氢氧化镁阻燃剂在塑料领域的应用研究概述

文章来源：中国粉体网

[导读] 氢氧化镁(MH)是一种环境友好型绿色无机阻燃剂，具有良好的阻燃、抑烟和填充效果 

塑料是工业生产和日常生活中常用的材料。塑料易燃烧且在燃烧时产生大量有毒有害物质和烟雾，有效提高塑料的阻燃性是实际应用中需要解决的问题。氢氧化镁(MH)是一种环境友好型绿色无机阻燃剂，具有良好的阻燃、抑烟和填充效果，其分解温度高且分解时不会产生有毒有害污染物，同时MH可以与其他阻燃剂协同使用，达到更高的阻燃效果。 

氢氧化镁阻燃剂在PP中的应用 

PP具有低毒性、低成本、良好的电绝缘性、较好的加工性和耐化学腐蚀性，满足汽车、建筑等领域的应用要求。但是PP易燃烧，燃烧速度快，燃烧过程中产生熔融液滴，并且释放大量有毒烟雾，因此提高PP的阻热性能很重要。陈灵智等以硫酸镁、氨水和活性炭为原料制备活性炭改性MH阻燃剂，并将其应用到PP聚合物。结果表明：将改性MH阻燃剂应用到PP中，PP的极限氧指数(LOI)由19.6%提高至28.9%，明显改善其阻燃性能。 氢氧化镁

阻燃剂在聚苯乙烯（PS）中的应用 

PS具有价格低、易加工、防腐蚀、抗冲击能力强、耐用性好等特点，广泛应用于建筑、装饰、电气、交通等行业。PS的LOI值较低，易燃烧、离开火源后可继续燃烧，在燃烧过程中释放大量热量、有毒烟气，产生严重熔滴，限制其广泛应用。研究人员在PS中添加MH，研究其阻燃效果的改变。结果表明：随着MH添加量的增加，PS热降解过程中产生的CO2不断减少，残炭量急剧上升，挥发物和半挥发物含量增多，说明MH的加入改变了PS的阻燃性，提高了其燃烧温度，改变了其燃烧机理。 

氢氧化镁阻燃剂在PVC中的应用 

PVC也是一种常见的热塑通用塑料，广泛应用于薄膜、管道、墙板和电气材料（尤其是电缆绝缘护皮）等领域中，可以分为硬质PVC和软质PVC。硬质PVC添加的增塑剂量较少，其阻燃性能优于软质PVC。但PVC含有氯，燃烧分解时产生氯化氢气体，同时产生大量有毒有害烟雾，因此在提高PVC阻燃性的同时还需要关注PVC燃烧时产生的大量烟雾。 

MH阻燃剂能够在提高PVC阻燃性能的同时减少有毒有害气体的排放，可应用于PVC复合材料中。吴建宁等采用不同改性剂对MH进行表面改性，并研究了改性MH对PVC力学性能和阻燃能力的影响。结果表明：以硬脂酸锌为改性剂的改性效果最好，吸油值为33.39%，得到的MH颗粒分散较均匀，团聚现象明显改善，且明显改善了PVC的阻燃能力，但是对PVC的拉伸强度造成了一定影响。 

氢氧化镁阻燃剂在PE中的应用 

PE具有优良的加工性、电绝缘性、力学性能以及耐高低温性能，被广泛应用于建筑、电气、医疗等行业，但其LOI值仅为17.4%左右，易燃烧，限制其应用范围。提高PE的阻燃性也是研究的热点，PE常用阻燃剂有卤素类、磷氮类、铝/镁类无机阻燃剂等，但MH具有成本低廉、环境友好等特点而受到青睐。 

陶君以3种不同粒径的MH作为阻燃剂，与PE混合制成复合材料，并对其力学性能、电学性能、热稳定性及阻燃性能进行研究。结果表明：MH能明显提升PE的阻燃性和热稳定性，当MH粒径为3.1μm时复合材料的综合性能最佳，其拉伸强度为16.1 MPa、断裂伸长率为400%、LOI值为22.3%、热释放速率峰值(PHRR)为270 kW/m2，体积电阻率为5.2×1013Ω·m。 

氢氧化镁阻燃剂的挑战及展望 

虽然氢氧化镁作为一种绿色环保、阻燃效果优良、成本较低的阻燃材料，可广泛应用于塑料行业，但是由于MH为添加型阻燃剂，需要大量添加才能够达到较高的阻燃要求；而且MH具有强极性，亲水性强，在高分子中不易分散，易产生团聚，这会导致与塑料之间的相容性较差，制得的复合塑料的强度下降、加工性和流动性变差，限制其大规模应用于塑料产业。 

今后可通过加强MH的超细化，开发新型表面改性剂、与其他阻燃剂复配以及微胶囊技术等方面的研究，在提高MH阻燃性的同时，提高与塑料的相容性，减少其对塑料力学性能的影响，从而扩大MH在塑料阻燃领域的应用。

 资料来源：曾书航等：氢氧化镁阻燃剂的制备及其在塑料领域中的应用研究进展，塑料科技2023

封面来源：图虫创意