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摘要：本文聚焦于湖南豐富的鎂礦資源所制備的氫氧化鎂，探討其在礦用電纜護套中的應用及阻燃效能。通過對氫氧化鎂的特性分析、改性處理以及在電纜護套材料中的添加實驗，研究了不同含量和工藝條件下對電纜阻燃性能的影響。結果表明，合理利用湖南資源的氫氧化鎂能夠顯著提高礦用電纜護套的阻燃效果，滿足礦山等特殊環境下的安全需求，為開發高性能、環保型的礦用電纜提供了理論依據和實踐指導。

一、引言

礦用電纜作為礦山開采過程中傳輸電力和信號的重要載體，其安全性至關重要。由于礦山環境復雜，存在易燃易爆氣體、粉塵等因素，一旦發生火災，后果不堪設想。因此，提高礦用電纜的阻燃性能是保障礦山安全生產的關鍵之一。氫氧化鎂作為一種無毒、無味、無腐蝕性的無機阻燃劑，具有良好的熱穩定性和抑煙效果，逐漸成為電纜行業關注的焦點。湖南擁有豐富的鎂礦資源，為大規模生產高質量氫氧化鎂提供了得天獨厚的條件。本研究旨在深入探究基于湖南資源的氫氧化鎂在礦用電纜護套中的阻燃效能，以期為實際生產應用提供參考。

二、實驗材料與方法

（一）實驗原料

1. 氫氧化鎂：取自湖南某鎂礦企業生產的工業級氫氧化鎂粉末，粒徑均勻，純度較高。對其進行表面改性處理，以增強與聚合物基體的相容性。

2. 聚合物基材：選用常用的電纜護套材料如聚氯乙烯（PVC）、低密度聚乙烯（LDPE）等作為基礎樹脂。

3. 其他助劑：包括增塑劑、穩定劑、潤滑劑等，用于調節材料的加工性能和使用性能。

（二）試樣制備

按照一定的配方比例，將經過改性后的氫氧化鎂與聚合物基材及其他助劑在高速混合機中充分混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機熔融共混造粒，再經注塑機注射成型為標準試樣。改變氫氧化鎂的添加量，制備一系列不同配比的試樣，以便對比研究其對阻燃性能的影響。

（三）測試方法

1. 垂直燃燒試驗：依據相關國家標準，采用垂直燃燒測試儀對試樣進行測試，記錄燃燒時間、損毀長度等參數，評估材料的阻燃等級。

2. 氧指數測定：使用氧指數儀測量試樣在特定條件下維持燃燒所需的最低氧氣濃度，氧指數越高，表明材料的阻燃性能越好。

3. 錐形量熱儀測試：利用錐形量熱儀模擬真實火災場景下的熱釋放情況，獲取材料的熱釋放速率、總放熱量、煙密度等數據，全面評價其燃燒行為。

三、結果與討論

（一）氫氧化鎂含量對阻燃性能的影響

隨著氫氧化鎂含量的增加，試樣的垂直燃燒時間和損毀長度明顯縮短，氧指數逐漸提高。當氫氧化鎂添加量達到一定值時，材料的阻燃等級顯著提升。這是因為氫氧化鎂在受熱分解時會吸收大量的熱量，降低體系溫度，同時釋放出結晶水蒸氣，稀釋可燃性氣體濃度，并在材料表面形成一層致密的保護層，阻止氧氣進一步侵入，從而起到良好的阻燃作用。然而，過量添加氫氧化鎂可能會導致材料的力學性能下降，因此在實際應用中需要權衡阻燃效果與力學性能之間的關系。

（二）表面改性對阻燃效能的影響

未經改性的氫氧化鎂與聚合物基體的界面結合較差，容易團聚，影響其在材料中的分散性和阻燃效果。經過表面改性后，氫氧化鎂的表面活性增強，能夠更好地分散在聚合物基體中，提高了兩者的相容性。實驗結果顯示，改性后的氫氧化鎂使材料的阻燃性能得到進一步提升，且在保持較好力學性能的前提下實現了更高的阻燃效率。這表明表面改性是優化氫氧化鎂阻燃效果的重要手段之一。

（三）與其他阻燃劑協同作用的研究

為了進一步提高礦用電纜護套的綜合阻燃性能，還考察了氫氧化鎂與其他常用阻燃劑如紅磷、硼酸鋅等的協同效應。研究發現，適量添加這些協同阻燃劑可以產生“1 + 1 > 2”的效果，使材料的阻燃性能大幅增強。例如，紅磷能夠在燃燒初期迅速形成磷酸酯覆蓋層，與氫氧化鎂共同發揮作用，延緩材料的熱分解；硼酸鋅則可以在高溫下分解生成玻璃態物質，封閉氣孔，減少煙霧釋放。通過合理搭配不同阻燃劑的種類和用量，可以開發出具有優異阻燃性能和低煙毒性的礦用電纜護套材料。

四、結論

基于湖南資源的氫氧化鎂經過適當的表面改性和配方優化后，在礦用電纜護套中表現出良好的阻燃效能。其不僅能夠有效抑制火焰蔓延，降低熱釋放速率和煙密度，還能在一定程度上保持材料的力學性能。通過與其他阻燃劑的協同作用，可以進一步提升礦用電纜護套的綜合阻燃性能，滿足礦山等嚴苛環境下的安全要求。本研究成果為充分利用湖南豐富的鎂礦資源開發高性能、環保型礦用電纜提供了有力的技術支持，具有廣闊的應用前景和社會經濟效益。未來，還可以繼續深入研究氫氧化鎂在電纜領域的應用拓展，如探索其在特種電纜、智能電纜等方面的潛力，推動我國電纜行業的技術進步和發展。