草酸盐和碳酸氢盐抑制聚乙烯粉尘爆炸特性

为研究草酸盐和碳酸氢盐抑制聚乙烯粉尘爆炸特性,选取NaHCO₃、KHCO₃、Na₂C₂O₄和K₂C₂O₄四种粉体,从火焰结构和火焰传播速度两方面分析其对聚乙烯粉尘爆炸的抑制性能,并结合抑爆粉体的理化性质分析抑爆机理。结果表明,四种抑爆粉体均可抑制聚乙烯粉尘爆炸火焰传播,且抑制效果随抑爆粉体浓度增加而增强。相同条件下,抑爆性能KHCO₃>NaHCO₃>K₂C₂O₄>Na₂C₂O₄,即钾盐粉体抑爆性能优于具有相同酸根离子的钠盐,碳酸氢盐粉体抑爆性能优于具有相同金属离子的草酸盐。另外,结合抑爆粉体热解特性测试及爆炸产物分析,探究了四种抑爆粉体的抑爆机理及离子构成带来的抑爆性能差异性原因。     

MPP抑制铝镁合金粉尘爆炸微观机理研究

铝镁合金在抛光打磨过程中,存在一定的粉尘爆炸危险性。为了减小铝镁合金粉尘爆炸事故的危害,选取三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对铝镁合金粉尘的抑爆特性进行研究。利用20 L爆炸球及热分析实验,分析MPP对铝镁合金粉尘爆炸特性的抑制效果。结合爆炸产物化学成分分析和官能团变化情况,分析MPP抑制铝镁合金粉尘爆炸机理。研究结果表明,70%(质量)的MPP添加量的铝镁合金粉尘可实现完全抑爆。MPP分解反应本身为吸热反应,生成惰性气体NH₃、H₂O和CO₂,降低了反应体系的氧浓度。抑爆过程中,聚磷酸本身还原成磷酸,反应生成物可与活性基团反应。MPP抑制Al氧化生成AlO基团的效果,明显优于其抑制Mg的氧化反应。研究结果为铝镁合金粉尘事故工业预防提供数据支撑及理论依据。     

聚碳硅烷粉尘爆炸特性研究

聚碳硅烷是应用于航天、航空等尖端技术中的高性能新型材料之一,对于聚碳硅烷粉尘的火灾爆炸特性还未有相关研究报告。按照相应国家测试标准,采用20 L球形粉尘爆炸测试实验系统,测定得出聚碳硅烷粉尘最大爆炸压力为0.872 MPa,最大爆炸压力上升速率为120 MPa/s,最大爆炸指数为32.57 MPa·m/s。与《工贸行业重点可燃性粉尘目录》(2015版)中明确有最大爆炸压力、最大爆炸指数的44种粉尘相比,聚碳硅烷粉尘最大爆炸压力不算大,但最大爆炸指数较大,说明聚碳硅烷粉尘爆炸时爆炸压力不算太大,但爆炸时却非常猛烈。     

惰性气体对粉尘爆炸泄放特性影响的实验研究

爆炸泄放和爆炸抑制是工业上降低粉尘爆炸危害性的两个重要手段,同时实现粉尘爆炸抑制和泄放共同作用的效果值得关注。基于标准20 L球形粉尘爆炸装置侧向开泄放口,实验研究不同泄放口径和静态动作压力时CO₂/N₂对石松子粉泄放过程压力的影响,采用热重分析法分析了石松子粉尘分别在CO₂、N₂氛围的热重变化。结果表明,在20 mm泄放口径时,随着CO₂/N₂浓度的增加,泄放压力的降低幅值逐渐增大,且CO₂对粉尘爆炸泄放最大超压的减小效果要优于N₂。泄放压力值随着CO₂浓度的增加基本呈线性降低,当体系中的CO₂和N₂浓度增加到10%时对体系泄放压力值的降低效果开始趋于一致。对于40 mm泄放口径,添加相同浓度的CO₂体系泄放压力值要略低于N₂,降低幅值为6%~8%。对于60 mm泄放口径,CO₂/N₂两者抑制效果差别不大,且在添加浓度不超过8%时对体系泄放压力值的降低幅值影响较小。通过TGA曲线可以发现,在N₂气氛和CO₂气氛的热流条件中,石松子粉的热解过程在370℃左右开始出现明显的差异,CO₂气氛中石松子粉的热解速率要快于其在N₂气氛中的,因此在这个过程中CO₂的存在一定程度上会促进石松子粉的热解,随着热解温度进一步提升,CO₂对石松子粉热解的抑制效果开始逐渐体现。     

