微波聚合复合型抑尘剂的机理及性能研究

发布时间：2020-06-15 12:40

【摘要】：散煤储运扬尘问题一直是国家和煤炭行业治理的重要环节,运煤列车运输途中、露天储煤场形成的扬尘都会造成散煤的大量散失,同时也对周边土地、空气环境形成严重污染。基于此,开发出可有效抑制煤尘飞扬的化学抑尘剂是解决此类问题的重要方法。本文以微波聚合结合传统的溶液聚合,选用无机矿物膨润土复合多种功能助剂,制备了一种新型微波聚合复合型抑尘剂。并对其理化性质、室内外应用性能作了一系列表征。该材料集润湿、粘结、吸水、保湿于一体,自然条件下易降解、材料来源广,且抑尘效果良好。同时为抑尘剂的下一步应用推广奠定了基础,拓宽了研究新思路。本文主要的研究结论如下:(1)以单体质量损失率、煤尘沉降时间、吸湿率和接枝率为实验指标,得到了成膜组分、润湿组分、交联组分和反应温度的单体实验范围;通过直观分析、方差分析,以失水率、吸湿率和pH值为实验指标,确定了抑尘剂的最佳配方:成膜组分1.0%、润湿组分0.7%、交联组分1.0%和反应温度35℃;经对比分析,确定抑尘剂的最佳喷洒固含量为3%。(2)抑尘剂的固含量至少在5%以上;当放置温度为25~30℃,黏度值在9~10 mPa·s之间;抑尘剂的平均接枝率为82.04%;SEM结果显示,反应生成了网络状高聚物分子;XRD图谱中终产物的特征衍射峰明显变宽,结晶度升高,且在某些峰位上生成了强度较强的非晶峰;FTIR谱图中-OH、Si-O等特征伸缩振动峰反应前后发生明显变化,以上均表明接枝共聚反应的成功;对比微波辐射前后SEM、XRD、FTIR的变化,可知微波辐射进一步促进了反应的完全;根据TG-DTG实验结果,抑尘剂的最大热解温度为217℃。(3)抑尘剂的有效抑尘时间为3天;抑尘剂的室内模拟有效抗雨蚀次数为3次;吹蚀风速为10 m/s时,喷洒抑尘剂的固化层风蚀率仅为5.84%;抑尘剂喷洒30天后,降解速率明显加快;抑尘剂对煤尘的浸入主要发生在喷洒后的前15 min;经过15次的冻融实验,固化层风蚀率较为稳定,证明抑尘剂具备在重复冻融环境下生存的能力。(4)无论是全尘浓度还是呼吸性粉尘浓度,抑尘剂的抑尘效果都远高于清水;相同条件下,在散煤堆表面喷洒清水后,全尘浓度下降率为60.09%,呼吸性粉尘浓度下降率为46.15%;而在散煤堆表面喷洒抑尘剂后,全尘浓度下降率为92.96%,呼吸性粉尘浓度下降率为84.62%;在30天的露天放置过程中,形成的固化层稳定性良好。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD714.4

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