稠化胶体防灭火材料的性能研究

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1、壤瓣稠化胶体防灭火材料的性能研究黄艳芹(新乡学院化学与化工学院，河南新乡453003)摘要：以实验室自制的高吸水树脂作为稠化剂，采用共体，并确定最佳工艺技术路线及参数。混法获得了无毒、无腐蚀性且悬浮性、分散性以及热稳定性良1实验部分好的稠化胶体。通过对喷涂了稠化胶体的破碎煤体观察可知，1．1原材料胶体与煤体表面的润湿性很好，粘附力大。稠化胶体具有较大黄土，粒经0．15mm；高吸水树脂(PAAAM)，粒径的内聚力，容易在煤体表面形成一层较厚的液膜，有利于灭火。0．1～1．0mm，实验室自制。对稠化胶体的热稳定性进行了表征，当

2、温度为6O℃时，稠化胶1．2稠化胶体样品的制备体的失水率在2～14，随着基料浓度的升高，失水率变化不称取一定量的稠化剂、骨料分别溶于自来水中，充分明显。稠化胶体静置48h后未出现絮凝和分层现象，说明悬溶解后，搅拌混合均匀，再将以上两种浆液混合，即得所浮性、分散性及稳定性很好，适用于煤层小面积火灾使用，随时制备的稠化胶体。分别制备出不同稠化剂质量分数的稠配制随时使用，灵活方便。化胶体样品A、B、C、D、E，并分别对其性能进行测试。关键词：防灭火胶体；高吸水树脂；稠化胶体；稠化剂中图分类号：X924．4，TO569文献标志码：

3、AA：骨料5，基料0．1，自来水500g；B：骨料5，文章编号：1009—0029(2O13)08—0894—03基料0．15，自来水500g；C：骨料5O，基料0．2，自来水500g；D：骨料5，基料0．25，自来水500g；E：骨料针对煤层自燃特点，近几年国内外研究应用的胶体5，基料0．3(均为质量分数)，自来水500g。防灭火技术集堵漏、降温、阻化、固结水等性能于一体，较1．3稠化胶体的性能测试好地解决了灌浆、注水等的水泄漏、流失问题，已成功地(1)稠化胶体在破碎煤体中的渗透性。在直径为6．5扑灭了多起煤层自燃火灾。

4、但该技术在应用中还存在着cm的网制玻璃圆桶中装10cm高、直径为1～5mm破碎不足，如成胶材料用量大(约1O)，井下运输较困难，促混煤，分别将250mL不同质量分数稠化剂的稠化胶体样凝剂有氨味，对井下环境造成一定程度的污染等。因此，品倒入圆桶中，静置30min后，量取下部漏出液体体积。研究新型的稠化胶体防灭火材料，提高其防灭火性能具(2)稠化胶体对煤体的润湿性及成膜性。将制备好有重要的意义。的稠化胶体样品喷洒在准备好的破碎煤体表面，过一定防灭火稠化胶体是泥浆和稠化分散剂形成的具有特时间后，观察稠化胶体与破碎煤体表面之间的润

5、湿性以殊性质的混合物分散体系，可以认为稠化胶体是经过改及成膜性能。性了的泥浆。向稀泥浆中加入的少量稠化剂是吸水性分(3)稠化胶体的热稳定性。将稠化胶体样品在室温散剂，加入稠化剂后泥浆变粘稠，且分散性得到提高，不下放置48h后，观察胶体是否出现分层现象；然后分别易沉降。因为稠化剂的吸水性很强，基料和泥浆在水中将不同稠化剂质量分数的稠化胶体样品各称取50g，放不会分层，所以分散相不易发生沉降，不易堵塞管路。但入鼓风烘箱中，分别在6O、8O℃下干燥，每隔2h测量和是通常泥浆的盐度较大，故形成稠化胶体的稠化剂必须计算样品的失水率变

6、化情况。具有一定的耐盐性。高吸水树脂对盐水的吸收通常远小2结果与讨论于蒸馏水，即其耐盐性较差，为提高其在盐水中的吸水倍2．1稠化胶体在多孔介质中的渗透性分析数，笔者以丙烯酸和丙烯酰胺为单体，N，N一亚甲基双丙在矿井灭火过程中，着火的煤体通常为破碎的松散烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，采用水溶液聚合法煤体，而着火点一般在距离煤体表面一定深度范围内，因制备了聚丙烯酸(盐)／丙烯酰胺高吸水树脂(PAAAM)。此，为了彻底灭火，就有必要考察稠化胶体在煤体中的渗通过亲水基团多样化的方法，提高树脂的耐盐性。透性。以制备好的改性高吸水

7、树脂(PAAAM)作为稠化表1为不同稠化剂质量分数的稠化胶体在破碎煤体剂，采用共混法制备稠化胶体，最终制备出无味、无毒、无中的渗透性数据。由表1可知，随着稠化剂质量分数的腐蚀性且管道流动阻力小、悬浮性和分散性好的稠化胶增加，渗出稠化胶体的体积逐渐减少；当稠化剂质量分数基金项目：国家自然科学基金资助项目(11074066)894FireScienceandTedmology，August2013，Vol32，No．8为0．15时，稠化胶体的渗透性较差，渗出液体积仅有4灭巷道及工作面顶部等高处火源的不足。胶体在高温下mL；当稠

8、化剂质量分数为0．04～0．06，渗出液体积不急剧失水，受热失水速率慢，随着环境温度的升高仍有可达91～104mL，稠化剂质量分数过低，造成稠化胶体一定的刚性，且不易爆沸，因此，胶体的热稳定性比水好。的浪费；当稠化剂质量分数为0．08～0．1时，稠化胶稠化胶体在60、8O℃下的失水情况如表2、表3所示。