螺旋通道型旋转床超重力法制备超细氧化镁
螺旋通道型旋转床超重力法制备超细氧化镁
随着人们环保意识的增强和环保法规的日益完善,有机阻燃剂由于对人体和环境均有害,因而绿色环保的无机阻燃剂逐渐受到人们的青睐。普通氧化镁由于粒径大,在达到阻燃份额时对聚合物材料的机械性能影响较大,超细粒子的氧化镁添加到聚合物中,不仅能减小氧化镁的添加量还能增加聚合物的刚性。超细氧化镁在热稳定性、抑烟性能、除酸能力方面均优于传统使用的氧化铝,在市场上有取代氧化铝的优势。氧化镁的超细化是发展方向。因此研究开发制备超细纳米级氧化镁技术具有重要意义,也是迫切需要。用沉淀法制备粒度分布窄、晶型可控的纳米粉体颗粒,混合对其粒度分布和颗粒形貌有重要影响,而在超重力环境下,不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常重力场下的要快得多,相间的传递速度比传统的塔器中的提高1—3个数量级,并且大大提高了液泛速率,使得生产强度成倍提高,微观混合和传质过程得到极大强化。
采用螺旋通道型旋转床(RBHC)制备超细片状氧化镁,并研究了加料方式、RBHC的转速、流量、氨镁摩尔比对粒径和形貌的影响,得出优化的工艺条件为:反向加料、转速为1000r/min、流量为300m~3/h、氨镁摩尔比为6∶1。通过RBHC超重力沉淀法与水热处理相结合的工艺路线,将超重力场中反应生成氧化镁粒子进行水热处理,当氨水浓度为2mol/L,反应物料于150℃水热保温2h,所得样品晶界限明显且为规则的六方片状。在反应条件不变的情况下,将该工艺的沉淀反应与常重力场中的沉淀反应的实验进行对比,结果表明在常重力场中搅拌时间为4h的情况下所得样品粒径分布较宽,为1～100μm。而采用螺旋通道型旋转床超重力反应器在反应时间为0.5h时所得样品的粒径分布小于1μm,说明螺旋通道型旋转床强化了传质过程,大大缩短了微观混合时间,使成核在微观混合均匀的环境中进行。从而使成核过程可控,粒度分布窄化。
通过对RBHC制备的超细氧化镁粉体进行了表面改性研究,考察了改性剂的种类、用量对改性效果的影响,当硬脂酸钠用量为氧化镁质量的1%时改性效果较好。当20份氧化镁添加到100份聚丙烯中时,对聚丙烯表现出较好的机械性能。通过XRD、SEM、IR、TG、粒度分布等手段对样品进行分析表征。