聚丙烯酸/海藻酸钠水凝胶的制备及其性能研究

通过互穿网络聚合技术,制备了聚丙烯酸/海藻酸钠高吸水性水凝胶,并研究了丙烯酸含量、反应温度、CaCl_2含量等对水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,当丙烯酸质量分数为10%,反应温度为80℃,CaCl_2质量分数为0.5%,海藻酸钠与丙烯酸的质量比为1.5:8时,所制备的水凝胶具有很好的溶胀性能和力学性能,对pH及盐浓度敏感、自然降解速度慢.     

膨润土/丙烯酸聚合物吸水保水剂合成及性能研究

对膨润土/丙烯酸聚合物复合吸水保水剂研究结果表明,膨润土/丙烯酸吸水保水剂的最佳制备条件为:交联剂、膨润土、引发剂用量分别占单体质量的0.05%、15%、0.45%,反应温度为75℃,中和度为90%;在最佳条件下制备的膨润土/丙烯酸吸水保水剂的饱和吸蒸馏水倍率最高为796g/g;保水剂在室温下(25℃,湿度为77%)24h的水分蒸发量小于9%,而在60℃的水浴锅中10h水分蒸发99.72%;在转速4000r/min下离心10min保水率为57.4%,不同离心转速下,保水能力差异较小,该保水剂有较好的吸水保水性能,可广泛用于荒漠治理.     

矿用超吸水防灭火凝胶制备及性能研究

为了封堵煤层裂隙，减少采空区漏风，降低煤体温度，从根本上抑制煤炭氧化过程；以羧甲基纤维素钠为基体、丙烯酰胺和丙烯酸为单体，在引发剂和交联剂作用下，采用交联法接枝聚合成一种超吸水防灭火凝胶材料；对凝胶进行了红外光谱分析、热重分析、扫描电子显微分析等表征手段，并测试了其防灭火性能。结果表明：凝胶内部具有多孔微观结构，表面结构致密可锁住水分，吸水倍率最高可达420，耐盐倍率56，保水性和填充密闭性好，阻化率大于45%，能够携带大量水分对顶板煤层及采空区进行防灭火，应用场景广泛。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蛭石高吸水保水复合材料的合成与性能研究

以膨胀蛭石(EVMT)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,通过水溶液聚合法制得了聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蛭石高吸水保水复合材料.研究了蛭石的添加量、丙烯酰胺用量、中和度、引发剂用量以及交联剂用量等对吸水率的影响.得到的最佳反应条件为:中和度为70%.丙烯酰胺、蛭石、引发荆和交联剂量分别为丙烯酸单体质量20%、12%、0.8%和0.12%.结果表明,蛭石加入量为12%时,复合材料的吸水和保水性能明显得到增强.     

无氨凝胶阻化性能研究

针对目前煤层自燃防灭火常用的复合凝胶在形成过程中会产生大量有毒、有刺激性气味氨气的问题,研制了一种由水玻璃、lewis酸胶凝剂和膨润土、海泡石等吸水性矿物保水剂组合形成的无氨凝胶新型无毒防灭火材料,对其阻化性能进行了实验,验证了无氨凝胶在防灭火性能方面的优越性。     

矿用新型温敏水凝胶的制备及防灭火性能研究

煤炭自燃仍然是煤矿防灭火的一大安全隐患,为了防止煤炭自燃,研究制备了一种矿用新型温敏水凝胶。以木聚糖和羧甲基纤维素为基体,与N-异丙基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在超声波震荡下进行自由基共聚合得到最终产物。实验结果表明：生成的水凝胶在低温下流动性强,遇到高温后发生相变黏度增大、体积缩小并排出凝胶中的水分。能够更加高效地对易自燃煤体进行冷却、覆盖、封堵,克服了传统水凝胶黏度大、流动性差、容易堵塞管道的缺点。通过红外光谱、热重实验和扫描电镜对产物的微观结构进行了分析。并通过黏度和抑制率测定实验对该凝胶的性能进行了测试,证明该水凝胶温度响应性强,灭火效果显著。     

