編號(hào)：FTJS05790
篇名：水滑石阻燃劑熱相變行為及其熱力學(xué)分析
作者：張治青 ;廖夢(mèng)塵 ;曾虹燕 ;徐圣 ;徐理華 ;朱培函 ;楊永杰
關(guān)鍵詞：水滑石 阻燃劑 熱分解 配位方式 熱力學(xué) 晶相轉(zhuǎn)變
機(jī)構(gòu)： 湘潭大學(xué)化工學(xué)院
摘要： 水滑石（LDH）具有阻燃、消煙、填充和熱穩(wěn)定性等功能,是無(wú)機(jī)阻燃劑的新品種,以尿素為沉淀劑制備Mg/Al摩爾比為4的鎂鋁水滑石（MgAl-LDH）阻燃劑。通過(guò)X射線衍射光譜（XRD）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）和熱重-差示掃描量熱法（TG-DSC）等表征手段,以及結(jié)合去卷積及曲線擬合分析,研究了MgAlLDH阻燃劑的熱分解行為,探求其熱相變規(guī)律,特別是熱解相變過(guò)程中層板羥基（—OH）的存在形式和層間碳酸根（CO2-3）的配位變化,并從熱力學(xué)角度對(duì)其熱分解過(guò)程進(jìn)行了分析討論。XRD表征發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,LDH阻燃劑主體層板結(jié)構(gòu)發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變,500℃時(shí)層間CO2-3基本脫除生成鎂鋁雙金屬混合氧化物（Mg—Al—O）,600℃有雜相MgAl2O4尖晶石晶相生成�；贔T-IR和TG-DSC表征和曲線擬合分析,發(fā)現(xiàn)LDH阻燃劑主體層板—OH存在[Al—OH—Al],[Al—OH—Mg]和[Mg—OH—Mg]三種形式,各結(jié)構(gòu)單元中的—OH析出難易程度有所不同,[Mg—OH—Mg]最難析出,[Al—OH—Mg]次之,而[Al—OH—Al]較易;層間CO2-3亦有三種配位方式,即橋聯(lián)配位、單齒配位和雙齒配位。從熱力學(xué)角度對(duì)MgAlLDH阻燃劑的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了估算,得到了Mg8Al2（OH）20CO3晶體的吉布斯自由能（ΔrGT^θ隨溫度變化的明確表達(dá)式。當(dāng)溫度（T）高于228.65℃時(shí),吉布斯自由能（ΔrGT^θ小于零,MgAl-LDH發(fā)生分解,層板中—OH析出過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的。該結(jié)果與TG-DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近,表明熱力學(xué)估算所得吉布斯自由能（ΔrGT^θ與溫度（T）的關(guān)系是可靠的。
