最-05正文我國(guó)海岸線水資源十分豐富年產(chǎn)量近3000萬(wàn)

術(shù)起步晚，發(fā)展慢，相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)苦鹵產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)較為?？帑u資源利附近海洋環(huán)境的破壞，也有一部分苦鹵深入造成水污染甚至危害陸地植被生長(zhǎng)。源的浪費(fèi)問(wèn)題，而且減少在開(kāi)發(fā)利用過(guò)對(duì)環(huán)境的破壞，符合綠色、環(huán)保的發(fā)展觀。本利用苦鹵作為原料，向其中添加鋁離子構(gòu)筑水滑石，并將水滑石作為阻燃劑添減量化、苦苦鹵，又稱(chēng)鹵水，屬于海水曬鹽的一種副產(chǎn)品。在海水曬鹽過(guò)，海水在鹽田里被1-1所示[1]。我國(guó)的海鹽產(chǎn)量接近3000萬(wàn)t/a，居世界首位。共有十個(gè)省市生產(chǎn)海鹽，其中山東的苦鹵資源最為豐富，除山東之外，河北、遼寧、、江蘇的苦鹵產(chǎn)量也位居前列。1-2[2]。1-1苦鹵的主要化學(xué)成Tab.1-1Themainchemicalcompositionof密度 28- 20-70-50-120-2--1-2海鹽苦鹵量及分Tab.1-2Theamountofbitternand9

礦物資源量（1-2447.38t/a，還含有自20世紀(jì)60年始，我國(guó)開(kāi)始了苦鹵資源的開(kāi)發(fā)利用研究，經(jīng)過(guò)近50年的不斷努力，逐步形成了苦鹵化工工業(yè)，也發(fā)出了一系列苦鹵綜合利用技術(shù)。但是目前冷卻結(jié)晶、分解洗滌五個(gè)工序[3]。生產(chǎn)出的產(chǎn)品主要有氯化鉀、氯化鎂和溴。其中鎂系產(chǎn)我國(guó)一直對(duì)鎂系產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用重視不夠，企業(yè)自主開(kāi)發(fā)能力弱[1]，同美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的生產(chǎn)工藝技術(shù)不僅成本高，能耗大，且提取率低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)較為單一。g2+l-S42-若處理不當(dāng)滲入土壤會(huì)污染水的水質(zhì)影響植物生長(zhǎng)[4]因此以苦鹵為原料生產(chǎn)的鎂、鉀、溴等元素的化工產(chǎn)品均是國(guó)內(nèi)多個(gè)產(chǎn)業(yè)、需要的是一種適合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，海水可以說(shuō)是一種取之不盡用之不竭的鎂資源，而苦鹵又水滑水滑石，又被稱(chēng)作層狀雙氫氧化物（yrderoxide），基本11[5][6]g6l2()16342g2+、l3+32-也可以被其他陰離子所取代，這時(shí)形成的化合物稱(chēng)為類(lèi)水滑石，英文全稱(chēng)為rotaliikeompound，簡(jiǎn)Tlc[6]。1-1Fig.1-1Thetipicalstructureof水滑石的方合成的過(guò)，通常采用調(diào)節(jié)pH的來(lái)提供合成所必須的過(guò)飽和條件，按照沉淀?xiàng)l件pH換的反應(yīng)程度。常見(jiàn)的陰離子交換能力順序?yàn)椋?-r-l-F--S42-32-,由此可l-r-等低價(jià)陰離子更容易被其他陰離子交換[8]交換法是層間具有較大陰離子水滑石的法其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間短可以通過(guò)構(gòu)。水熱合成法LDH氫氧化鎂、氫氧化鋁的應(yīng)用范圍十分廣泛，無(wú)鹵阻燃劑擁性小、無(wú)鹵、抑煙效果好、[10-11]量的煙霧并釋放多種有害氣體。阻燃劑的阻燃機(jī)理主要是抑制高聚物在燃燒過(guò)的燃的目的。Mg(OH)2、Al(OH)3等無(wú)機(jī)阻燃劑都是根據(jù)吸熱效應(yīng)的原理來(lái)達(dá)到阻燃效果的。