硫磺粉尘爆炸特性研究

为研究硫磺粉尘爆炸危险性,采用哈特曼管式爆炸测试装置与20 L球爆炸测试装置对常温常压下不同粒径的硫磺粉尘爆炸特性参数进行了测试和评估,得到了不同粒径硫磺粉尘的最小点火能、爆炸下限质量浓度和爆炸指数,根据实验结果对硫磺粉尘危险性进行了分级。结果表明,70~850 μm不同粒径的硫磺粉尘最小点火能在0.144~125 mJ,且随着粒径的减小而降低;45~375 μm不同粒径的硫磺粉尘爆炸极限质量浓度在15~20 g/m3,且随着粉尘粒径的减小而降低;45~375 μm不同粒径的硫磺粉尘最大爆炸指数在34.46~39.87 MPa·m/s,且随着粒径的减小而增大,其粉尘爆炸危险性等级为St3。     

油气爆炸抑制技术研究进展

分别从阻隔爆、抑爆和泄爆三个方面介绍了国内、外油气爆炸抑制技术的研究现状和研究成果,分析了油气爆炸抑制技术研究的发展趋势。     

PMMA成膜特性的研究

研究了PMMA膜的成膜方法、成膜特性以及作为气敏材料的应用。实验结果表明,PMMA的表面粗糙度与转速密切相关,转速越大,表面粗糙度越小。PMMA的膜厚符合液体动力学方程,旋涂速度越大,膜厚越薄。当旋涂速度为6000rpm时,可得到厚度为42nm的PMMA膜,完全符合气敏材料对膜厚的要求。     

聚多巴胺包覆混合粉体抑制甲烷爆炸的实验研究

为了减小甲烷爆炸带来的影响,研究了多巴胺自聚合合成聚多巴胺,包覆二氧化硅和碳酸钙混合粉体,在自主研发的亚克力管道实验平台进行甲烷爆炸实验。进行不同浓度聚多巴胺包覆混合粉体的抑爆对比实验,以探究多巴胺浓度对甲烷爆炸的影响。通过粒径分析、电镜扫描、热重分析等技术手段对聚多巴胺包覆混合粉体进行表征分析。实验结果表明聚多巴胺包覆混合粉体符合一般抑爆粉体特征。结合分析最大爆炸超压、火焰传播特征图像来探究其甲烷抑爆性能。分析其爆炸超压时,当多巴胺浓度为0.6 g/L时,相比未喷粉工况,最大爆炸超压下降了32.31%。结合表征分析探究了抑爆机理。     

聚多巴胺包覆混合粉体抑制甲烷爆炸的实验研究

为了减小甲烷爆炸带来的影响,研究了多巴胺自聚合合成聚多巴胺,包覆二氧化硅和碳酸钙混合粉体,在自主研发的亚克力管道实验平台进行甲烷爆炸实验。进行不同浓度聚多巴胺包覆混合粉体的抑爆对比实验,以探究多巴胺浓度对甲烷爆炸的影响。通过粒径分析、电镜扫描、热重分析等技术手段对聚多巴胺包覆混合粉体进行表征分析。实验结果表明聚多巴胺包覆混合粉体符合一般抑爆粉体特征。结合分析最大爆炸超压、火焰传播特征图像来探究其甲烷抑爆性能。分析其爆炸超压时,当多巴胺浓度为0.6 g/L时,相比未喷粉工况,最大爆炸超压下降了32.31%。结合表征分析探究了抑爆机理。     

密闭空间内聚乙烯粉尘爆炸火焰传播特性的实验研究

采用竖直、可视粉尘爆炸火焰传播实验平台,结合粒子图像测速PIV技术测得喷粉的冷态流场分布,研究聚乙烯粉尘在密闭容器内的爆炸火焰传播特性,探讨火焰结构与锋面位置的动态变化、火焰传播速度等参数的变化规律。结果表明,在200～1000 g/m³浓度范围内,低浓度聚乙烯粉尘爆炸火焰呈不连续片羽状结构,火焰锋面呈离散的星点状。粉尘浓度增加,火焰连续性及亮度增强,锋面呈齿状,并在400 g/m³火焰最明亮,火焰平均传播速度均随粉尘浓度的增加先增大后减小。采用均方根湍流速度量化体系整体脉动幅度,浓度接近最佳爆炸浓度400 g/m³时,均方根湍流速度为3.21 m/s。     

Experimental investigation of the suppression effects of ammonium polyphosphate on explosion characteristics of unsaturated polyester resin dust

The suppression effects of Ammonium Polyphosphate (APP) with different mass fractions on the maximum explosion pressure (P_max), the explosibility index (K_st), the minimum ignition energy (MIE) and the minimum ignition temperature (MIT) of unsaturated polyester resin (UPR) dust were studied. Results indicated that the explosion severity and the ignition sensitivity of UPR dust decreased gradually when the mass fractions of APP increased. There existed a minimum inerting concentration (MIC), and the explosion of UPR dust could be suppressed completely by 60 wt% APP. Moreover, APP had a great inhibiting effect on the MIE of UPR dust cloud. The calculated MIE of UPR dust cloud increased from 10 mJ to 998 mJ when the mass fractions of APP increased to 30 wt%. Furthermore, the MIT of UPR dust cloud increased with the increase of the mass fractions of APP. When the mass fraction of APP increased to 80 wt%, the MIT increased by 290°C. The suppression mechanism of APP was studied according to thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) tests. Thermal analysis results showed that the addition of APP could increase the thermal stability of UPR. The suppression mechanism was reflected on the consumption of H and OH radicals.     