新型矿井凝胶防灭火材料的特性试验研究

随着煤矿开采节奏的加快,巷道变深,工作面变高,采空区遗煤或高瓦斯的存在,加大了煤层自燃的可能,而现有的各类矿井防灭火材料又有较多的缺陷,研发新型矿山防灭火材料十分必要。通过试验对凝胶材料的种类及配比进行了参数测试,最终得到新型凝胶防灭火材料的最佳配比为:发泡剂选取烷基磺酸盐与烷基苯磺酸钠质量比为1:1,浓度取4‰;稠化剂与交联剂质量比为5:5,浓度取3‰。采用此配比配置的浆液可泵性好,并且具有较高的成泡性,泡沫质量稳定,灭火效果较好。     

膨润土/聚丙烯酰胺吸水性复合材料的研究进展

本文简述了高吸水性树脂以及无机/聚合物高吸水性复合材料的研究现状,着重介绍了膨润土/聚丙烯酰胺复合材料制备的主要方法和制备工艺条件对材料性能的影响,探讨了其吸水膨胀机理.在此基础上,展望了膨润土/聚丙烯酰胺复合材料的应用前景.     

微波辅助羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺/膨润土复合保水剂的研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂,过硫酸钾为引发剂,利用微波辅助合成羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺/膨润土复合保水剂.研究纤维素与单体的配比、膨润土添加量、引发剂用量、交联剂用量、中和度及单体质量比对吸水率的影响,通过XRD和IR表征复合保水剂的微观特征.结果表明,膨润土在聚合物中能较好分散,复合保水剂吸自来水倍率达523 g/g,吸0.9％生理盐水倍率达84g/g.该保水剂有较好的吸水保水性能.     

膨胀型凝胶在阳煤五矿8421综放工作面的应用研究

膨胀型凝胶防灭火技术能把泡沫的扩散堆积性能、凝胶的固水覆盖性能、氮气良好的惰化窒息性能和水浆的吸热降温性能进行有机结合。以阳煤五矿8421工作面撤架期间的井下参数为基础,确定注膨胀凝胶应用制备参数,最终形成一套适用于阳泉矿区可靠的膨胀凝胶防灭火技术及工艺,为煤矿的安全生产提供保障。     

新型交联聚丙烯酰胺/膨润土复合防水材料的研究

使用过氧化物-叔胺氧化还原引发剂体系在室温条件下快速合成交联聚丙烯酰胺/膨润土复合材料。该复合材料中膨润土的含量可达到70%, 其吸水膨胀速度快, 浸水24 h后, 吸水体积膨胀率可达到其最大吸水体积膨胀率的80%以上, 吸水体积膨胀率较高, 吸水膨胀后不开裂, 不分散, 可以被用做吸水膨胀类型防水材料。影响其吸水体积膨胀率的主要因素是膨润土的含量。使用X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)和热重(TG)对复合材料的结构进行了表征和分析, 结果表明, 膨润土在聚合过程中除了层间距有所增大外, 基本结构不变, 而且分散度提高; 吸水性复合材料的热稳定性提高。     

泡沫凝胶防治煤炭自燃的特性与机理

针对现有煤矿防灭火技术存在的不足,提出并研发了泡沫凝胶防灭火技术。阐述了泡沫凝胶防灭火技术的特点,并通过固水特性实验、扩散模拟实验以及封堵漏风实验研究了泡沫凝胶的防灭火特性,研究结果证明泡沫凝胶兼有良好的固水、扩散、覆盖和封堵漏风通道的防灭火优点;建立了采空区浮煤自燃的动力学模型,结合模型分析了泡沫凝胶的大面积扩散覆盖、固水降温、封堵漏风、降低氧气浓度的采空区煤自燃防治机理,并将该技术在煤矿现场进行了实际应用,结果表明该技术能有效地防治采空区煤炭自燃。     

杭锦土/P(AA-AM)复合高吸水树脂合成实验研究

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾/亚硫酸钠为引发剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,采用微波法合成杭锦土聚合丙烯酸钠-丙烯酰胺复合高吸水树脂。研究结果表明,当杭锦土添加量为50%,AM∶AA比例为25%,交联剂用量为0.05%,引发剂用量为8%,NaOH中和度为85%时,该复合材料具有最大吸水倍率,其吸蒸馏水和自来水倍率分别为628.88g/g和121.92g/g。     

基于膨润土的反相悬浮聚合法合成高吸水树脂的工艺研究

采用反相悬浮聚合法,以膨润土、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为主要原料,司班80作为分散剂,环己烷为分散介质,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,进行合成高吸水树脂的工艺研究;通过单因素和正交实验研究了反应单体浓度、交联剂、引发剂以及膨润土的添加量对高吸水树脂吸水性能的影响。结果表明,AA和AM单体的摩尔比为1∶2.0,引发剂0.9%,交联剂0.04%,膨润土添加量为10%,反应温度控制在65℃~75℃之间,反应时间为4~5h的合成条件为最佳,树脂吸蒸馏水达到595g/g,吸盐水达71g/g。     