H2O、N2、CO2、HX等不具備可燃性的氣體，這一類(lèi)聚合物燃燒過(guò)，阻燃劑會(huì)不斷吸熱然后解，導(dǎo)致高聚物材料表面迅速脫水，進(jìn)而炭化生成炭層或生成覆蓋在材料表面難以揮發(fā)的狀物質(zhì)使材料熱分解產(chǎn)的可燃?xì)怏w難以逸出燃燒所放出的熱量傳入材料也重重并且炭層或物質(zhì)使材料與空氣隔絕，這樣的條件下材料的燃燒就變得十分，達(dá)到阻燃效果。抑制效應(yīng)的主要原理是通過(guò)切斷材料在燃燒時(shí)的自由基，捕獲燃燒過(guò)產(chǎn)水滑石最早由瑞典人ira在1842年發(fā)現(xiàn)隨后國(guó)外的許多學(xué)者對(duì)水滑石的性質(zhì)、應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。從上世紀(jì)九十年始，水滑石已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化的生產(chǎn)階段，在歐洲、和，水滑石開(kāi)始作為一種新的多用途材料進(jìn)入商品市場(chǎng)。對(duì)比國(guó)外，我90年代初，王恩波等人對(duì)水滑石的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、應(yīng)199313]。e等人[14]E/EA復(fù)合材料中的阻燃性能，實(shí)驗(yàn)證實(shí)水滑石在復(fù)合材料中能夠起到良好的阻燃效果。ia[15]利用自己合成的水滑石作為阻燃劑應(yīng)用到EA吸附性、催化性、熱穩(wěn)定性等，因此在催化劑、塑料阻燃劑、污水處理、等多種領(lǐng)域（1）催化材料[16-LDHNaOH、氫氧化劑等傳統(tǒng)催化劑。在烯烴氧化物聚合和醇醛縮聚反應(yīng)中，水滑石的堿性中心可以用作堿性催化劑。另外利用LDH制得的氧化催化劑一般過(guò)生物材料功能，是作為一種抗酸藥應(yīng)用于領(lǐng)域的。CO2炭層，炭層了外部燃燒的熱量傳遞到材料，起到了隔熱的作用，同時(shí)產(chǎn)生的EVA是一種通用高分子聚合物，應(yīng)用十分廣泛，近年來(lái)應(yīng)用發(fā)展尤為迅速。具有良好的耐水性、耐腐蝕性、加工性，化學(xué)性質(zhì)也比較穩(wěn)定，是電線電纜的料常用材料之一。按（VAVA的稱(chēng)為EVAVA40%~70%VA通常處于乳液狀態(tài)，多用于粘合劑基料和涂層、涂料等[19]。通常我們所說(shuō)的EVA一般是指EVA樹(shù)脂。EVA的性質(zhì)主要取決于分子鏈上的醋酸乙烯含量和產(chǎn)品的熔體流動(dòng)速率也是它的特點(diǎn)。通常VA含量在25%~40%的EVA被用于熱熔膠，EVA熱熔膠為固態(tài)的聚VA15%~30%EVAEVA樹(shù)脂具有良EVA樹(shù)脂具有高透明性、抗、高抗沖擊及低溫性，是作為薄膜材料的理想選擇。作為薄膜的EVA樹(shù)脂的VA含量一般低于20%可用于農(nóng)用膜拉伸膜熱熔膜等的生產(chǎn)，EVAEVA的力學(xué)性能損失極小，因此常用作電線電纜材料。一般VA含量在12%~24%的EVA樹(shù)脂用于電線電纜的EVAEVA樹(shù)脂具有許多優(yōu)良的特性，但是它極易本研究課題的提出及研究?jī)?nèi)阻燃劑的發(fā)展由來(lái)已久，自1986年以來(lái)阻燃劑的種類(lèi)日益增多，也產(chǎn)生了不少環(huán)境方面的爭(zhēng)議以鹵系阻燃劑為例其在作用時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生大量煙霧和性的鹵化氫氣體，EA對(duì)添加水滑石后的EA的性能測(cè)試來(lái)探索最佳配比，得到最佳阻燃效果[21]。實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)2-1試驗(yàn)所用Table2-1Collectionsusedinthe----2-2實(shí)驗(yàn)所用Table2-2InstrumentsusedintheJJ-4A森邦機(jī)械XQM200、X射線衍射儀(XRD) X’PertProSuper

