鎂鹽晶須市場前景廣闊

       隨著高新技術的發展，各行業對材料性能提出了更高的要求，塑料改性及纖維增強復合材料已成為重點開發的新材料。由科學院金屬研究所新研制并在江蘇山達化工有限公司投產的一種新型無機阻燃、增強材料――鎂鹽晶須(m－hos)引起了業內人士的關注。由于該產品與塑料復合有明顯的增強效果，作阻燃劑則使用溫度比氫氧化鋁高、無毒并能抑制發煙，還可以增粘涂料、造阻燃紙、作輕型建筑材料和過濾材料等，有十分廣闊的應用前景。有關人士甚至認為，鎂鹽晶須的產業化，將為復合材料的發展帶來新的飛躍。
     晶須是在特殊的條件下以單晶形式生長形成的纖維，直徑極小，是亞微米和納米級尺寸，具有高度有序的原子排列結構，因而可接近材料的原子間價鍵的理論強度。用其增強塑料，具有達到復合材料高強度的潛力。而鎂鹽晶須作為一種功能型的晶須，不僅能增強，而且阻燃，是高性能無機阻燃、增強材料。它早由日本宇部興產株式會社開發生產，中科院金屬研究所則于1997年率先在國內研制成功，并申報了發明，現正與江蘇山達化工有限公司合作進行產業化生產。
　　鎂鹽晶須由于結構的特殊性，具有機械強度高、無永久變形、高溫下強度損失小、長徑比高、無疲勞效應等優良的力學性能。同時，其表面平滑性好、尺寸精度和穩定性高、可再生循環使用。此外，由于晶須的尺寸細微，可在基體中分布得很均勻，使極薄、極狹小甚至邊角部位都能得到增強填充，適合制作精密的增強工程塑料零部件及超薄壁的零部件，甚至可以制成20μm的超薄壁部件。尤其是同現在常用的玻纖和碳纖等增強材料相比，用鎂鹽晶須增強塑料材料對設備和模具磨損小，阻燃性、安全性和反復利用性好，極適合制作各種形狀復雜部件、輕質高強阻燃部件和電子電器用材等，可廣泛用于汽車、電子電器、化工、建材、包裝等行業。
　　目前國內外在鎂鹽晶須的應用上已取得了一定進展。先是用于增強各種樹脂，可使通用的塑料樹脂表現出高模量、耐沖擊和阻燃的性質。在日本，用鎂鹽晶須復合的pp樹脂已被實際用于汽車內飾件材料，如儀表盤板、支架、操縱臺等；用鎂鹽晶須增強的聚氯乙烯復合材料己廣泛用作塑料門窗型材、大口徑pvc管材等。而在我國，用鎂鹽晶須填充的abs樹脂，已用于青島海爾集團出口美國的空調機外殼等部件上，以提高部件的強度、阻燃和防老化性能。
　　鎂鹽晶須添加到其他材料中除了增強、阻燃外，還會產生一些特殊效果，如添加到酚醛樹脂中能提高材料的電性能，適合生產電器絕緣材料；以鎂鹽晶須為主要成分加少量玻璃纖維和樹脂漿液制成的復合材料，具有比重小、強度高等優良品質，且表面十分平滑美觀，適合在建筑材料、內飾材料、家具和廚房用材料等方面使用；鎂鹽晶須添加于塑料薄膜，在透明度、強度、防粘效果等方面都優于目前常用的超細二氧化硅粉，而且安全、衛生；填充在瀝青中則增強了瀝青的耐溫和抗流動性的能力；用作各種涂料的增粘劑，能使涂料粘度呈指數增加，具有很好的增粘性和觸變性，可大大提高使用性能和涂裝效果，這一特性使它們在涂料和粘合劑領域有很好的應用前景。
　　另外，在要求高澄清度的食品、醫藥、農藥和化妝品工業領域，過濾材料必須保證透過率好、過濾速度快，而用鎂鹽晶須作為過濾材料，無論是過濾速度和濾液透過率都明顯優于常用的硅藻土、活性氧化鋁、粉碎紙漿和活性碳，甚至優于0.1μm膜濾器。
　　盡管鎂鹽晶須具有諸多優點，但在其推廣應用中還需進行大量開發工作。如在使用晶須與塑料共混時，要充分發揮晶須的增強效果，獲得高性能的晶須復合材料，保持晶須在復合塑料中有一定的長徑比（在10以上）；晶須在塑料基體中要均勻分布，無序取向；保證晶須與塑料的接合界面有牢固緊密的粘結。
　　由于鎂鹽晶須是無機材料，和有機基體的物理性質存在差別，不易與基體界面形成緊密的粘接結構。此外，帶靜電表面的相互吸引和纖維過長也會使纖維聚集成球或形成平行的束狀結構，甚至形成島狀的團塊，影響復合材料的性能。為此，必須要對晶須進行表面改性處理，同時要采用正確的晶須加入方法和混煉工藝。這一方面要根據晶須的種類和復合材料的基質具體情況選擇適當的偶聯劑；另一方面，在用高速混合機進行晶須表面處理時，高速攪拌的時間不宜過長，以免晶須被剪切而折斷，影響復合增強效果。
　　目前鎂鹽晶須的研發和工業化應用工作還在發展階段，還需要包括樹脂廠家、填料廠生產企業、機械制造廠家和新材料研究單位的密切協作。由于該類材料具有增強、阻燃增粘性、觸變性和過濾性好等特點，又符合可持續發展的時代要求，必將在工業、軍事、國防等領域有十分廣闊的應用前景，對發展高性能的復合材料也有著十分重要意義。