氫氧化鎂，不單單是阻燃劑

當今社會，高分子合成技術快速發(fā)展，塑料、橡膠、合成纖維等材料在日常生活中廣泛應用。然而，所有的高分子聚合物都有缺陷，由于自身由碳、氫原子鏈構成，致使化合物易燃，這就會導致火勢迅速蔓延。
當物質(zhì)加入一定量的阻燃劑后，材料的阻燃性能會有相應的提升，但是往往又會使材料的機械性能或其他性能受到影響，有時候還會給加工帶來不便。因此，為了保持阻燃復合材料的綜合性能，就要考慮阻燃劑的綜合性能。
氫氧化鎂作為一種阻燃材料，有很多優(yōu)點：
(1)氫氧化鎂的分解溫度高，燃點比氫氧化鋁高，提高聚合物材料加熱溫度；
(2)燃燒脫水后生成的MgO是一種耐火材料，并且是一種堿性氧化物，可吸收酸性氣體；
(3)吸熱能力強，阻燃效率高；
(4)成本低，易在不同高分子材料中加工。
近年來，氫氧化鎂作為一種綠色環(huán)保阻燃劑，應用量非常之大。
氫氧化鎂的制備
制備氫氧化鎂最需要控制的兩個方面：（1）過濾性能，如果氫氧化鎂料漿沉降性能差，就會影響洗滌和分離操作過程，導致氫氧化鎂合成周期延長，并且會影響氫氧化鎂的產(chǎn)量；（2）控制形貌，因為具有規(guī)整形貌的氫氧化鎂阻燃效果較好，因此需要采用合適的生產(chǎn)方法和工藝條件才能達到要求。
氫氧化鎂的主要生產(chǎn)工藝有直接沉淀法、含鎂礦石磨細法、氧化鎂水化法等。
直接沉淀法
目前合成氫氧化鎂的方法很多，其中最多使用的方法是沉淀法，由于其價格低廉和簡單易操作，易于控制晶體形貌。在沉淀法中，主要是鹽溶液沉淀，通常使用強堿，如氨水或氫氧化鈉，鎂鹽中使用最廣泛的是氯化鎂、硫酸鎂和硝酸鎂，有機鎂鹽乙酸鎂也偶爾被使用。
直接沉淀法中的氨法制備氫氧化鎂分為一步法和連續(xù)沉淀法，連續(xù)沉淀法實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，降低了生產(chǎn)成本，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
水熱法
用水熱反應能有效地控制氫氧化鎂的形貌與尺寸，產(chǎn)物的性質(zhì)主要取決于前驅(qū)體鎂鹽的種類，溶劑和反應過程溫度的控制；產(chǎn)品的形貌主要取決于溶液的 pH 和反應的溫度。通過調(diào)節(jié) pH 的大小，合成氫氧化鎂的形貌納米花型、針狀，片狀和球形。
水熱合成的優(yōu)點是可獲得比表面積大于100m2/g 的氫氧化鎂。缺點是在工業(yè)上使用高溫高壓，成本較高。
聲化學合成法
聲化學方法是使用頻率在20kHz-10MHz范圍內(nèi)的超聲波，引發(fā)微胞的形成和塌陷，且在高溫高壓下產(chǎn)生活性位點。與傳統(tǒng)方法相比較，此方法是在極限條件下發(fā)生，能夠極大地增加反應的速率，生成形貌更加均一的小晶體。聲化學合成的特點是通過改變反應介質(zhì)可以產(chǎn)生不同結構類型的材料。
溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是將高活性金屬化合物作為前驅(qū)體，液相混合，進行水解、發(fā)生縮合，生成金屬氫氧化物。形成穩(wěn)定的透明溶膠，經(jīng)陳化緩慢聚合，形成網(wǎng)絡結構，在反應過程中失去溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過后續(xù)的干燥、燒結制備納米材料。
此方法反應的過程為前驅(qū)體分散溶解，水解生成單體，發(fā)生聚合，生成溶膠，經(jīng)過干燥和熱處理等工藝，制備納米氫氧化鎂材料。
氫氧化鎂的用途
氫氧化鎂的用途非常廣泛，阻燃領域和環(huán)保領域是氫氧化鎂應用的主要領域。此外，由于氫氧化鎂漿料具有較高活性、吸附性能好，調(diào)節(jié)方便可控制，氫氧化鎂又可以作為中和劑用以酸性廢液和富硫氧化物處理，重金屬脫除、改善土壤的酸性，還可以作為抗酸劑用于藥劑學，肥料添加劑等。
阻燃方面的應用
氫氧化鎂是一種重要的無鹵環(huán)保綠色阻燃劑，阻燃機理為生成穩(wěn)定的涂覆層氧化鎂和水蒸氣，阻燃效率較低，要達到良好的阻燃效果其添加量一般要高達50%~60%，而此時阻燃復合材料的力學性能及加工性能嚴重下降，而通常采取的方法就是對氫氧化鎂進行表面改性及氫氧化鎂協(xié)同增效阻燃。
氫氧化鎂阻燃劑不僅可以單獨使用，還可以與其他協(xié)效劑結合起來使用，比如氫氧化鎂/紅磷、氫氧化鎂/硼酸鋅、氫氧化鎂/碳納米管和氫氧化鎂/炭黑等。氫氧化鎂的協(xié)同阻燃不僅會獲得更好的阻燃效果，還可以減少阻燃劑的用量，從而降低成本。
環(huán)保領域的應用
（1）含酸廢水處理
氫氧化鎂中和反應速度慢，中和反應后產(chǎn)生的顆粒粒徑較大且很快沉降。氫氧化鎂在含酸廢水的處理中能夠?qū)崿F(xiàn)操作工序的簡化和操作時間的減少、可控性好、處理成本的降低。
（2）重金屬脫除
由于氫氧化鎂顆粒比表面積大，具有較強的吸附能力，能夠從工業(yè)廢水廢液中除去危害環(huán)境的Ni2+、Cd2+、Mn2+等重金屬離子，其他的重金屬元素如 Mo、Co、Fe、W 和 V 等也可以用氫氧化鎂、輕燒氧化鎂或碳酸鋁鎂加以脫除。
（3）煙氣脫硫
目前比較成熟的脫硫技術將近20幾種，其中氫氧化鎂法脫硫技術經(jīng)濟實用，將來具有良好的發(fā)展前景。氫氧化鎂脫硫的工藝優(yōu)點主要有脫硫效率高、投資費用少，運行費用低、綜合效益高、運行可靠及不產(chǎn)生二次污染。
結語
氫氧化鎂作為阻燃劑具有各方面的優(yōu)異性能，其應用范圍將越來越廣泛。并且氫氧化鎂具有價格便宜的優(yōu)勢，為工廠生產(chǎn)節(jié)約了成本。通過輕燒鎂粉制備氫氧化鎂，提高了產(chǎn)品的附加值，實現(xiàn)了資源的有效利用，能有效增強企業(yè)在市場經(jīng)濟中的競爭能力。