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當17%水的勃姆石遇到含30%水的氫氧化鎂?那畫面太美我不敢看
時間:2019-01-28      點擊數:3241

比如,我們選擇含17%水的勃姆石與含30%水的氫氧化鎂做協效阻燃,就能達到1+1>2的效果。那么,為什么這兩個在一起,就是如此的“合適”呢?



回答這個問題之前,我們先來了解一下勃姆石以及氫氧化鎂。



勃姆石(Boehmite)又稱軟水鋁石,份子式是γ-AlOOH(水合氧化鋁),它和主要成份為α-AlO(OH) 的水鋁石均是鋁土礦的主要組成成份。可作為阻燃劑,400℃以上分解。



勃姆石(AlOOH)是γ-Al2O3的前驅體,以其獨特的化學、光學、力學性質在陶瓷材料、復合材料、表面防護層材料、光學材料、催化劑及載體材料、半導體材料及涂料等領域得到廣泛的應用。



目前,國內有很多廠家都能生產勃姆石。(部分廠家見下圖)


氫氧化鎂,白色無定形粉末。別名苛性鎂石,輕燒鎂砂等,氫氧化鎂的緩沖性能、反應活性、吸附性力、熱分解性能等均較優秀,既可以作為化工材料和中間體,也是一種綠色環保阻燃劑和添加劑用于橡膠、塑料、纖維和樹脂等高分子材料工業中。氫氧化鎂在環保領域中主要作為阻燃劑、酸性廢水處理劑、重金屬脫除劑、煙氣脫硫劑等進行應用。

詳見前文——有人問我:氫氧化鎂阻燃劑究竟哪里好


那,勃姆石與氫氧化鋁阻燃協效呢機理是什么呢?



氫氧化鋁的失水溫度太低(200℃左右),早早的就把所有的水給釋放掉了,當火焰/火災溫度逐漸升高后,根本沒有水可以繼續釋放來阻燃了。而勃姆石釋放結晶水的溫度是340℃左右,可以彌補氫氧化鋁失水過早的不足,達到阻燃協效的作用。



那么,為什么是選擇只含17%水的勃姆石能與含30%以上水的氫氧化鎂呢?


我們仔細看一下上面的化學反應方程式:



同樣釋放出1分子水:勃姆石只需吸熱700千焦(見化學方程式)即可快速釋放水汽,而氫氧化鎂則需要吸熱1300千焦(見化學方程式),釋放水的速度會較慢;但是勃姆石含水量太少,單獨使用勃姆石做阻燃劑時,其表現出的阻燃效果一般。所以,將“含水多,但釋放慢”的氫氧化鎂與“含水少,但釋放快”的勃姆石搭配起來使用時,其阻燃效果會提升,另外,勃姆石的超細顆粒600~800nm,阻燃效率更高,會表現出很好的阻燃協效性。



一般打火機的火焰溫度為300-500℃,酒精燈600-700℃,酒精噴燈火焰溫度在800℃左右。當把氫氧化鎂和勃姆石做成配方(標準試驗條),樣條被點燃時溫度肯定超過400℃,二種填料同時開始吸收熱量,勃姆石只需吸收較少熱量即可將結晶水釋放出來,而氫氧化鎂則需要吸收近兩倍的熱量才會釋放出結晶水,即勃姆石擁有快速釋放結晶水的能力,所以在氫氧化鎂做阻燃劑配方中加入勃姆石會體現出阻燃協效性。



我們假設一棟房子著火了,最先知道著火了的肯定是周圍的鄰居,鄰居先開始滅火,可以起到控制火勢,讓大火不再蔓延的效果,但是效果肯定比不上稍后快馬加鞭趕來的消防隊,消防隊一到用高壓水槍將火撲滅。



這其中,鄰居就相當于是勃姆石,而消防隊就是氫氧化鎂。如果是單一的成分,只有鄰居沒有消防隊,或者只有消防隊沒有鄰居,大火的蔓延范圍以及造成的財產和生命損失都是極大的,但如何二者緊密配合、有效結合,就會出現了1+1>2,也就是大火順利被撲滅甚至0傷亡損失的效果。



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