防治煤矿火灾的凝胶材料制备及其性能研究
发布时间：2021-09-02 16:38
为解决矿用防灭火凝胶材料—传统水玻璃（WG）凝胶强度低、胶体易开裂等缺陷,开展试验,将高分子聚合物A与交联剂B引入WG凝胶中,制备出由水玻璃与高分子聚合物通过互穿网络而生成的A-B/WG复合凝胶;分析该复合凝胶的凝胶强度、封堵状况、微观形貌以及阻化性能等,揭示其防灭火性能。结果表明:高分子聚合物A的加入,明显增强了WG凝胶的强度与保水性,解决了矿用WG凝胶失水后开裂和粉碎问题;相比WG凝胶,A-B/WG复合凝胶具有更坚固、更紧密的缠接骨架结构;A-B/WG复合凝胶阻化率高达69.1%,比WG凝胶（14.7%）提高了3.7倍,同时,该复合凝胶能有效抑制煤的燃烧,防止煤的复燃。
【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(09)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高分子聚合物A化学结构式
1）针入深度分析。利用实验室自制试验装置（图2），将玻璃棒提升到距盛有胶体材料的容器杯口一定高度（约20 cm），让其垂直杯口正中心自由下落，利用玻璃棒一端针入胶体内部的深度判断胶体的强度。2）扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）分析。利用扫描电镜研究样品表面微观形态与结构。试验在室温下进行，加速电压为3.0 k V。在测试之前需要镀金（10 nm）处理样品。
测试过程为：将玻璃棒提升至距烧杯口约20 cm处，让其垂直烧杯正中心自由下落，利用玻璃棒一端针入胶体内部的深度来判断胶体的强度，凝胶强度大小与针入深度值成反比例关系，即针入深度值越小，凝胶强度越大。试验数据结果见表2。在WG凝胶体系中，玻璃棒落下后凝胶破碎，破碎后的凝胶成颗粒状，很难再愈合，针入深度为30.2 mm；当WG凝胶体系中加入质量分数0.1%高分子聚合物A后，玻璃棒针入的深度缩短至22.5 mm，凝胶的黏弹性随高分子聚合物A质量分数的增大而上升；当在A/WG凝胶中加入交联剂B，玻璃棒针入的深度明显变短，仅为13.3 mm，并且取出玻璃棒后，凝胶快速恢复原状且表面完整，表明该凝胶具有很好的弹性，受到外力作用不易破碎。2.3 封堵试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于均压通风方式的综采工作面防灭火技术研究[J]. 武兴贵. 当代化工研究. 2020(11)
[2]惰性气氛对煤自燃过程的竞争吸附差异性研究[J]. 娄和壮,贾廷贵. 中国安全科学学报. 2020(04)
[3]矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶特性研究[J]. 董凯丽,王俊峰,梁择文,石琪. 中国安全科学学报. 2020(01)
[4]采空区高位钻孔注浆防灭火浆液扩散特性研究[J]. 王立杰,王继仁,张勋,郭晓阳. 中国安全科学学报. 2019(10)
[5]漏风裂隙内无机固化泡沫浆液扩散特性研究[J]. 王涛,鲁义,施式亮,王刚,晏志宏. 中国安全科学学报. 2019(10)
[6]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[7]塑性凝胶防治煤自燃的特性研究[J]. 田昭军. 内蒙古煤炭经济. 2019(07)
[8]高分子水凝胶灭火剂黏附性改进与应用研究[J]. 汤华清. 中国安全科学学报. 2019(04)
[9]聚乙酸乙烯酯乳液复合阻化剂阻燃煤的试验研究[J]. 杜杰,邬剑明,唐一博,王俊峰. 中国安全科学学报. 2018(09)
[10]三相泡沫防灭火机理研究及应用[J]. 王川. 煤. 2018(01)
硕士论文
[1]煤矿用防灭火材料的制备与性能研究[D]. 苏健.北京工业大学 2016
[2]大柳塔矿复合煤层开采自燃火灾防治技术的研究与应用[D]. 刘超.太原理工大学 2009
本文编号：3379357
【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(09)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
高分子聚合物A化学结构式
1）针入深度分析。利用实验室自制试验装置（图2），将玻璃棒提升到距盛有胶体材料的容器杯口一定高度（约20 cm），让其垂直杯口正中心自由下落，利用玻璃棒一端针入胶体内部的深度判断胶体的强度。2）扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）分析。利用扫描电镜研究样品表面微观形态与结构。试验在室温下进行，加速电压为3.0 k V。在测试之前需要镀金（10 nm）处理样品。
测试过程为：将玻璃棒提升至距烧杯口约20 cm处，让其垂直烧杯正中心自由下落，利用玻璃棒一端针入胶体内部的深度来判断胶体的强度，凝胶强度大小与针入深度值成反比例关系，即针入深度值越小，凝胶强度越大。试验数据结果见表2。在WG凝胶体系中，玻璃棒落下后凝胶破碎，破碎后的凝胶成颗粒状，很难再愈合，针入深度为30.2 mm；当WG凝胶体系中加入质量分数0.1%高分子聚合物A后，玻璃棒针入的深度缩短至22.5 mm，凝胶的黏弹性随高分子聚合物A质量分数的增大而上升；当在A/WG凝胶中加入交联剂B，玻璃棒针入的深度明显变短，仅为13.3 mm，并且取出玻璃棒后，凝胶快速恢复原状且表面完整，表明该凝胶具有很好的弹性，受到外力作用不易破碎。2.3 封堵试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于均压通风方式的综采工作面防灭火技术研究[J]. 武兴贵. 当代化工研究. 2020(11)
[2]惰性气氛对煤自燃过程的竞争吸附差异性研究[J]. 娄和壮,贾廷贵. 中国安全科学学报. 2020(04)
[3]矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶特性研究[J]. 董凯丽,王俊峰,梁择文,石琪. 中国安全科学学报. 2020(01)
[4]采空区高位钻孔注浆防灭火浆液扩散特性研究[J]. 王立杰,王继仁,张勋,郭晓阳. 中国安全科学学报. 2019(10)
[5]漏风裂隙内无机固化泡沫浆液扩散特性研究[J]. 王涛,鲁义,施式亮,王刚,晏志宏. 中国安全科学学报. 2019(10)
[6]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[7]塑性凝胶防治煤自燃的特性研究[J]. 田昭军. 内蒙古煤炭经济. 2019(07)
[8]高分子水凝胶灭火剂黏附性改进与应用研究[J]. 汤华清. 中国安全科学学报. 2019(04)
[9]聚乙酸乙烯酯乳液复合阻化剂阻燃煤的试验研究[J]. 杜杰,邬剑明,唐一博,王俊峰. 中国安全科学学报. 2018(09)
[10]三相泡沫防灭火机理研究及应用[J]. 王川. 煤. 2018(01)
硕士论文
[1]煤矿用防灭火材料的制备与性能研究[D]. 苏健.北京工业大学 2016
[2]大柳塔矿复合煤层开采自燃火灾防治技术的研究与应用[D]. 刘超.太原理工大学 2009
本文编号：3379357
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3379357.html
