xyz型碱式硫酸镁晶须的可控制备规律

以海水制盐副产卤水为镁源，采用水热法合成不同型号的碱式硫酸镁（即xyz型碱式硫酸镁）晶须。考察影响晶须形貌和组成的主要因素，揭示xyz型碱式硫酸镁晶须的合成规律，阐明一维结构晶须的生长机理；采用软模板技术，研究有机物模板在水热反应中的结构导向作用机理，选择可调节和控制晶须成核与生长的模板剂，调控晶须生长，抑制晶须团聚；在改善晶须团聚现象的基础上提高反应物浓度，从而提高晶须的产率；通过模板剂与晶须表面基团的相互作用改变晶须表面极性，使晶须表面由亲水性向亲油性转变，提高晶须与聚合物基体的相容性，实现碱式硫酸镁晶须产率、分散性及表面极性的可控制备。.本项目不仅可以制备出组成可控、产率高、分散性好的碱式硫酸镁晶须产品，而且为高附加值苦卤产品的制备提供了新的解决思路；既具有重要的理论意义，也具有广阔的应用前景。

基于目前苦卤利用率低、环境污染严重，以及碱式硫酸镁晶须制备过程存在团聚现象严重、产率低的现状，本项目以高收率、高纯度、高结晶度的环境友好型碱式硫酸镁（MHSH）晶须的可控制备为目的，系统的研究了MHSH晶须的制备规律，以收率为主要依据，结合产物形貌的变化，得出由卤水制备152MHSH晶须的最佳工艺条件。采用软模板技术，选择有机醇、有机酸和聚合物类水溶性聚合物作为模板剂，利用有机物模板在水热反应中的结构导向作用，达到对晶须结晶形态的调节和控制。结果表明：所得晶须直径约为0.5~2μm，长度约为30~100μm，该晶须呈现出较好的单分散性，当添加1,2-丙二醇时，产物的收率达到了88.75%，所得152MHSH晶须的结晶度、纯度和长径比均为最佳。. 对MHSH晶须合成过程中温度和时间诱导的相变、形态演化和生长机理、结晶动力学等进行了较为系统的研究。研究发现从晶体生长热力学角度分析，MHSH晶须的水热合成属于溶解再结晶机制。从动力学角度，通过对晶体几种可能的生长机理模型进行分析发现，低温和高温反应的动力学模型不同，低温时的结晶机理为多核控制表面生长，结晶速率由表面反应控制；高温时结晶机理为单核控制表面生长。. 通过碱式硫酸镁晶须的表面性质进行研究，探讨了表面改性剂对晶须表面亲油亲水性质的影响，并对晶须的增韧阻燃机理进行了探讨。研究发现，当添加1.2%(ω%)的AC-FAS为改性剂，在25℃改性1h时，所得晶须的表面水接触角最大，为126°，具有良好的亲油效果。通过对MHSH晶须/PP复合材料的力学和阻燃性能的分析发现添加晶须后PP复合材料的拉伸和弯曲性能均明显提高，改性晶须的增强效果要优于未改性晶须，添加改性晶须的复合材料力学性能增强幅度可达到80%，但表面改性对晶须阻燃性能影响不大。. 综上所述，通过研究晶须组成及形貌调控的基本规律，实现了碱式硫酸镁晶须的可控性制备，不仅为合理开发苦卤镁资源及精细化镁盐产品提供了新思路，而且为水热过程中同类产品的制备提供一定的理论依据。研究结果表明，本项目制备的镁盐晶须材料对聚合物基体具有较好的增强阻燃性能和广阔的潜在应用前景。. 在项目完成过程中，发表论文8篇，其中SCI收录4篇，EI收录3篇，申请国家发明专利1项，培养硕士生3名，博士生2名，全面完成了申请书中预定目标。