5、離子交換法

當(dāng)金屬離子在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定，或當(dāng)陰離子An-沒有可溶性的M2 和M3 鹽類，共沉淀法無法進(jìn)行時，可采用離子交換法。該法是從給定的水滑石出發(fā)，通過溶液中某種陰離子對原有陰離子的交換作用，形成新的相。當(dāng)焙燒溫度在600℃以上時生成具有尖晶石結(jié)構(gòu)的焙燒產(chǎn)物,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無法恢復(fù)。然而在層狀雙金屬氫氧化物材料上，直接用大體積無機(jī)陰離子通過離子交換法制備很困難，一般先用大體積有機(jī)陰離子把層間撐開，然后用無機(jī)陰離子交換制得樣品。

在功能高分子材料及其添加劑方面的應(yīng)用（1）多功能紅外吸收材料。LDHs的化學(xué)組成決定其對紅外具有顯著的吸收效果，而且LDH　的層間可插入其他對紅外有吸收作用的有機(jī)分子，如此制得的層柱材料對紅外的吸收范圍可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整。目前將其用于農(nóng)業(yè)棚膜，大幅度提高了保溫效果，同時LDHs組成和結(jié)構(gòu)上的特點使其兼?zhèn)淇估匣阅?、改善力學(xué)性能、提高阻隔性能、抗靜電性能、防塵性能等。（2）紫外吸收和阻隔材料。LDHs經(jīng)煅燒后表現(xiàn)出優(yōu)異的紫外吸收和散射效果，利用表面反應(yīng)還可進(jìn)一步強(qiáng)化其紫外吸收能力，使之兼?zhèn)湮锢砗突瘜W(xué)兩種作用。大量實踐證明，以其作為光穩(wěn)定劑，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)材料，可廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維、化妝品、涂料、油漆等領(lǐng)域。（3）新型殺菌材料。因LDHs特殊的化學(xué)組成，其對多種微生物和菌類的生長有顯著的抑制作用，用于塑料、農(nóng)膜可防止表面螯生物的形成，用于建筑涂料可避免生成霉菌。LDHs類殺菌材料與ZnO、TiO2、Fe2O3及其復(fù)合氧化物以及含銀鹽的殺菌材料相比具有如下優(yōu)點：①有效殺菌成分高度分散，殺菌；②在合成材料中分散性好，力學(xué)性能優(yōu)異；③LDHs密度低，透光率高；④耐光和耐候性能 好，不易脫色。（4）新型阻燃材料。LDHs的結(jié)構(gòu)中含有相當(dāng)量的結(jié)構(gòu)水，控制合成條件可使層間具有碳酸根，而且還可在層間引入自由基捕獲劑。大量實驗證明，其具有優(yōu)異的阻燃性能，且可廣泛用于合成材料、涂料、油漆等。阻燃機(jī)理是其可分解出CO2和水，并可以降低溫度以利于滅火。（5）新型PVC穩(wěn)定劑。LDHs或LDO都可以HCl，從而可以做穩(wěn)定劑。LDHs與傳統(tǒng)穩(wěn)定劑如硬脂酸鈣相比具有如下優(yōu)點：①對HCl的容量大，是硬脂酸鈣的4倍；②可以避免塑料的黃化變色，與B。具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性，所以名字中有“滑”1842年首先從片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦。H。T。等穩(wěn)定劑配伍性好；③避免了硬脂酸的危害，無腐蝕、無酸氣、不外逸；④大大降低了水的攜帶量；⑤可以顯著提高塑料的耐候性和耐熱性；⑥它可以與聚合反應(yīng)中的Ziegler－Natta催化劑的殘余物質(zhì)中可產(chǎn)生酸性腐蝕的部分反應(yīng)，從而降低其腐蝕。