硅烷偶联剂对矿用聚氨酯/粉煤灰加固材料压缩强度的影响

针对煤矿井下岩体破碎,冒顶片帮等事故的发生,以聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、粉煤灰(FA)、阻燃剂TCPP、硅烷偶联剂(MPS)为基本原料,通过原味聚合法制备出聚氨酯/粉煤灰(PU/FA)加固材料。在此基础上,探究了最优的粉煤灰掺量及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)添加剂量。在最优条件下,通过扫描电镜和粒度分析仪,分别研究了PU/FA复合材料的微观形貌及粒度分布并进行对比。同时,研究了不同养护时间下PU、PU/FA-0%和PU/FA-2.5%对加固材料压缩强度的影响。结果表明:粉煤灰能有效填入聚氨酯基体中且当掺量为20%强度最优,添加2.5%的MPS不仅能有效促进粉煤灰颗粒的细化及在聚氨酯基体中的分散,还能进一步改善无机粉煤灰与有机聚氨酯两相间的界面性质与交联密度。     

以粉煤灰为骨料与矿用聚氨酯复配的研究

分别利用粉煤灰及采用硅烷偶联剂改性的粉煤灰作为填料加入矿用聚氨酯内,制得聚氨酯/粉煤灰复合材料,研究了粉煤灰作为骨料进行充填的可行性及粉煤灰改性前后对矿用聚氨酯材料的抗压强度和阻燃性能的影响。研究结果表明,粉煤灰完全可以作为填料充填至聚氨酯内部且50%含量的粉煤灰浓度最佳,硅烷偶联剂对粉煤灰的改性使其均匀分散在聚氨酯中,大大削弱了颗粒的团聚,且改性后的粉煤灰可以与聚氨酯形成化学交联结构,从而形成更加稳定的无机有机复配材料,使得聚氨酯/改性粉煤灰复合材料与聚氨酯/未改性粉煤灰相比较,其抗压强度显著提高。