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镁铝水滑石阻燃剂是近年广受关注的一种新型无卤环保无机阻燃剂,在高分子材料领域得到大量应用。由于阻燃效率低、分散性和相容性差等缺陷制约其大规模工业化应用,避免这些问题己成为当前研究热点。本文采用螺旋通道型旋转床超重力反应器制备、三聚磷酸钠改性,制备出具有超细粒径、分散度好的高阻燃性能镁铝水滑石阻燃剂。经FT-IR、XRD、SEM、EDS和TG表征发现,镁铝摩尔比为3的镁铝水滑石(MAH3)的结晶度最高、晶相单一、结构规整、晶粒小,热稳定性高,更适宜作为阻燃剂材料。优化超重力反应器制备MAH3的工艺参数。响应面分析法优化的最佳工艺参数为58.17℃、反应时间37.57 min、晶化时间4.67 h和碳氯摩尔比1.72,MAH3产率为85.818%,比单因素优化所得的产率提高了约6%。对MAH3、改性MAH3(SMAH3)进行显微结构、热稳定性和粒度分布表征。SMAH3的形成机理可能是三聚磷酸根(P3O105-)形成对MAH3的包覆,改变了水滑石的表面性质,影响了粒子间氢键或架桥氢键的形成,使SMAH3分子间的空间位阻增大,从而抑制粒子的团聚,SMAH3颗粒被有效地分散。对三聚磷酸钠(STPP)改性MAH3的工艺条件进行优化。响应面法优化MAH3改性工艺参数,在6.98 wt% STPP和38.10-C的条件下改性90.01min,所得的MAH3吸油值约为45.03%,较单因素优化所得的MAH3吸油值降低了2.3%。同时,响应面优化所得SMAH3的平均粒径(580nm)小于单因素实验SMAH3的(670 nm),粒径分布(255-16nm)也较单因素实验SMAH3的(345～970 nm)窄,响应面优化所得的SMAH3质量更优。MAH3添加量对MAH3与聚丙烯的复合材料(MAH3-P)性能有较大影响。大量添加MAH3可使MAHB3-P的阻燃性能得到改善,但力学性能变差。添加30%MAH3时,MAH3-P可达难燃塑料标准,具较好阻燃性能。LOI%为27.2、拉伸强度为20.29 MPa、弯曲强度为54.68 MPa、断裂伸长率为13.24%、冲击强度为6.576 kJ·m-2。即弯曲强度和冲击强度增强,拉伸强度略有下降,仅断裂伸长率有明显降低,说明MAH3-P基本仍可保持原有PP材料的力学性能。SMAH3-P的阻燃性能及力学性能较MAH3-P有一定提高,STPP改性可改善MAH3-P的阻燃性能和力学性能。