溶胶凝胶法制备氢氧化铝.doc

摘要 溶胶凝胶法是备制氢氧化铝的粉体的方法之一，是利用不同的前驱物（铝的无机化合物、铝的有机化合物）在一定PH值、水浴温度、搅拌速度的控制下水解制成氢氧化铝胶体，然后再在一定条件下转化为凝胶，经过干燥，研磨制得具有一定粒径、比表面积和晶型的超细氢氧化铝粉体。 关键词 溶胶凝胶法 氢氧化铝粉体 Abstract Prepared by sol-gel method is made of aluminum hydroxide, one of the ways is powdery using different precursors (aluminum inorganic compounds, aluminum of organic compounds) in certain PH value, stretching temperature, stirring speed under the control of the hydrolysis colloidal, then made aluminum hydroxide in certain conditions into gel, after drying, grinding system has a certain size, specific surface area and the type of super-fine powder. Key word： sol-gel Aluminum hydroxide powder 前沿 超细氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充多种功能，是一种重要的无机环保型阻燃材料。它相比较与有机阻燃材料燃烧时产生大量的烟雾、腐蚀性气体和有毒气体等缺点，无机阻燃剂具有热稳定较好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉以及对环境危害小的优点。氢氧化铝在常温下化学性质和物理性质比较稳定，燃烧时又不会产生二次污染，分散性和白度高。除此之外世界铝矿分布广泛，氢氧化铝的来源丰富，成本较低，因此超细氢氧化铝日益成为合成材料配方的首选材料之一。 随着国内外为对阻燃剂的性能要求越来越高，顺应阻燃剂市场高阻燃、低烟雾、无害化的发展趋势，为大规模工业生产氢氧化铝提供了广阔的前景和机会。 本文主要对氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、备制方法、寻求实验室条件下用溶胶凝胶法备制氢氧化铝的最佳条件及改进技术，并对其今后发展进行简要的展望。 1文献综述 1.1阻燃材料的概述 随着合成材料的不断发展及其应用范围的不断扩大，为了安全可靠性，对各种产品的材质提出了相应的阻燃要求。高分子化合物的燃烧，大致要经过受热、分解、着火、燃烧这几个过程。高分子化合物在受热分解时会产生可燃性气体，如：甲烷、乙烯、乙炔、一氧化碳等，这些可燃性气体浓度达到燃烧范围，或被加热到燃烧点时，就会发生燃烧。物质不断进行分解、氧化，燃烧就不断进行。在燃烧的过程中，起到关键性因素是，一是环境的温度；二是氧气的存在；三是可燃性气体的浓度。但从反应形态和限定因素的可行性来看控制环境的温度和隔断氧气就可以基本达到阻燃目的。 1.2阻燃剂的分类 有机阻燃剂具有代表性的是溴系、氯系、有机磷系等，他们的阻燃效果、添加量少以及热稳定性高等优点，但同时这些材料的危害惊人。这些有机物在高温下分解可产生毒性腐蚀性气体，而且这些阻燃剂可以长期存在于人和动物体内，严重危害人类身体健康。另外这些材料的价格较高，使其作为阻燃剂的应用受到很大的限制。 无机阻燃剂分为阻燃填充剂和辅助阻燃剂俩类。阻燃填充剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙等，需要大量填充这些材料才能发挥阻燃效果，他们集阻燃、消烟、填充功能于一体，在活在中不会产生二次污染，是目前大量使用的阻燃剂，也是人们研改进较多的一类阻燃剂。辅助阻燃剂有锑系、锡系、硼系等，他们在阻燃过程中不能单独发挥作用，但少量的使用就能与其他阻燃剂有协同、加和、消烟等功能，是理想的阻燃增效剂。 1.3 氢氧化铝的阻燃机理 氢氧化铝受热至200～220 ℃左右时开始吸热分放出３个结晶水 2AL(OH)3→AL2O3+3H2O 氢氧化铝分解时吸热达1976.2kj/kg,吸收这样大的热量是其具有阻燃作用的最主要原因。根据热差分析和热重分析可知，在温度低205℃时，氢氧化铝在大气中保持稳定，205℃～220℃开始缓慢分解，超过220℃时分解加快。主要的吸热峰在308℃左右。吸热脱水过程延缓了聚合物的燃烧，使燃烧速度减缓，同时放出的水蒸气，不仅冲淡了燃烧的气体，而且参与了冷凝相的反应。吸热分解直接产生的冲淡效果，也使氢氧化铝具有抑烟的功能。分解生成的氧化铝与其它碳化物一起形成一道阻燃屏障，减小烧蚀速度，防止火焰的蔓延。 根据以上分析可知，氢氧化铝的阻燃机理可以归纳为：