壓片 密煉 StantonRedcroftStantonRedcroftHC-

ProdigyXP 實(shí)驗(yàn)過(guò)2-3：表2-3苦鹵成分分Tab.2-3ThecomponentysisofK2.2.2Mg2+/Al3+1:1Mg2+、Fe3+、Al3+1mol/L，該溶液記為A；NaOHNa2CO3的混合堿液，其中，NaOH1.5mol/L，Na2CO3濃0.35mol/L，記為B；pH8-9之間。反應(yīng)完成后的混合液晶化一段時(shí)間，水洗至中性后烘干得到重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，其中Mg2+/Al3+分別為20050%EVA混合物加入壓片機(jī)壓片，壓片整個(gè)過(guò)程由圖2-1所示水水滑EVA樹(shù)EVA/LDHFig.2-1SchematicdiagramofEVA/LDHcomposites水滑石的表射采用的入射線是銅靶產(chǎn)生的CuKα射線，石墨單色器，波長(zhǎng)為1.5418?，衍射角2θ=5°~65°0.0167°/s，測(cè)定在室溫下進(jìn)行。確定水滑石的晶體結(jié)構(gòu)及晶粒尺EVA/LDH復(fù)合材料阻燃性能的表極限氧指數(shù)測(cè)試（Limitingoxygenindex，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)材料進(jìn)行極限氧指數(shù)的測(cè)定來(lái)表征復(fù)合材料在與空氣中的氧氣接觸時(shí)燃燒的難易程度。I測(cè)試在H2型極限氧指數(shù)儀上按照標(biāo)準(zhǔn)TMD2863進(jìn)行，試樣尺寸為1006.53mm3。錐形量熱儀測(cè)試（Conecalorimetertest，簡(jiǎn)稱(chēng)CCT測(cè)試在StantonRedcroft錐形量熱儀上按照標(biāo)準(zhǔn)ISO5660進(jìn)行，試樣尺寸為通過(guò)煙密度測(cè)試儀（Smokedensitytest，簡(jiǎn)稱(chēng)SDT）的測(cè)試來(lái)對(duì)材料的抑煙性能進(jìn)行JQMY-2ISO5659-2(2006)進(jìn)行，水滑石的表XRDX射線衍射，通過(guò)分析其衍射圖譜，來(lái)判斷材料的晶型、結(jié)構(gòu)等特征的研究。用XRD來(lái)表征不僅能驗(yàn)證水滑石是否成功合成，還可以獲得合成3-1Mg-Al比的水滑石的XRD12°、24°、30°、Mg-Al3:1的水滑石，可以看出它的特征圖譜基線低，峰形窄，并且雜質(zhì)峰少，說(shuō)明結(jié)晶性好且晶相單一，合成效果最好。Mg-Al4:1Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al 3-1Mg-AlxFig.3-1XRDpatternofLDHofdifferentMg/Al錐形量熱儀（CCT）測(cè)熱釋放速率（HeatReleaseRate，HRR）HRR值越大，釋放的熱量在復(fù)合材料表面會(huì)起到助燃的作用，加速火焰的，因此聚合物在火災(zāi)中的性就增大。3-2可以看出，純EVA150s~300s之間出現(xiàn)一個(gè)峰值，其峰值（pHRR，peakofHRR）1650kW/m2，加入了不同比例的阻燃劑后，與純EVA由圖中不同Mg-Al比的EVA/LDH復(fù)合材料對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)Mg-Al比為3:1的EVA/LDH2:1246.4kW/m23:1的水滑石后其復(fù)合材料的pHRR2:12:13:1的水滑石相比其他比例的水滑石，阻燃效果較好。另外，添加了阻燃劑的EVA在燃燒過(guò)HRR出現(xiàn)了兩個(gè)峰值，以Mg-Al2:1的最為明顯。這是由于在一開(kāi)始燃燒時(shí)，水滑石燒結(jié)并在復(fù)合材料表面形成炭層，致密的炭層不僅了外界空氣進(jìn)入材料的燃燒區(qū)域，同時(shí)也抑制材料可燃?xì)怏w的釋放[23]。其中加入了3:1水滑石的復(fù)合材料期燃燒中HRR出現(xiàn)了較大的波動(dòng)，其原因就是由于炭層的提前破3:1水滑石的結(jié)構(gòu)晶型較好，其在燃燒時(shí)的阻燃機(jī)理不完全通過(guò)炭層的隔熱，而是在燃燒過(guò)釋放大量的二氧化碳及水蒸氣，從而燃燒的繼續(xù)進(jìn)行。