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nano-MHMPB膨胀型纳米复合阻燃剂的制备及性能研究
摘要：
本文研究了一种利用氟碳纳米管和纳米氢氧化镁复合的纳米阻燃剂，将其应用于聚丙烯中。使用溶胶凝胶法制备了纳米-MHMPB复合物，并对其结构进行了表征。实验结果表明，MHMPB与氟碳纳米管的相互作用增强了材料的防火性能。氟碳纳米管的作用主要表现在增强了聚合物的力学性能和温度稳定性，而MHMPB的作用则是增加了材料的阻燃性能。在氧气指数和UL-94等级方面，MHMPB和纳米-MHMPB的复合物都表现出了很好的防火性能，纳米-MHMPB复合物的阻燃性能优于MHMPB单独使用。研究结果表明，制备的纳米-MHMPB复合物具有很好的应用前景。
关键词：纳米阻燃剂；氟碳纳米管；纳米氢氧化镁；溶胶凝胶法；防火性能
Introduction：
现代材料的制造和应用中，阻燃剂已经成为一个不可或缺的组成部分。在材料受到火灾或高温等热源时，阻燃剂可以发挥重要的作用，保护材料不被烧毁。然而，传统的阻燃剂都存在一些问题，例如不环保，不耐高温等。因此，研究新型的阻燃剂，具有重要的理论和实际意义。
纳米科技已经成为材料领域的研究热点。利用纳米技术，可以制备出具有更好性能的材料。纳米阻燃剂是一种新型的阻燃剂，具有比传统阻燃剂更好的阻燃效果。本文研究了一种利用氟碳纳米管和纳米氢氧化镁复合的纳米阻燃剂，将其应用于聚丙烯中。
ExperimentalSection:
1.材料制备：
(1)溶液的制备：氢氧化镁(Mg(OH)2)和MHHPB在水和甲醇混合物中溶解。
(2)溶胶凝胶法(Sol-gelmethod)：MHHPB水溶液和Mg(OH)2水溶液加入丙酮中，加热和搅拌80分钟。
(3)滴定法：将硝酸钠加入MHHPB/Mg(OH)2溶液中，控制pH值为7~8时停止滴定。
(4)去离子水冲洗3次，将样品干燥在岛津风速6m/s下，最后通过50°C~700°C热解4h得到MHHPB和纳米氢氧化镁复合物。
2.结构表征：
(1)红外光谱法(FT-IR)：使用FT-IR检测纳米-MHMPB复合物的化学结构。
(2)X射线粉末衍射法(XRPD)：考察复合物的晶体结构和晶体峰。
(3)热重分析(TGA)：研究样品热稳定性能和热分解过程。
(4)扫描电子显微镜(SEM)：研究粒径和材料的形貌。
ResultsandDiscussion：
通过SEM观察，MHMPB和纳米氢氧化镁复合物的颗粒大小约为50nm~500nm。这表明，制备的复合物的颗粒非常小，对材料机械性能的影响很小，也不会影响材料的加工。在FT-IR光谱中，金属-洛伦兹振动频率可以证明MHMPB和纳米氢氧化镁的结合效果良好。在X射线粉末衍射分析中，三种MHHPB存在，即直线型、环型和平面型，通过X射线衍射分析，可以得到MHHPB和纳米氢氧化镁之间的复合。在TGA分析中，以50%的失重温度为基准，纳米-MHMPB/PP复合材料的相对残留量更高。这说明，氟碳纳米管和纳米氢氧化镁复合物是具有优异的阻燃性能的。在氧气指数和UL-94等级方面，对纳米-MHMPB和MHMPB进行测量，发现MHMPB和纳米-MHMPB的复合物都表现出了很好的防火性能。其中，MHMPB单独使用，氧气指数(OI)为22；而纳米-MHMPB复合物的OI为29，防火性能优于MHMPB单独。
Conclusion：
本文首次将纳米氢氧化镁复合到氟碳纳米管中进行防火效果检测，发现纳米-MHMPB这种复合阻燃剂具有很好的防火性能。制备方法简单，可以方便地与其他材料进行复合，为后续的材料研究提供了很好的借鉴意义。