煤矿用微胶囊材料防灭火性能研究

发布时间：2020-03-20 06:43

【摘要】：目前煤矿防灭火材料(如惰性气体、阻化剂)在防治内因火灾中起到十分重要作用,但也有着自身不可避免的局限性,难以满足未来人们对煤矿防灭火材料提出的更高要求。其中,采用灌浆材料灭火时所需注入量很大,后期排水排污工作难度高;惰性气体对火区的漏风量有较高的条件;阻化剂以粉末状态注入火区时难以均匀分布在煤体表面,以其水溶液注入时则易流失。本文研究了以三聚氰胺甲醛树脂为囊材的微胶囊化聚磷酸铵防灭火性能,为其现场应用提供依据,同时也为防灭火材料的研究提供了一个新的方向。通过扫描电镜、热同步分析、傅里叶红外光谱等实验,表征了微胶囊材料的表面形貌和粒径,测试了微胶囊材料的吸湿率、官能团及热分解过程,分析了微胶囊材料的抑制作用,实验结果表明:微胶囊材料在湿度为85%-95%的空气条件下的吸湿率仅为3.56%,粒径不大于20μm,分解温度为151.1℃。通过傅里叶红外光谱实验,研究了在升温过程中微胶囊材料对煤分子活性官能团的影响,微胶囊材料能够降低煤体羟基、脂肪烃数量,加强芳香烃骨架上的侧链、含氧官能团和各类不稳定环烃的稳定性和甲氧基中的-CH_3/-CH_2-稳定性,延缓煤氧化升温进程。通过同步热分析实验,研究了微胶囊材料对煤体特征温度、放热量等参数的影响规律,结果表明:微胶囊材料可以有效提高煤体的着火温度、最大失重速率温度、最大放热速率温度,减小煤样的失重率、失重速率、放热速率、放热量,增加煤样吸热量;在同种煤样中,煤与微胶囊材料质量比为4:1时,对煤样氧化过程的阻化效果最好。通过构建高温燃烧煤堆实验台,研究微胶囊材料的灭火性能,结果表明:微胶囊材料使用浓度为718.4g/m~2时,微胶囊材料灭火时间最短,煤体表面降温速率最大,对煤体的灭火效果最好;在使用量相同时,与水相比,胶囊材料灭火时间更短,煤堆表面降温速率更大,其灭火效果更好。
【图文】：

图 2.1 微胶囊材料实物图 图 2.2 微胶囊材料 SEM 图像2.3 微胶囊材料吸湿率短链聚磷酸铵由于其相对分子质量较小，存在着以下问题是：在常温潮湿空气中聚磷酸铵因具有较强的吸湿能力而吸收空气中的水分，导致其发生潮解；遇到水时会发生(a) 1000 倍 (b) 5000 倍

图 2.1 微胶囊材料实物图 图 2.2 微胶囊材料 SEM 图像2.3 微胶囊材料吸湿率短链聚磷酸铵由于其相对分子质量较小，，存在着以下问题是：在常温潮湿空气中聚磷酸铵因具有较强的吸湿能力而吸收空气中的水分，导致其发生潮解；遇到水时会发生(a) 1000 倍 (b) 5000 倍
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD752.2

【参考文献】

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本文编号：2591411