在持續(xù)的熱累積作用下，這部分炭層發(fā)生破裂，強(qiáng)度降低，結(jié)果造成新的表面露然后繼續(xù)燃燒，因Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al5:10 3-2Fig.3-2HRRcurvesofsix總釋放熱（TotalHeatRelease，THR）熱量，以MJ/m2為單位表示?？偟膩?lái)說(shuō)，THR值越大，就說(shuō)明材料在燃燒時(shí)放出的熱量越大，在火災(zāi)中的性也就越大。在評(píng)價(jià)燃燒性能時(shí)，一般要結(jié)合HRR與THR來(lái)評(píng)價(jià)，HRR越小，THR3-2可以看出，不僅在燃燒前期，在燃燒后期至結(jié)束，純EVA的總釋放熱明顯高于EVA/LDH復(fù)合材料，純EVA的THR值Mg/Al3:1EVA/LDH復(fù)合材料點(diǎn)燃THR200s后，4:1EVA/LDHTHR3-2復(fù)合材料的HRR與Time200s3:1的EVA/LDH材料的HRR出現(xiàn)一個(gè)小的峰值，可能是由于炭層的破裂，新表面的燃燒作用使熱釋放量500sEVA/LDHHRR和THR綜合來(lái)看，3:1的水滑石加入到EVA0 3-3Fig.3-3THRcurvesofsix3-4看出，200s后質(zhì)量幾乎無(wú)變化。說(shuō)明純EVA在燃燒時(shí)速EA/LDH復(fù)合材料的曲線趨勢(shì)變化較平緩質(zhì)量變化速率明顯低于純EVA五種復(fù)合材料均在600s600s后復(fù)合材料的質(zhì)量基本不再變化。因此證明水滑石對(duì)EVA，的水滑石添加的EVAMg-Al3:1水滑石的復(fù)合材料在燃燒時(shí)起質(zhì)量變，Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al5:10 3-4Fig.3-4Masscurvesofsix煙生成速率（SmokeProduceRate，SPR）煙生成速率是指比消光面積與質(zhì)量損失速率之比，單位m2/s3-5所示，純EVA0.56m2/s。而不同比例的EVA/LDH復(fù)合材料的煙生成速率均明這說(shuō)明LDH對(duì)EVAEA/LDHEVA3:1水滑石4:1，5:1水滑石的復(fù)合材料煙生成總量較高。這是由于復(fù)合材料在燃燒時(shí)表面生成的炭層阻礙了材料與空EVAEVAMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al5:1 3-5Fig.3-5SPRofsixIgnitionoutpHRR）3-1。點(diǎn)燃時(shí)間是指當(dāng)材料表面有發(fā)焰燃燒時(shí)所維持點(diǎn)燃的時(shí)間，以s為單位，點(diǎn)燃時(shí)燒性能的一種重要。由表3-1可以看出，純EVA的點(diǎn)火時(shí)間最短，在點(diǎn)火后38s就開(kāi)Mg-Al3:1的EVA/LDH62s。同時(shí)，加入了水滑石后，幾種復(fù)合材料與純EVA相比，其燃燒時(shí)間均有不同程度的延EVA352s3:1水滑石的復(fù)合材料燃燒時(shí)間最791s，這在實(shí)際應(yīng)用中，為搶險(xiǎn)救援增加了一些時(shí)間。表3-1錐形量熱儀測(cè)試的相關(guān)數(shù)Table3-1Thedatafromconecalorimeter Timeto Timeto）Timetoflameout(s)Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al炭渣（Residues）的數(shù)碼分經(jīng)過(guò)CCT測(cè)試之后的炭渣如圖3-5所示?？梢钥闯觯僂VA經(jīng)過(guò)燃燒，幾乎已沒(méi)有炭渣的剩余而添加了水滑石的EVA剩余大量炭渣這說(shuō)明水滑石的添加提高了EVAMg-Al4:14:1石相比其他比例的水滑石形成了更為致密的炭層，更不利于復(fù)合材料的燃燒。