環(huán)氧樹(shù)脂是一種性能優(yōu)異的高分子材料，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電器、電子、航空、航天、化工、交通運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域。然而，環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)較低，屬于易燃材料，其易燃性和離火后持續(xù)自燃的特性極大地限制了其應(yīng)用。為了提升環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能，環(huán)保型阻燃劑——碳酸鎂在環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用正逐漸受到行業(yè)內(nèi)外的廣泛重視和關(guān)注。
碳酸鎂是一種白色固體粉末，無(wú)臭、無(wú)味，難溶于水，但易溶于酸。它具有良好的熱穩(wěn)定性、無(wú)毒、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體和不產(chǎn)生二次污染等特性。此外，碳酸鎂的價(jià)格相對(duì)低廉，是一種性價(jià)比較高的阻燃劑。將碳酸鎂添加到環(huán)氧樹(shù)脂中，可以有效改善其阻燃性能。隨著碳酸鎂添加量的增加，環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)也逐漸提高。研究表明，當(dāng)碳酸鎂的添加量達(dá)到一定比例時(shí)，可以使環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)顯著提高，從而達(dá)到阻燃的效果。具體來(lái)說(shuō)，碳酸鎂在環(huán)氧樹(shù)脂中的阻燃作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：稀釋作用：碳酸鎂在燃燒過(guò)程中會(huì)分解產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣，這些氣體能夠稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，降低燃燒反應(yīng)的速率和強(qiáng)度。冷卻作用：碳酸鎂分解吸熱，能夠降低燃燒區(qū)域的溫度，減緩燃燒反應(yīng)的進(jìn)行。隔離作用：碳酸鎂分解產(chǎn)生的固體殘?jiān)軌蚋采w在燃燒物的表面，形成一層隔離層，隔絕空氣和熱量，阻止燃燒反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。催化阻燃作用：碳酸鎂分解產(chǎn)生的活性氧化鎂能夠催化環(huán)氧樹(shù)脂的熱氧交聯(lián)反應(yīng)，生成一種穩(wěn)定的含炭的殘余物。這種殘余物具有強(qiáng)大的吸附力，能夠吸附燃燒產(chǎn)生的炭顆粒，降低燃燒反應(yīng)的速率。
研究表明，將碳酸鎂添加到環(huán)氧樹(shù)脂中，當(dāng)添加量為56.5%時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)可達(dá)到29.7%，比未添加碳酸鎂的環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)（19.8%）有顯著提高。同時(shí)，隨著碳酸鎂添加量的增加，環(huán)氧樹(shù)脂的熱分解終止溫度也降低了約100℃，表明碳酸鎂的加入能夠降低環(huán)氧樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性，從而有利于其阻燃性能的提高。
