氫氧化鎂是白色粉末狀的六角形或無定性的片狀結(jié)晶，是一種重要的無機化工產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟中有著舉足輕重的作用和地位。在材料加工（如阻燃、精細(xì)陶瓷、電子材料、涂料）、環(huán)境保護（如酸性廢水中和、煙氣脫硫、重金屬脫除、燃煤固硫等）、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生等方面都有著廣泛的應(yīng)用。

與有機阻燃劑相比，無機阻燃材料因在火場中不會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，便于人員的逃生而受到廣泛關(guān)注。氫氧化鎂具有無毒、無鹵、抑煙、價廉及耐高溫等特性，是一種綠色環(huán)保的無機添加型阻燃劑。其阻燃機理和特點如下：

（1）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的水蒸氣可有效稀釋氧氣濃度，阻礙燃燒；

（2）氫氧化鎂的熱容大，熱分解過程中可有效降低高分子基材所吸收的熱能，使高分子基材的熱分解有所延緩；

（3）氫氧化鎂形成的表面炭化層可以延緩燃燒，并能夠抑制分解氣體的燃燒；

（4）氫氧化鎂分解吸收大量的熱量，降低被阻燃材料的溫度，可有效延緩高聚物分解速度；

（5）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的氧化鎂本身就是優(yōu)良的耐火材料，覆蓋于高分子基材表面能夠隔絕空氣使燃燒受阻；

（6）氫氧化鎂用作阻燃劑時添加量較大才能提高高聚物的難燃性。

氫氧化鎂的表面改性

作為添加型無機阻燃劑，需要較大的添加量才能達(dá)到高阻燃的要求，為解決大量添加時給材料力學(xué)性能帶來的負(fù)面影響，目前對Mg(OH)2阻燃劑的研究主要是從超細(xì)化、表面極性的改進、低團聚性等方面取得突破來提高性價比。

未經(jīng)處理的超細(xì)氫氧化鎂顆粒表面能高，處于熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)，極易團聚，同時其表面親水疏油，在有機介質(zhì)中難于均勻分散，與高聚物間結(jié)合力極差，易造成界面缺陷，致使高聚物的某些性能急劇降低，以至于制品無法使用。因此，要對其進行表面改性處理，在一定程度上提高憎水性能，以便改善兩者間的相容性和分散性。

氫氧化鎂的表面改性主要有表面化學(xué)改性、表面接枝改性和微膠囊化改性等方法。其中，表面化學(xué)改性是比較傳統(tǒng)的改性方法，表面化學(xué)改性中的改性劑為偶聯(lián)劑、表面活性劑和復(fù)合改性劑。表面接枝改性是將改性劑接在高分子表面上，形成大分子改性劑，進而改善高分子材料表面性質(zhì)的技術(shù)，接枝后氫氧化鎂的表面性質(zhì)有很大改變，吸水率降低25%～70%，疏水性增強。使用微膠囊化技術(shù)可使氫氧化鎂熱穩(wěn)定性良好，粉體與聚合物極體之間的界面黏性得到提高，而且改性材料的力學(xué)性能也有所提高。

偶聯(lián)劑改性

偶聯(lián)劑改性是偶聯(lián)劑與超細(xì)粉體表面發(fā)生化學(xué)偶聯(lián)反應(yīng)，兩組分之間除了范德華力、氫鍵或配位鍵相互作用外，還有離子鍵和共價鍵的結(jié)合。偶聯(lián)劑分子必須具備兩種基團：能與無機納米粒子進行反應(yīng)的極性基團和與有機物具有反應(yīng)性或相容性的基團。通過偶聯(lián)劑處理，高表面能的納米粒子與低表面能的有機體有較好的親和性。根據(jù)中心原子的不同，可將偶聯(lián)劑分為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑等。

表面活性劑改性

表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的特點是含有疏水基和親水基。表面活性劑的類型很多，包括陰離子型、陽離子型以及非離子型等，如高級脂肪酸及其鹽、醇類、胺類和酯類等，其分子的一端為長鏈烷基，結(jié)構(gòu)與聚合物分子相近；另一端為羧基、醚基、氨基等極性基團，可與氫氧化鎂粒子發(fā)生吸附或化學(xué)反應(yīng)，而附著在氫氧化鎂粉末表面，又因表面活性劑的烴基與高聚物有親和性，抑制了氫氧化鎂粉體的團聚現(xiàn)象，所以經(jīng)表面活性劑表面改性的氫氧化鎂在橡膠和塑料中有較好的分散性。

聚合物表面接枝改性

聚合物表面接枝也是常用的表面改性方法。有些無機粉體粒子表面具有可以發(fā)生自由基反應(yīng)的活性點，在適當(dāng)條件下，高分子聚合物活性單體可在這些活性點上反應(yīng)接枝于粒子表面上，再引發(fā)聚合反應(yīng)。將聚合物長鏈接枝在粉體表面，聚合物中含親水基團的長鏈通過水化伸展在水介質(zhì)中起立體屏蔽作用，這樣粉體在介質(zhì)中的分散穩(wěn)定除了依靠靜電斥力外又依靠空間位阻，效果十分明顯。這種處理方法可使得接枝前團聚程度大的粉體，接枝以后團聚程度顯著降低，不易再團聚，分散穩(wěn)定性增加。用于氫氧化鎂粉體表面改性的高分子處理劑通常有聚丙烯酸(鹽)、三元共聚物等。

超細(xì)氫氧化鎂表面改性效果的評價方法

氫氧化鎂表面改性效果的評價方法可分為直接法和間接法兩種。

直接法：改性氫氧化鎂表面性能可以通過考察改性粉體填充形成的制品性能，特別是力學(xué)性能便可對改性效果作出直接評價，如以最終復(fù)合材料制品的氧指數(shù)、沖擊強度、撓曲強度、拉伸強度、伸長率、熱變形溫度、硬度及熔體流變性等參數(shù)。但這種方法的缺點是工藝線路及過程都比較復(fù)雜。

間接法：是通過改性物料的一些參數(shù)來表征粉體表面改性效果，例如接觸角、粘度、親油性和平均粒徑等方法，這些方法在實際生產(chǎn)中簡便、直觀地反映了粉體的改性效果。也可采用先進的分析測試手段對超細(xì)粉體表面改性機理進行分析并評判其改性效果。如利用紅外光譜、差熱分析(DTA)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析和俄歇能譜分析，對粉體表面改性的結(jié)構(gòu)、均勻性、厚度及化學(xué)元素變化等因素進行詳細(xì)的分析，用活化指數(shù)、吸附實驗、沉降性質(zhì)、Zeta電位等來表征超細(xì)粉體的表面改性效果。

結(jié)語

超細(xì)氫氧化鎂的表面改性技術(shù)與其它眾多學(xué)科密切相關(guān)，涉及膠體化學(xué)、有機化學(xué)、結(jié)晶學(xué)、納米材料學(xué)、現(xiàn)代儀器分析與測試等諸多領(lǐng)域。其改性機理、改性方法及設(shè)備，改性效果表征技術(shù)等仍待進一步的研究與完善。

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