編號(hào)：CYYJ043480
篇名：Al3+交聯(lián)的聚丙烯酸鈉凝膠防滅火特性
作者：王建國(guó) 趙一帆 許娟娟 高喜才
關(guān)鍵詞： 煤自燃 聚合物凝膠 熱穩(wěn)定性 離子交聯(lián) 防滅火性能
機(jī)構(gòu)： 西安科技大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院 西安科技大學(xué)西部礦井開采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 西安科技大學(xué)能源學(xué)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(jià)態(tài)金屬離子發(fā)生分子交聯(lián)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(tuán)3個(gè)方面分析Al3+聚合物凝膠的阻化機(jī)理,首先利用恒溫干燥箱和熱重試驗(yàn)測(cè)試凝膠在不同溫度條件下失水率、質(zhì)量及特征溫度點(diǎn)變化情況;其次利用程序升溫氣相色譜法對(duì)升溫過程中的氣相產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行氣體阻化率計(jì)算和活化能氧化動(dòng)力學(xué)分析;最后利用紅外光譜儀研究聚合物凝膠對(duì)煤分子中官能團(tuán)的影響。結(jié)果表明:Al3+與聚丙烯酸鈉交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(diǎn)均出現(xiàn)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(yīng)所需的活化能以及降低參與煤氧反應(yīng)官能團(tuán)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(jié)果以期為高分子材料在煤火災(zāi)害治理方面的應(yīng)用及發(fā)展提供一定的參考。
