編號：CYYJ043480
篇名：Al3+交聯的聚丙烯酸鈉凝膠防滅火特性
作者：王建國 趙一帆 許娟娟 高喜才
關鍵詞： 煤自燃 聚合物凝膠 熱穩(wěn)定性 離子交聯 防滅火性能
機構： 西安科技大學安全科學與工程學院 西安科技大學西部礦井開采及災害防治教育部重點實驗室 西安科技大學能源學院
摘要： 為解決傳統(tǒng)礦用防滅火凝膠保水性能差、受熱易分解等問題,基于高分子材料聚丙烯酸鈉易與高價態(tài)金屬離子發(fā)生分子交聯從而凝膠化的特性,研制出一種耐高溫、高保水的新型Al3+聚合物防滅火凝膠。從熱穩(wěn)定性、阻化效果及官能團3個方面分析Al3+聚合物凝膠的阻化機理,首先利用恒溫干燥箱和熱重試驗測試凝膠在不同溫度條件下失水率、質量及特征溫度點變化情況;其次利用程序升溫氣相色譜法對升溫過程中的氣相產物進行檢測,根據檢測結果進行氣體阻化率計算和活化能氧化動力學分析;最后利用紅外光譜儀研究聚合物凝膠對煤分子中官能團的影響。結果表明:Al3+與聚丙烯酸鈉交聯形成的三維網絡結構使凝膠具有良好的熱穩(wěn)定性,在150℃恒溫條件下加熱12 h,最大失水率為42.9%,凝膠阻化煤樣其特征溫度點均出現不同程度的延后;凝膠阻化后的煤樣CO氣體的生成量大幅度減少,最大CO阻化率為76.76%;凝膠能通過提高煤氧反應所需的活化能以及降低參與煤氧反應官能團的含量來降低煤的自燃傾向性,活化能最大增幅為14.6%。研究結果以期為高分子材料在煤火災害治理方面的應用及發(fā)展提供一定的參考。
