原位聚合改性氫氧化鎂在eva包裝中的應用

 為改善氫氧化鎂的表面性能，使苯乙烯在氫氧化鎂表面進行原位聚合，eva包裝對未改性氫氧化鎂、硬脂酸鈉表面處理的氫氧化鎂和原位聚合后的氫氧化鎂的系列性能進行比較。

　　2．1  接觸角   

    將三種不同氫氧化鎂樣品分別壓成片，珍珠棉包裝用水滴法測得的接觸角結果列于表1。常州epe包裝試驗中發現水能完全浸潤未改性的氫氧化鎂片表面，在接觸角儀上可觀測到水滴慢慢展開，直到不能測出接觸角(趨于0°)，表明未改性氫氧化鎂的親水性很好。從表1中可以看出，用硬脂酸鈉處理的氫氧化鎂和原位聚合后的氫氧化鎂其接觸角明顯變大，說明經過化學處理和物理處理，在氫氧化鎂顆粒表面均能包覆上一層疏水性物質，使顆粒由親水性向憎水性過渡。從表中可以看到苯乙烯原位聚合氫氧化鎂的接觸角最大，說明其改性效果更好一些。

　　2．2  吸水率   

    將表1中的三種氫氧化鎂樣品分別放人飽和水蒸氣中，測得的氫氧化鎂的吸水率與時間的關系如圖1所示。由圖1可以發現未改性氫氧化鎂比較容易吸水，而表面原位聚合氫氧化鎂的吸水率比未改性的要小得多，且吸水率在較短時間內可趨于穩定值，而未改性樣品在較長時間內吸水率逐步增加。這一結果表明經過改性后的氫氧化鎂粉體表面不可能完全被疏水性物質所包覆，通過化學與物理改性后只能在一定程度上減少粉體的吸水率，而不能保證氫氧化鎂完全不吸水。因此在實際應用中，對改性后的氫氧化鎂應盡可能與潮濕空氣隔絕，以克服粉體可能產生的二次凝聚，提高其與高聚物基體的親和力。

　　2．3  氫氧化鎂—液體石蠟分散液的粘度   

    液體石蠟是非極性的介質，其極性大小與EVA體系接近，所以可用液體石蠟與Mg(OH)2混合體系來模擬EVA／Mg(OH)2體系的相容性。由模擬所測定的粘度可判斷EVA／Mg(OH)2體系的相容性的好壞。由表2可知，未改性的氫氧化鎂在液體石蠟中的分散粘度很大，約為1．8Pa·s。這是由于氫氧化鎂表面親水憎油，與液體石蠟相容性比較差，流體內部摩擦力較大，分散性、流動性不好所引起的。改性后增加了氫氧化鎂表面的親油性，與液體石蠟相容性好，特別是原位聚合處理的氫氧化鎂的分散液粘度最小，由此可以推斷原位聚合的氫氧化鎂與高聚物有良好的相容性，從而可提高加工性能。

　　2．4氫氧化鎂表面改性對其熱性能影響   

    圖2為采用DSC測得的三種氫氧化鎂的吸熱曲線。從圖中可以看出，未改性的氫氧化鎂、硬脂酸鈉改性的氫氧化鎂、苯乙烯原位聚合改性的氫氧化鎂的熱分解起始溫度分別為340℃、358℃、368℃左右，說明改性后氫氧化鎂的分解溫度得到提高，增加了氫氧化鎂的穩定性，這一方面有利于材料加工時可使用較高的溫度，另一方面有利于提高共混改性后的材料阻燃性能。

　2．5  改性氫氧化鎂對EVA／Mg(OH)2復合材料熔體流動速率的影響    

　　為了考察三種氫氧化鎂與EVA基體樹脂共混后的加工性能，可通過測定熔體流動速率的大小來反映。從表3可以看出，經原位聚合改性后的氫氧化鎂與基體樹脂體系的熔體流動速率明顯增加，這是因為改性后的氫氧化鎂保持較小的顆粒直徑，由于表面有聚合物的保護作用，有利于克服氫氧化鎂粉體易產生的二次凝聚，同時提高了其與EVA的親合性，克服了與聚合物基材親合力欠佳的缺點。因而表現出流動阻力的減小，具有較大的熔體流動速率。

　2．6  共混物的微觀形態   

    從圖3掃描電鏡照片可以看出，原位聚合改性后的氫氧化鎂與基體樹脂相容性優于未改性的氫氧化鎂，在未改性時，氫氧化鎂粒子和EVA基體樹脂間界面明顯，粒子表面不能被基體樹脂很好地浸潤，當改性后，氫氧化鎂粒子表面有絮狀物，二者之間相界面比較模糊。

　2．7  EVA／Mg(OH)2的力學性能和阻燃性能的比較   

    從表4中可以看出未改性氫氧化鎂與EVA復合后力學性能比較差，這主要是由于極性的氫氧化鎂粒子和非極性聚合物之間的相容性差；通過表面改性在一定程度上提高氫氧化鎂的憎水與親油性能，從而提高氫氧化鎂與EVA的相容性，從數據上看與改性的氫氧化鎂共混材料的拉伸強度和斷裂伸長率有明顯的提高，原位聚合改性效果尤其明顯。三種樣品阻燃性能相同，這可能是阻燃性能與氫氧化鎂填充量有關，與氫氧化鎂的表面改性沒有明顯的關系。

　　3  結論

    氫氧化鎂表面改性后，其吸水性呈下降趨勢，分散性、熱分解得到提高，從而能夠提高材料的阻燃性能，改性后氫氧化鎂與EVA共混改性時，由于氫氧化鎂粉體的分散性得到提高，其力學性能有較大改善，明顯提高了材料的表觀性能，其中以苯乙烯原位聚合改性的綜合效果最佳。