氢氧化镁晶须：制备、特性分析与改性研究综述

氢氧化镁晶须（MHW），以其卓越的物理化学特性，在多个领域如增强材料、阻燃和吸附等领域展现出巨大潜力。这些晶须不仅具备高强度和高模量，还具有良好的热化学稳定性，能够显著提升复合材料的综合性能。然而，未经改性的氢氧化镁晶须在聚合物基体中的分散性和相容性不足，限制了其性能的最大化。因此，深入研究氢氧化镁晶须的制备技术、特性分析及改性方法显得尤为关键。

实验材料与方法

材料

• 原料：氢氧化镁、氯化镁、硫酸镁、氢氧化钠、氨水等。
• 改性剂：硅烷偶联剂、硬脂酸、聚乙烯醇等。

制备方法

1. 水热法：通过在高压环境中控制温度和压力，促进氢氧化镁晶须的生长。
2. 共沉淀法：在特定pH值下混合镁盐和碱性物质，调节反应条件以控制晶须生长。
3. 模板法：利用有机模板剂引导晶须的定向生长，提高形貌一致性。

改性方法

• 表面化学改性：使用硅烷偶联剂和硬脂酸，通过化学键合改善晶须与聚合物的相容性。
• 物理改性：通过机械共混和超声波处理，提高晶须在基体中的分散性。

表征方法

• 形貌表征：利用SEM和TEM观察晶须的形貌特征。
• 结构表征：通过XRD和FTIR分析晶须的晶体结构和表面官能团。
• 性能表征：通过TGA和各类力学及阻燃性能测试，评估晶须的性能。

结果与讨论

晶须形貌

• 水热法和共沉淀法制备的晶须具有较长的长度和较细的直径，形貌较为规整。
• 模板法制备的晶须形貌一致性更高，但成本和制备复杂度也相应增加。

改性效果

• 硅烷偶联剂改性显著提升了晶须与聚合物基体的界面相容性，从而增强了复合材料的力学性能。
• 硬脂酸改性改善了晶须在有机基体中的分散性，进一步提升了复合材料的阻燃性能。

性能提升

改性后的氢氧化镁晶须在复合材料中展现出更好的分散性，有效提升了材料的机械强度和阻燃性能。