随着科学技术的发展,日常生活和工业对煤炭的依赖日益加深,采煤量也逐渐增加,采煤过程中引起的火灾频发,防灭火工作十分重要。本文首先概述了我国煤矿在防治矿井煤炭自燃工作中所面临的问题,从这一背景出发,简述了国内外主要防灭火技术的优点和缺点,提出新型防治煤自燃的凝胶泡沫防灭火材料研究的必要性。本文研究了煤炭灭火所用泡沫灭火剂和凝胶,选取多种表面活性剂,利用搅拌法,对其进行发泡实验,得到发泡倍数较高而且用料较少的灭火泡沫,在此基础上进行稳泡实验,从而得到最佳的浓度配比。对发泡倍数高,稳定性好的发泡液进行了黏度,表面张力和接触角的测定,并研究了它们之间的相互关系和泡沫对煤体覆盖性能的影响,实验表明,表面活性剂能够降低水的表面张力,减小接触角,改善发泡液对煤体的覆盖性能,黏度大的发泡液能提高泡沫的稳定性。以蒙脱石、丙烯酸和丙烯酰胺为主要原料,采用溶液聚合法合成了超强吸水性蒙脱石／聚丙烯酸钠／聚丙烯酰胺复合材料,作为煤矿灭火凝胶泡沫的稳泡剂。研究了蒙脱石添加量、单体中和度、交联剂用量和引发剂用量对高吸水凝胶吸水性能的影响,制备出吸水倍率高、成本低的配方。把制备的超强吸水复合材料添加到发泡倍数高的灭火泡沫中,优化配比,制备出凝胶泡沫防灭火材料,阻化试验表明最高有65.6%的阻化率。
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