Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass Magnesiumhydroxid ein wichtiges chemisches Produkt mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ist, unter anderem in der industriellen Abwasserbehandlung, als antimikrobieller Wirkstoff, in der Pharmaindustrie, bei der Rauchgasentschwefelung sowie als Flammschutzmittel. Aufgrund seiner Ungiftigkeit, seiner rauchmindernden Eigenschaften und seiner Umweltfreundlichkeit gewinnt es – insbesondere im Bereich des Flammschutzes – zunehmend an Bedeutung und verspricht vielversprechende Marktchancen. Untersuchungen zu Magnesiumhydroxid-Flammschutzmitteln zeigen, dass für eine wirksame Flammhemmung in Polymermaterialien eine gute Dispergierbarkeit, eine regelmäßige Morphologie und eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung erforderlich sind; hierfür wird besonders häufig hexagonales, plättchenförmiges Magnesiumhydroxid eingesetzt. Derzeit erfolgt die Herstellung dieses Materials meist durch eine Kombination aus chemischer Synthese und hydrothermaler Behandlung – Verfahren, die jedoch Nachteile wie strenge Prozesskontrollanforderungen und einen hohen apparativen Aufwand aufweisen.
Zu den gängigen Verfahren zur Herstellung von ultrafeinem, plättchenförmigem Magnesiumhydroxid gehören Methoden, bei denen leicht kalziniertes Magnesiumpulver als Magnesiumquelle und wässriges Ammoniak als Fällungsmittel dienen. Alternativ lässt sich hochwertiges, hexagonales, plättchenförmiges Magnesiumhydroxid herstellen, indem man leicht kalziniertes Pulver und Ammoniumnitrat als Ausgangsstoffe verwendet, um eine gereinigte, ammoniakfreie Lösung (ohne weitere Zusätze) zu erzeugen, und anschließend wässriges Ammoniak als Fällungsmittel einsetzt. Beide Methoden nutzen leicht kalziniertes Magnesiumoxid als Magnesiumquelle und basieren auf einer alkalisch induzierten Fällung, womit sie ähnliche Prinzipien verfolgen wie die direkte Magnesiumhydroxid-Synthese.
In der vorliegenden Studie wird ein einstufiges Herstellungsverfahren untersucht, bei dem leicht kalziniertes Magnesiumoxid unterschiedlicher Partikelgröße als Ausgangsmaterial und deionisiertes Wasser als einziger Zusatzstoff verwendet werden, um hexagonales, plättchenförmiges Magnesiumhydroxid zu gewinnen. Dieser Ansatz vereinfacht den Herstellungsprozess erheblich und vermeidet Umweltbelastungen. Durch die Steuerung der Reaktionsbedingungen – insbesondere durch die Untersuchung des Einflusses von Magnesiumoxid-Partikelgröße, Reaktionstemperatur, Reaktionszeit, Rührgeschwindigkeit und Fest-Flüssig-Verhältnis (Massenverhältnis von Magnesiumoxid zu deionisiertem Wasser) auf die Produkteigenschaften und -morphologie – gelang es, hexagonales, plättchenförmiges Magnesiumhydroxid mit regelmäßiger Morphologie herzustellen. Zudem wurden dessen flammhemmende Eigenschaften bewertet. Die Forschungsarbeit liefert einen wertvollen Beitrag zur weiteren Erschließung von Magnesiumressourcen aus Salzseen und ist von hoher praktischer Relevanz. Eine bestimmte Menge an leicht gebranntem Magnesiumoxid-Rohpulver (oder fein gemahlenem Pulver) wird abgewogen und in einem festgelegten Verhältnis mit deionisiertem Wasser vermischt; das Gemisch wird gerührt und bei einer bestimmten Temperatur über unterschiedlich lange Zeiträume zur Reaktion gebracht. Die entstehende Suspension wird abgekühlt, vakuumfiltriert, gewaschen und bei 105 °C getrocknet, um das Magnesiumhydroxid-Produkt zu erhalten.
1) Unter Verwendung von leicht gebranntem Magnesiumoxid als Ausgangsmaterial und durch Steuerung der hydrothermalen Hydratationsbedingungen liefert ein einstufiges Verfahren hexagonales, plättchenförmiges Magnesiumhydroxid, das sich durch wohldefinierte Kristallformen, eine geringe Agglomerationsneigung und eine gleichmäßige Morphologie auszeichnet.
2) Bei der Herstellung von hexagonalem, plättchenförmigem Magnesiumhydroxid aus leicht gebranntem Magnesiumoxid sind Temperatur und Reaktionszeit entscheidende Faktoren, die das Wachstum der Kristallflächen beeinflussen; mit steigender Temperatur und zunehmender Reaktionszeit nimmt der Anteil der (101)-Fläche zu, während der der (001)-Fläche abnimmt, wodurch das Magnesiumhydroxid-Produkt in eine Richtung mit geringerer Polarität wächst.
3) Die Hydratationsgeschwindigkeit von Magnesiumoxid korreliert mit der Partikelgröße; kleinere Partikelgrößen führen zu schnelleren Hydratationsgeschwindigkeiten und einem geringeren Energieverbrauch, während gleichzeitig Magnesiumhydroxid mit relativ kleineren Partikelgrößen und einer gleichmäßigeren Partikelgrößenverteilung entsteht.