LDHs及LDO在功能高分子材料方面的應(yīng)用使陰離子型層柱材料的應(yīng)用領(lǐng)域得以極大地拓展，使其應(yīng)用不僅僅局限于傳統(tǒng)的催化、吸附、離子交換等方面，是應(yīng)用上質(zhì)的飛躍。在電工行業(yè)中的應(yīng)用一般含鹵阻燃材料發(fā)生火災(zāi)釋放出大量煙霧和有毒、有腐蝕性氣體，對人員和精密儀器帶來極大損害，即二次災(zāi)難。低煙無鹵阻燃材料可以避免含鹵阻燃材料燃燒時所帶來的二次災(zāi)難，是阻燃材料的主要發(fā)展趨勢。目前，電工行業(yè)主要使用的無鹵阻燃填料是粒狀氫氧化鋁和氫氧化鎂，具有如下特點：同時起阻燃和填充作用；燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體和腐蝕氣體，具有抑煙功能，本身也不揮發(fā)、廉價。氫氧化鋁的起始分解溫度段較低（約200℃左右），氫氧化鎂的起始分解溫度段較高（約320℃左右）。在抑制材料溫度上升，降低材料表面放熱量，提高材料自燃溫度（高填充時），延長引燃時間方面，氫氧化鋁的作用效果優(yōu)于氫氧化鎂；而在提高材料自燃溫度（低填充時），提高氧指數(shù)，促進(jìn)炭化效果方面，氫氧化鎂則優(yōu)于氫氧化鋁。鎂鋁水滑石起始分解溫度段既有低溫段又有高溫段，拓寬了阻燃溫度范圍，具有阻燃、消煙、填充三種功能，兼具了氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑的優(yōu)點，克服了它們各自的不足，是、低煙的無鹵阻燃劑新品種。在造紙方面的應(yīng)用氫氧化鎂鋁為一種混合金屬氫氧化物，是常見的一類水滑石。王松林等利用氯化鎂和氯化鋁混合物與稀堿液的共沉淀反應(yīng)，合成了帶正電荷的氫氧化鎂鋁膠體，并研究了其組成的微粒助留體系對紙料留著的效果和影響因素。氫氧化鎂鋁膠體可以與陰離子聚酰胺組成新型的陽離子微粒助留體系，其助留效果顯著，可以通過改變鎂鋁的摩爾比，合成不同電荷和粒度的氫氧化鎂鋁膠體，從而改進(jìn)該體系對紙料的助留效果，氫氧化鎂鋁的粒度越小，其助留效果越佳。陽離子微粒氫氧化鎂鋁與陰離子聚酰胺組成的微粒體系發(fā)揮作用時，氫氧化鎂鋁膠體以分散的片狀顆粒通過面—面形式吸附于纖維表面，在纖維表面形成許多氫氧化鎂鋁覆蓋點，由于氫氧化鎂鋁本身帶有正電荷，可以改變這些吸附點處的纖維電荷，當(dāng)加入陰離子聚酰胺后，通連作用便可達(dá)到較好的助留效果。

泰安燊豪化工有限公司

        水滑石

  專業(yè)生產(chǎn)水滑石

1 實驗

   1．1 實驗原料

   聚(PVC)：SG．5型，北京化二股份有限公司。

LDHs(Mg／A1=2)：北京化工大學(xué)可控化學(xué)反應(yīng)與技術(shù)重點實驗室。

   硬脂酸鈣、硬脂酸鋅：北京化學(xué)試劑公司。

   1．2 設(shè)備和儀器

   高速混合機(jī)：GRH一10，遼寧阜新市輕工機(jī)械設(shè)備廠。

   雙輥塑煉機(jī)：SK一160B，上海橡膠機(jī)械廠。

   烘箱：PH050A，上海益恒實驗儀器有限公司。

   全自動測色差計：TCP2，北京鑫奧依克光電技術(shù)有限公司。

   1．3 實驗步驟及測試方法

   1．3．1 實驗步驟

   混料：將PVC、水滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等混合至大約110℃時出料，然后冷卻攪拌至40℃以下?；鞜挘涸?70℃下進(jìn)行混煉，記錄包輥時間和塑化好的時間，并且在塑化好以后每分鐘取一個大約1mm厚的樣片。