiumoxysulfatewhiskerswereresearched．Theeffectsoftwopreparationequipmentofintermediateproduct，reactantconcentr

7、ationandrotorspeedontheproductqualitywerediscussed．Underthesameconditions，MOSwasalsopreparedinapilottestin100Lautoclave，andtheproductwascharacterizedbySEM，XRDandTG．Inthestudyofapplication，themicro·morphologyofmodifiedandunmodifiedMOSinflexiblePVCwasreviewed

8、bySEMofsection．InfluenceofMOScontentonflameretardancyandmechanicalpropertiesofthecompositesystemwasinvestigated．Also，MOSandMHweremixedwithdifferentproportions，andPVC／MOS／MHcompositeswereprepared．Influe