Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass Polypropylen (PP) in den letzten Jahren zu den am häufigsten verwendeten Polymermaterialien zählt, seine Entflammbarkeit jedoch die Einsatzmöglichkeiten einschränkt. Als flammhemmender Füllstoff kann Magnesiumhydroxid (MH) die Flammwidrigkeit von PP-Verbundwerkstoffen wirksam verbessern.
In dieser Studie wurden wasserfreies Magnesiumsulfat und Di-n-butylamin als Ausgangsstoffe sowie das Silan-Kupplungsreagenz KH-550 als Modifizierungsmittel verwendet; zur Oberflächenbehandlung des Magnesiumhydroxids kam ein In-situ-Modifizierungsverfahren zum Einsatz, woraufhin PP/MH-Verbundwerkstoffe hergestellt wurden. Das Magnesiumhydroxid wurde mittels REM, FTIR und XRD charakterisiert, während die mechanischen und rheologischen Eigenschaften der PP/MH-Verbundwerkstoffe mithilfe einer elektronischen Zugprüfmaschine und eines Rheometers untersucht wurden. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
(1) Die nach dem organischen Amin-Verfahren hergestellten Magnesiumhydroxid-Partikel wiesen eine plättchenartige Morphologie mit einer Partikelgröße von etwa 2 μm auf. Als optimale Prozessbedingungen wurden ermittelt: eine Reaktionstemperatur von 20 °C, eine Reaktionszeit von 1,5 Stunden und eine Mg²⁺-Konzentration von 0,1 mol/L.
(2) Das Magnesiumhydroxid wurde mittels In-situ-Verfahren mit dem Silan-Kupplungsreagenz KH-550 modifiziert; FTIR-Ergebnisse bestätigten, dass KH-550 erfolgreich auf die Oberfläche des Magnesiumhydroxids aufgepfropft worden war.
(3) Im Vergleich zu Verbundwerkstoffen mit unmodifiziertem MH zeigten die mit modifiziertem MH gefüllten PP/MH-Verbundwerkstoffe eine deutlich verbesserte Bruchdehnung und Schlagzähigkeit; bei einem Füllstoffgehalt von 5 Gew.-% verbesserte sich auch die Zugfestigkeit.
(4) Die scheinbare Viskosität der PP/MH-Verbundwerkstoffe nahm mit steigender Scherspannung ab, stieg jedoch mit zunehmendem MH-Füllstoffgehalt an. Im Vergleich zu Verbundwerkstoffen mit unmodifiziertem MH wiesen die modifizierten PP/MH-Verbundwerkstoffe eine geringere Aktivierungsenergie des viskosen Fließens sowie eine reduzierte Temperaturabhängigkeit auf.