摘 要
氢氧化镁作为一种重要的无卤阻燃剂，在高分子阻燃邻域有着广泛的应用。但由于Mg(OH)2表面极性很大，亲水疏油的特性，使其在聚合物中分散性较差，需要对Mg(OH)2改性。本实验以不饱和聚酯为主要原料，合成分别含有氢氧化镁[ Mg(OH)2 ] 0%、10%、20%、30%、40%、50%（质量分数）的样品；以及Mg(OH)2为33%，偶联剂分别为Mg(OH)2的1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的样品。并对上述样品进行研究，结果表明Mg(OH)2的添加导致聚合物拉伸强度降低，不同偶联剂对复合材料拉伸强度的影响也有所不同。添加一定质量分数的Mg(OH)2后聚合物拉伸强度急剧下降，Mg(OH)2通过硅烷偶联剂改性后，可使材料拉伸强度有不同程度的提高。同时，不同质量分数的Mg(OH)2对不饱和聚酯树脂的密度，热失重和吸水率分别有不同程度的影响。而偶联剂改性后的Mg(OH)2的吸油率也有所降低。
关键词：氢氧化镁；不饱和聚酯树脂；硅烷偶联剂
Application of magnesium hydroxide modified by silane coupling agent in unsaturated polyester resin
ABSTRACT
As an important halogen-free flame retardant, magnesium hydroxide has a wide range of applications in polymer flame retardant neighborhoods. However, due to the fact that the surface of Mg(OH)2 is very polar, the hydrophilic and oleophobic properties make it less disperse in the polymer and Mg(OH)2 needs to be modified. In this experiment, unsaturated polyester was used as the main raw material to synthesize samples containing magnesium hydroxide [Mg(OH)2] 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% (mass fraction) respectively; and Mg (OH)2 was 33%, and the coupling agents were 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, and 3.0% of Mg(OH)2. The above samples were studied. The results showed that the addition of magnesium hydroxide led to a decrease in tensile strength of the polymer, and different coupling agents had different effects on the tensile strength of the composite. After adding a certain mass fraction of magnesium hydroxide, the tensile strength of the polymer drops sharply. The modification of Mg(OH)2 by silane coupling agent can increase the tensile strength of the material in different degrees. At the same time, different concentrations of magnesium hydroxide have different effects on the density, thermal weight loss and water absorption of unsaturated polyester resin. However, the oil absorption rate of magnesium hydroxide modified by coupling agent also decreased.
Key words：Magnesium hydroxide; unsaturated polyester resin; silane coupling agent
目 录
1前言………………………………………………………………………………………1
2实验原理………………………………………………………………………………………2
2.1 硅烷偶联剂结构………………………………………………………………2
2.2 氢氧化镁特性…………………………………………………………………3
2.3 改性机理………………………………………………………………………3
2.4 硅烷偶联剂在高分子基复合材料中的作用机理……………………………5
3实验部分………………………………………………………………………………6
3.1 实验试剂及仪器……………………………………………………………………6
3.2 实验步骤…………………………………………………………………………6
3.3 表征方法…………………………………………………………………………7
3.3.1 拉伸实验……………………………………………………………………7
3.3.2 密度、热失重、吸水率………………………………………………………7
3.3.3 吸油率……………………………………………………………………7
4结果与讨论………………………………………………………………………………8
4.1 拉伸测试……………………………………………………………………8
4.2 密度…………………………………………………………………………10
4.3 吸水率…………………………………………………………………………11
4.4 热失重…………………………………………………………………………12
4.5 吸油率…………………………………………………………………………12
结论………………………………………………………………………………14
致谢 ……………………………………………………………………………14
参考文献 ……………………………………………………………………………………15
1 前言
不饱和聚酯（unsaturated polyester，简称UP），主要用途是制作玻璃钢制品（约占全部用量的80%）用作承载结构材料，但不饱和聚酯易燃，在燃烧过程中放出大量热，且产生浓烟和有毒气体，由于以上缺点，需要通过改性来解决。因有存在安全隐患的可能性，卤系（大部分是溴系）和磷系阻燃材料的利用受到限制。近年来，Mg(OH)2作为新开发的一种型无机环保型阻燃剂,因其优良的热稳定性、抑烟性好、排放无毒、价格较低等优点,广泛应用于高分子材料领域，成为近年来各个国家研究的热点[ 5 - 7]。
但Mg(OH)2表面极性强,导致在高聚物中的分散性以及与高聚物之间的相容性较差,只有在高聚物中填充量达到一定比例时才可获得理想的阻燃效果。Mg(OH)2的特性和较高的填充量不仅导致材料力学性下降，还会使制品“酸”、产生白斑或失去光泽,所以必须对Mg(OH)2进行表面处理。硅烷偶联剂作为一种拥有特殊结构的有机硅化合物，同时拥有两种反应性基团，分别能与无机材料(如玻璃、水泥、金属等)和与有机材料(如合成树脂等)反应。采用硅烷偶联剂对材料表面改性后，可将两种性能差异悬殊的材料界面相互连接在一起，使复合材料的性能得到提高、粘接强度获得增强，生产出理想的新型复合材料。
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