超细氢氧化镁的制备及其在木塑复合材料中的应用研究.pdf

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1、StudyonthePreparationofUltrafinemagnesiumhydroxideandItsApplicationintheWoodplasticcompositesbyHUNaAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnChemicalProcessingEngineeringofForestproducts1nCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498Sha

2、oshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorWUZhipingMay,2013l㈣瞅中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特另tlgl以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本

3、人承担。、作者签名：粥P＼。力弓年乡月2日中南林业科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密矾(请您在以上相应方框打“√")作者签名：嘲琊导师签名：翼岔、彳7勿f；年占月2日2移，弓年6月2日摘要木塑复合材料作为一种资源节约和环境友好型复合材料，广

4、泛应用于许多领域。但木塑复合材料属于易燃材料，具有很大的火灾隐患，并且在燃烧过程中会释放大量有危害的烟雾和毒气。因此提高木塑复合材料阻燃与抑烟性能是非常必要的。目前，一些环境友好型的无卤阻燃剂逐渐应用于木塑复合材料。氢氧化镁作为一种重要的无卤阻燃剂，具有阻燃、抑烟和填充功能，可用来改善木塑复合材料易燃和发烟量大的缺陷。为了解决由于氢氧化镁引入而引起木塑复合材料力学性能下降的问题，本论文利用直接沉淀法合成超细氢氧化镁，并将普通氢氧化镁、超细氢氧化镁、聚磷酸铵和复合阻燃剂(两种氢氧化镁和聚磷酸铵)应用于木塑复合材料，考察了五种阻燃剂对木塑复合材料力学、阻燃和抑烟性的影响

5、，并利用热分析法和锥形量热法研究超细氢氧化镁在木塑复合材料中的阻燃机理和抑烟减毒作用。本论文的主要研究结果如下：1、利用硝酸镁和氨水通过直接沉淀法制备超细氢氧化镁，并利用分散剂改善超细氢氧化镁的团聚问题。激光粒度仪、X．射线衍射和扫描电镜分析表明，超细氢氧化镁90％的粒子在200nm内，接近于不规则的片层形状。较优工艺条件为反应温度30℃，硝酸镁浓度O．1mol·L～，反应时间O．5h，分散剂PEG6000的添加量为原料硝酸镁质量的6％。2、分别将普通氢氧化镁和超细氢氧化镁应用到木塑复合材料中，并通过拉伸性能、氧指数、扫描电镜、热重分析和锥形量热测试来评价木粉粒径、

6、氢氧化镁添加量和粒径大小对木塑复合材料力学和阻燃性能的影响。研究发现超细氢氧化镁的最佳添加量为总质量的30％，且超细氢氧化镁相比于普通氢氧化镁不仅明显提高木塑复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和氧指数，还能更有效抑制木塑复合材料的热释放和热分解行为。同时考察两种偶联剂对木塑复合材料力学和阻燃性的影响，结果表明5％的马来酸酐接枝聚乙烯偶联剂能明显改善木塑复合材料的力学性能，还能保持木塑复合材料良好的阻燃性能。3、将普通氢氧化镁、超细氢氧化镁和聚磷酸铵应用于木塑复合材料，采用拉伸性能、氧指数和锥形量热测试评价聚磷酸铵添加量以及两种氢氧化镁与聚磷酸铵的复配比例对木塑复合材料力

7、学、阻燃和抑烟性能的影响。研究发现添加量为30％的聚磷酸铵能提高木塑复合材料的力学和阻燃性能，并有效抑制木塑复合材料的热释放和热分解行为，但会明显提高木塑复合材料的比消光面积和烟生成速率峰值。同时复合阻燃剂对木塑复合材料的力学和阻燃性能不能起到协同增效作用，但对其抑烟性能有一定的协同作用。相比于聚磷酸铵和复合阻燃剂，超细氢氧化镁能更有效抑制木塑复合材料的热释放，热分解和烟释放行为。4、采用热分析法和热动力学方程研究超细氢氧化镁对木塑复合材料热降解过程以及动力学参数的影响，结果表明在400。C以前超细氢氧化促使木塑复合材料形成高质量炭层，提高体系的热稳定性，使木塑