而加入3:1圖3-5錐形量熱儀測(cè)試后的炭渣：(A)Mg-Al5:1,(B)Mg-Al4:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al2:1,(E)Mg-Al1:1,(F)EVAFig.3-5Photographsafterconecalorimetertest:(A)Mg-Al5:1,(B)Mg-Al4:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al2:1,(E)Mg-Al1:1,(F)EVA煙密度（SDT）煙密度是指材料在一定實(shí)驗(yàn)條件下發(fā)煙量的量度，通過(guò)透過(guò)煙的光強(qiáng)度衰減量來(lái)描述。分為有焰和無(wú)焰兩種情況。3-5EVA/LDH復(fù)合材料的抑煙效果并不明顯，200s時(shí)，EVA的透光率急劇下降，這是由于EVA迅速燃燒放出大量的煙霧導(dǎo)致的。而EVA/LDH270s時(shí)Mg-AlEVA/LDH復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比，可以看出，1:1的水滑石的光透過(guò)率從開(kāi)始至結(jié)束也在50%以上，而其他比例的EVA/LDH復(fù)合材料在1200s實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)透光率已接近10%，甚至0。因此1:1的EVA/LDH復(fù)合材料的抑煙性能最好Mg-Al比3:1的透過(guò)率變化幅度最大，最開(kāi)始產(chǎn)生煙氣且最早達(dá)到煙氣飽和程度；其次Mg-Al4:1Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlSpecificSpecificoptical0 900100011003-6Fig.3-6SODofsixsamples:Withouttheapplicationofapilot3-6200s時(shí)EVA450s0。與EVA相比，EVA/LDH250s時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)煙霧，透光率開(kāi)始降低，這說(shuō)明阻燃劑明顯延長(zhǎng)了材料的點(diǎn)燃時(shí)間；并且在整個(gè)燃燒過(guò)透光率曲線減小幅度較平緩，50%以上，這說(shuō)明了水滑石具有良好的抑煙性能。圖中還可以看出，Mg-Al3:1的EVA/LDH復(fù)合材料的透光率變化很小，至燃燒結(jié)束，87%左右，幾乎沒(méi)有煙氣產(chǎn)生，與其他比例的水滑石相比，3:1的水滑石抑煙性能最好。而2:1的水滑石抑煙性能，透光率降低幅度也最大。Mg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-AlMg-Al0SpecificSpecificoptical03-7Fig.3-7SODofsixsamples:Withtheapplicationofapilot炭渣（Residues）的數(shù)碼分EVA/LDH3-73-8為無(wú)焰條件下的SDT圖3-7有焰條件下SDT測(cè)試后的炭渣：(A)Mg-Al1:1,(B)Mg-Al2:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al4:1,(E)Mg-Al5:1和EVAFig.3-7PhotographsafterSmokedensitytest:Withtheapplicationofapilotflame：(A)Mg-Al1:1,(B)Mg-Al2:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al4:1,（E）Mg-Al5:1and圖3-8無(wú)焰條件下SDT測(cè)試后的炭渣：(A)Mg-Al1:1,(B)Mg-Al2:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al4:1,(E)Mg-Al5:1,(F)EVAFig.3-8PhotographsafterSmokedensitytest：Withouttheapplicationofapilot(A)Mg-Al1:1,(B)Mg-Al2:1,(C)Mg-Al3:1,(D)Mg-Al4:1,(E)Mg-