微波加热合成聚磷酸铵的工艺研究

以磷酸二氢铵和尿素为原料,采用微波加热研究聚磷酸铵的最优聚合工艺条件。分别考察不同原料配比、反应温度和反应时间对聚磷酸铵中五氧化二磷含量、氮含量和聚合度的影响。通过实验得出微波加热聚合聚磷酸铵的最优条件为：磷酸二氢铵与尿素物质的量比为1:1.1、反应温度为170 ℃、反应时间为20 min,样品经XRD检测为Ⅰ-型聚磷酸铵,该条件下得到的产品五氧化二磷质量分数为70.33%、氮质量分数为14.34%、聚合度为50.33,符合化工行业标准HG/T 2770—2008一等品指标要求。     

聚磷酸铵的研究进展

聚磷酸铵(APP)是一种重要的无机阻燃剂，是膨胀型阻燃剂的主要成分之一。介绍了Ⅰ-型和Ⅱ-型聚磷酸铵的结构、性质，着重讨论了Ⅰ-型和Ⅱ-型聚磷酸铵的合成方法、改性途径的研究新进展，以及Ⅰ-型聚磷酸铵到Ⅱ-型聚磷酸铵的转化机理、转化方法。研究目的在于制备难溶于水的聚磷酸铵。     

环保型阻燃剂聚磷酸铵合成工艺研究

以尿素和磷酸为原料合成聚磷酸铵,讨论了原料配比、聚合温度、固化温度、固化时间等因素对产品性能的影响。通过实验得出优化工艺条件为：尿素与磷酸的物质的量比为1.7∶1,聚合温度为160 ℃,固化温度为 240 ℃,固化时间为160 min。在该条件下,聚磷酸铵产品五氧化二磷质量分数为68.55%,氮质量分数为13.0%,平均聚合度为35,pH为5.45,阻燃率为65.10%。产品质量符合HG/T 2770-2008工业聚磷酸铵标准。     

正交法优化聚磷酸铵的合成工艺研究

以磷酸和尿素为原料合成聚磷酸铵,探讨原料配比、反应温度、聚合时间等因素对产品聚合度的影响,正交实验确定较优工艺条件:尿素与磷酸的摩尔配比为1.7∶1,预聚合温度180℃,固化温度240℃,固化时间为160 min,产品外观为白色固体,平均聚合度为34,溶解度为0.98 g/100 mL水。     

高效阻燃剂聚磷酸铵的合成工艺研究

以磷酸和尿素为原料合成了高聚合度的聚磷酸铵。通过单因素实验对制备工艺进行了优化,考察了原料配比、升温速率、预聚合温度、固化温度和固化时间等对产品质量的影响,采用核磁共振法（NMR）测定了聚磷酸铵的平均聚合度,并用X射线衍射(XRD )和红外(IR)相结合的方法对产品的晶体结构进行了表征,同时测定了聚磷酸铵的溶解度和总磷含量。结果表明,最佳制备工艺条件为：n（磷酸)∶n（尿素）=1∶1.9,预聚合阶段升温速率为2～3 ℃/min,预聚合温度为130 ℃,固化温度为230 ℃,固化时间为90 min。此条件下合成的聚磷酸铵平均聚合度为114,水中溶解度为0.492 g,总磷质量分数为31.75%,XRD表征结果表明,所得产品为Ⅰ型聚磷酸铵。     

硅偶联剂对聚磷酸铵表面改性的研究

用有机硅偶联剂（WD—X）对聚磷酸铵（Ⅰ型-APP）阻燃剂表面进行改性。研究了偶联剂用量、改性时间、改性温度及惰性溶剂等因素对改性效果的影响。改性的最佳工艺条件为：改性剂质量分数1％，反应时间2．5～3．5h，反应温度120～130℃。测试结果表明，改性后的APP粒子表面呈疏水性，在树脂中的分散性得到很大改善。     

磷酸铵类肥料技术讲座第八讲含聚磷酸铵肥料的生产

这一讲介绍印度 RCF和美国 TVA生产含聚磷酸铵粒状肥料的技术。同时也介绍用冷混法和热混法生产含聚磷酸铵液体肥和悬浮肥料的流程。     

聚磷酸铵中缩二脲含量的测定

参照尿素中缩二脲含量的测定方法 (分光光度法),加入适量的氢氧化钠溶液,调节聚磷酸铵溶液至碱性,建立了聚磷酸铵中缩二脲含量的检验方法。该方法的相对标准偏差1.88%,加标回收率为96.40%~102.40%,测定结果与高效液相色谱法一致,准确度高,重现性好。