Estudo sobre a preparação de hidróxido de nanomagnésio ignífugo modificado por microemulsão de poliacrilato
Este estudo tem como objetivo combinar microemulsão de poliacrilato (PAE) com hidróxido de nanomagnésio (MH) através do método de modificação química, a fim de desenvolver um novo retardador de chama, visando melhorar o desempenho da dispersão do hidróxido de nanomagnésio, compatibilidade interfacial e propriedades retardantes de chama em matrizes poliméricas. . Ao otimizar o processo de preparação, a modificação da superfície do hidróxido de nanomagnésio é alcançada e, em seguida, seu efeito de aplicação em materiais poliméricos como o polipropileno (PP) é explorado, fornecendo uma nova maneira de melhorar o retardamento de chama e o desempenho abrangente dos materiais poliméricos.
1. Introdução
O hidróxido de nanomagnésio, como retardador de chama livre de halogênio e ecologicamente correto, tem sido amplamente estudado porque se decompõe, absorve calor e libera vapor de água em altas temperaturas, e o óxido de magnésio gerado possui boas propriedades de isolamento térmico. No entanto, a sua fraca dispersão em polímeros e a fraca compatibilidade interfacial limitam o seu efeito retardador de chama total. A microemulsão de poliacrilato é a escolha ideal para hidróxido de nanomagnésio modificado devido às suas boas propriedades formadoras de filme, excelentes propriedades adesivas e fácil funcionalização.
2. Materiais e métodos
Síntese de hidróxido de magnésio em nanoescala: Use o método de precipitação para preparar hidróxido de magnésio em nanoescala e controle as condições de reação para obter o tamanho e a morfologia de partícula desejados. Preparação de microemulsão de poliacrilato: Através da tecnologia de polimerização em emulsão, emulsificantes e iniciadores específicos são selecionados para preparar microemulsões de poliacrilato com pesos moleculares e grupos funcionais específicos. Modificação de superfície: γ-metacriloiloxipropiltrimetoxissilano (KH570) é selecionado como agente de acoplamento, e a microemulsão de poliacrilato é enxertada na superfície do hidróxido de nanomagnesio através de uma reação química para formar óxido de magnésio nanométrico modificado (MH@PAE). 3. Teste e análise de desempenho
Observação de dispersão e morfologia: Observe a morfologia e o estado de dispersão do hidróxido de nanomagnésio e sua modificação através de microscópio eletrônico de transmissão (TEM) e microscópio eletrônico de varredura (MEV). Análise de propriedades térmicas: A análise termogravimétrica (TGA) e a calorimetria diferencial de varredura (DSC) foram utilizadas para avaliar a estabilidade térmica e as propriedades retardantes de chama do hidróxido de nanomagnésio antes e depois da modificação. Teste de propriedade mecânica: Adicione hidróxido de nanomagnésio modificado ao polipropileno para testar a resistência à tração, resistência à flexão e outras propriedades mecânicas do material compósito. Teste de desempenho retardador de chama: testes de combustão horizontal (UL-94) e índice limite de oxigênio (LOI) são usados para avaliar o desempenho retardador de chama de materiais compósitos. 4. Resultados e discussão
Os resultados da pesquisa mostram que o hidróxido de nanomagnésio modificado pela microemulsão de poliacrilato é uniformemente disperso na matriz de polipropileno, e a interação da interface com a matriz é aprimorada, o que melhora significativamente as propriedades retardantes de chama do material, incluindo a redução do tempo de ignição e combustão Velocidade, melhora o valor LOI. Ao mesmo tempo, o hidróxido de nanomagnésio modificado tem pouco impacto nas propriedades mecânicas do polipropileno, e algumas amostras são até melhoradas devido à otimização da ligação da interface.
5. Conclusão
A modificação da superfície do hidróxido de nanomagnésio através da microemulsão de poliacrilato melhorou com sucesso sua dispersão e compatibilidade interfacial na matriz polimérica, melhorando efetivamente as propriedades retardantes de chama do material compósito. Este método fornece uma nova estratégia para o desenvolvimento de materiais poliméricos retardadores de chama de alto desempenho e tem amplas perspectivas de aplicação, especialmente nas áreas de aparelhos eletrônicos, construção e transporte. Pesquisas futuras podem explorar ainda mais os efeitos da aplicação em diferentes sistemas poliméricos e a otimização de métodos de modificação.