壳聚糖改性膨润土及其对水中Pb2+的吸附性能

用壳聚糖改性膨润土,制备了一系列不同原料配比的改性膨润土,运用扫描电镜、红外光谱和X-衍射对其结构进行表征,表征结果表明,壳聚糖吸附在膨润土的表面,形成了复合吸附剂.考察了壳聚糖改性膨润土对水中Pb2+吸附性能,通过单因素影响吸附实验,确定了壳聚糖改性膨润土吸附水中Pb2+的适宜反应条件.实验结果表明:当Pb2+初始浓度为20mg/L时,膨润土和壳聚糖质量比为1︰0.01,反应时间为45min,pH值为5.5,吸附剂用量为1g/L,Pb2+去除率达到90%以上.与膨润土相比,吸附性能得到了很大的提高.运用Langmuir和Freundlich方程对该吸附过程进行拟合,吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附等温式.经多次再生,吸附容量基本不变.通过计算不同温度下各热力学参数△G,△H,△S的值,表明该吸附过程是一个自发的吸热过程.     

环境矿物材料对吸水树脂性能的影响

利用三种环境矿物材料(杭锦土,膨润土,硅藻土)合成了吸水树脂,测定了各类吸水树脂的凝胶强度、老化率、吸水倍数和失水速率等性能,并通过矿物粒径分析和三种树脂SEM分析得出:与未添加矿物的树脂相比,三种分别添加了10%的膨润土、杭锦土和硅藻土的吸水树脂具有较高的吸水倍数和较低的失水速率,且与膨润土和硅藻土相比杭锦土合成的吸水树脂具有更大的凝胶强度、更低的老化率、更高的吸水倍数.     

丙烯酸盐/膨润土/淀粉共聚复合高吸水材料制备研究

以复合丙烯酸盐、膨润土和淀粉等为原料,用水溶液交联共聚法制备复合高吸水树脂材料,研究了引发剂、膨润土添加量、交联剂用量等因素对材料吸水量的影响。     

偏铝酸钠作为煤矿防灭火凝胶促凝剂技术可行性探讨

凝胶防灭火技术在煤矿防灭火工作中得到广泛运用,通过配比实验,利用偏铝酸钠替代碳酸氢铵作煤矿防灭火凝胶促凝剂,能够消除碳酸氢铵作促凝剂产生的氨气,且凝胶性能同样达到了防灭火的要求,防灭火效果显著。     

膨润土-淀粉-丙烯酸复合高吸水树脂的制备

以钙基膨润土、淀粉、丙烯酸为原料,采用水溶液聚合法制备耐盐性复合高吸水性树脂,考察了单体配比、膨润土用量、中和度、交联剂用量、引发荆用量、反应温度对产品性能的影响;得到了最佳聚合反应条件:淀粉在85℃下糊化0.5h,淀粉与丙烯酸的比例为0.2,交联剂的用量为0.01 5%,引发剂用量为0.2%,膨润土用量为3.0%,中和度为75%,反应温度为40℃;在此条件下制备的高吸水性树脂的纯水吸收倍率为406.66g/g树脂,盐水吸收倍率为56.01g/g.主要实验因素对产品性能影响大小的排序为:中和度>淀粉与丙烯酸配比>膨润土用量>交联荆用量.     

多元新型高吸水性复合材料的制备及性能研究

在室温下制备出互穿网络的多元复合新型高吸水性复合材料,不仅降低了其生产成本,而且有利于大规模生产。通过水溶液氧化还原常温聚合体系,以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,添加硅藻土,同时加入聚乙烯醇为交联改性剂,在室温下制取了硅藻土高吸水性复合材料。通过正交实验得到的复合材料其吸蒸馏水倍率达1 423 g/g,吸0.9%盐水的倍率达106g/g,并以最优组合为基础,通过单因素实验着重研究了引发剂、交联剂、中和度等对吸水倍率的影响,结果表明当引发剂的用量为0.30%~0.40%,交联剂的添加量为0.04%~0.06%,中和度为75%时,复合材料的吸水性能最好。