Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass die Forschung an dem anorganischen Flammschutzmittel Magnesiumhydroxid in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht hat. Magnesiumhydroxid mit spezifischen Kristallmorphologien zeichnet sich durch eine besonders hohe flammhemmende Effizienz aus; zudem entstehen bei hohen Temperaturen weder toxische noch korrosive Rauchgase. Während es in Polymerverbundwerkstoffen häufig als flammhemmender Füllstoff eingesetzt wird, ist sein Anwendungspotenzial bei Textilien bisher kaum dokumentiert.
Plättchenförmige Magnesiumhydroxid-Kristalle können – sofern sie gleichmäßig auf einer Substratoberfläche angeordnet sind – Wärme effizient reflektieren. Bei der thermischen Zersetzung setzt Magnesiumhydroxid Wasser frei, was einen Kühleffekt an der Oberfläche bewirkt. Darüber hinaus fungiert das entstehende Magnesiumoxid als hervorragendes feuerfestes Material, das bei Hitzeeinwirkung einen entscheidenden „Abschirmeffekt“ bietet. Durch das Züchten plättchenförmiger Magnesiumhydroxid-Kristalle auf der Oberfläche von Baumwollgewebe lässt sich eine multifunktionale Schutzschicht erzeugen, die ein hohes Reflexionsvermögen, eine geringe Absorption, Feuerbeständigkeit und thermische Isolierung vereint. Dies verbessert die Hitzebeständigkeit sowie die thermischen Isoliereigenschaften des Baumwollgewebes und wertet herkömmliche Baumwollstoffe effektiv zu einem Hochleistungsmaterial auf.
Auf dieser Grundlage befasst sich die vorliegende Studie mit der Herstellung plättchenförmiger Magnesiumhydroxid-Impfkristalle und deren anschließender Aufbringung auf die Oberfläche von modifiziertem Baumwollgewebe. Das Adsorptionsverhalten des modifizierten Baumwollgewebes gegenüber diesen Impfkristallen wurde systematisch untersucht; zudem wurden erste Forschungsansätze zum sekundären Wachstum der Magnesiumhydroxid-Impfkristalle verfolgt.
Die wesentlichen Inhalte und Ergebnisse dieser Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen:
① Unter Verwendung von wässrigem Ammoniak und Magnesiumchlorid als Ausgangsstoffe – und unter Einsatz von Verfahren wie Laser-Teilchengrößenanalyse, Röntgendiffraktometrie (XRD) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) – wurde untersucht, wie verschiedene Faktoren (etwa die Dosierung der Reaktanten, der pH-Wert sowie die Menge des Dispergiermittels) die Kristallstruktur, Morphologie und Teilchengröße der in hochverdünnten Lösungen hergestellten Magnesiumhydroxid-Impfkristalle beeinflussen. Letztlich gelang die Synthese von plättchenförmigen Magnesiumhydroxid-Impfkristallen mit einer Teilchengröße von etwa 4,5 nm. ② Diese Arbeit untersucht die Adsorptionskinetik und das Gleichgewicht von Magnesiumhydroxid-Impfkristallen auf Baumwollgeweben mit unterschiedlichen Gehalten an aktiven funktionellen Gruppen. Übersteigt der Gehalt an aktiven funktionellen Gruppen auf dem Baumwollgewebe 0,4414 mmol/g, so lässt sich die Adsorptionskinetik durch ein kinetisches Modell pseudo-zweiter Ordnung beschreiben. Das Adsorptionsverhalten folgt dem Langmuir-Adsorptionsmodell, was auf einen Prozess der Monoschichtadsorption hindeutet.
③ Nach der Herstellung von Magnesiumhydroxid-Impfkristallen und deren Adsorption auf der Oberfläche modifizierter Baumwollgewebe wurde das folgende Verfahren angewandt, um ein sekundäres Wachstum der Magnesiumhydroxid-Kristalle zu ermöglichen: Das mit Impfkristallen beladene Baumwollgewebe wurde in eine 0,15 mol/L MgCl₂-Lösung bei 35 °C eingetaucht. Anschließend wurde wässrige Ammoniaklösung (1 mol/L) mit einer Rate von 15 mL/h zugegeben. Die Zugabe wurde nach 12 Stunden beendet, worauf eine 30-tägige Alterungsphase bei konstanter Temperatur folgte. Im Ergebnis wuchsen die Magnesiumhydroxid-Kristalle und bedeckten die Oberfläche der Baumwollfasern weitgehend. Es wurde jedoch eine gewisse Kristallagglomeration beobachtet – ein Aspekt, der in zukünftigen Forschungsarbeiten noch näher untersucht werden muss.