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随着社会的进步以及对消防安全的重视,人们对纸基材料的相关阻燃性能提出了更高的要求。为降低对人类健康和生存环境的影响,目前纸质材料阻燃剂的主要研究方向是高效、无毒的环保型阻燃剂。本课题采用涂布加工方式对纸张进行阻燃处理,主要研究了环保型阻燃剂硅酸铝钠的合成工艺及其阻燃效果,还研究了氢氧化镁、膨润土、氢氧化铝、红磷等无机阻燃剂与硅酸铝钠复配后的阻燃效果；最后采用差示扫描量热分析法(DSC)、电子扫描显微镜(SEM)等现代分析手段对硅酸铝钠以及其复配体系的阻燃机理进行研究。研究结果表明：(1)在平衡粘度和粒径最佳值情况下,硅酸铝钠的最佳合成的工艺条件为NaOH:Al(OH)3:硅酸钠=1：1.2：1,pH=7。在此制备条件下,未经研磨的硅酸铝钠的粒径最小可达到为760R.nm,粘度为325cp,得到较好的硅酸铝钠颜料。扫描电镜的能谱图和X-射线衍射图表明,硅酸铝钠是分子式为NaAl(SiO3)2的晶体。(2)本实验合成的硅酸铝钠晶体结晶度较高且有较好的热稳定性,涂布加工制备的阻燃纸可以达到增白和阻燃的效果。用粒径为760R.nm的硅酸铝钠对原纸进行涂布,白度大约提高13%。采用球磨机进行研磨得到不同粒径的硅酸铝钠,当粒径为702R.nm作为阻燃剂涂布阻燃纸,当涂布量为61g/m2时,炭化值仅为91mm,优于其他粒径下涂布阻燃纸的阻燃效果,表明不同粒径对阻燃效果有较大影响。(3)硅酸铝钠分别与氢氧化镁、氢氧化铝复配后涂布制备阻燃纸,当NaAl(SiO3)2与Mg(OH)2的比例为2：1和Al(OH)3与NaAl(SiO3)2的比例为1：1时纸张阻燃效果较好,当涂布量为63g/m2时,炭化长度分别为88mm和93mm,均优于国家标准的115mm。(4)硅酸铝钠与红磷和膨润土的复配实验结果表明,膨润土对硅酸铝钠的复配体系起到增效作用；红磷对硅酸铝钠的复配体系不能起到增效作用。(5)借助DSC热分析和扫描电镜对硅酸铝钠的阻燃机理进行分析,由DSC分析得NaAl(SiO3)2的分解温度为140.5℃, NaAl(SiO3)2的添加改变了原纸的热解反应过程,降低了纤维的热解温度,使其由373.5℃降低到151℃,碳源的增加,残炭的的提前形成有利于形成坚固的炭层,隔热作用形成,达到阻燃效果。(6)借助DSC热分析和扫描电镜对硅酸铝钠与氢氧化物复配体系的阻燃机理进行分析：NaAl(SiO3)2与氢氧化物复配涂布阻燃纸产生良好的协同作用,改变了原纸的燃烧途径,延迟纤维的热解温度,形成致密的蜂窝状,对可燃气体具有吸纳作用,同时氢氧化物热解时吸取大量的热量,并且释放了大量的水蒸气,这样稀释了可燃气体,而且材料的表面温度下降快,与NaAl(SiO3)2协同作用,在纤维表面形成的玻璃态的物质,提高炭层的物理性能和阻隔效应,阻燃效果良好。