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针对目前磷尾矿堆积严重、对周围环境潜在危害较大的问题,本课题以磷尾矿为原料,制备纳米氢氧化镁(MH)并通过原位聚合改性获得表面改性的纳米氢氧化镁,采用物理共混的方式制备多尺度的PP/MH复合材料,利用红外光谱分析(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、力学性能测试、热重分析(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)和熔体流动速率等测试对所得产物及材料进行系统地研究,得到的结论如下:(1)以磷尾矿为原料,采用硫酸酸解、氨水除杂后,利用水热-沉淀法获得氢氧化镁产品,通过测定MH产品含量、微观形貌的观察,结果表明,所得MH产品为球花状的颗粒,单个片层直径约为200nm、片层厚度约为20nm,符合行业标准。(2)除杂后得到的精制的精制硫酸镁溶液在KH570和氨水的作用下,生成表面乙烯化的MH,然后加入苯乙烯(St)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)或甲基丙烯酸丁酯(BA)为单体,原位乳液聚合得到了聚合物包覆的改性氢氧化镁(MMH)粒子。红外光谱、扫描电子显微镜的结果显示,原位乳液共聚生成的聚合物以接枝的方式包覆在MH粒子表面。(3)利用密炼机将MMH粉末与聚丙烯(PP)进行物理熔融共混,制备了PP/MMH复合材料,考察了不同单体改性前后的MMH在不同的填充量下对PP/MMH复合材料的力学性能、冲击断面的微观形貌、熔融结晶行为及其加工性能的影响。力学性能结果表明,改性后的氢氧化镁在复合材料中的分散性较佳,PP/MMH复合材料的冲击断面上出现粒子-基体的脱粘-呈穴现象,材料出现韧性断裂的情况,比未改性氢氧化镁填充的复合材料有较高的冲击强度和拉伸强度。TGA和DSC的测试结果表明:添加MH或MMH颗粒后的PP复合材料的热稳定性增强,尤其是当PMMA-g-MH添加量为20%时,材料的初始分解温度提高了106.8℃;熔融温度下降不明显,结晶温度稍微上升,结晶速率加快且结晶度变大。熔体流动速率的变化表明,MMH的填充量很小时,PP复合材料的加工性能比纯PP优良;随着填充量的不断地增加,加工性能变差;MMH粒子与基体的界面相互作用增强,提升了材料的加工性能。