防治煤层自燃的聚乙酸乙烯酯乳液的合成及其性能研究

我国煤炭产量和消耗量均居世界首位，占国内一次能源生产和消费总量的75％左右。但是，我国的煤炭自燃现象却比较严重，严重制约了高产高效矿井的安全生产与发展，造成巨大的资源浪费、环境污染、人员和财产的损失。由此可见，目前防治煤层自燃的技术研究是一个十分迫切的任务，是矿井防灭火工作的重中之重。而且，从化学角度研究防治煤层自燃是目前比较新的领域，所以本文从化学的角度研究一种防治煤层自燃的新技术。 本文根据煤氧复合学说理论，合成了一种具有良好的成膜性和粘结性的高分子乳液，通过喷雾、注入等方式用于巷道或煤矿工作面，形成一层具有良好韧性的阻氧膜，可减少煤体与氧气的接触，减缓煤氧反应速率，起到阻止煤层自燃的作用，而且还具有防爆、抑尘的功效。 这种高分子乳液的合成是以乙酸乙烯酯类单体为主要原料，配以少量的第二单体和第三单体进行改性，在水作为反应介质的条件下，采用自由基聚合机理进行乳液共聚，合成具有良好渗透性和成膜性的高分子乳液，然后与膦羟基类阻燃剂复合制备成高分子乳液，合成工艺简单。 本文首先通过正交实验设计选定高分子乳液的最佳合成工艺配方，然后对用最佳工艺制成的高分子膜进行各种性能测试，如膜的透气性(即隔氧性)，膜的电镜分析，膜的红外光谱分析。 通过各种性能测试研究以及大量的实验说明，由最佳工艺合成的高分子乳液成膜时间短，粘度适中，制成的高分子膜耐水性强，韧性好，隔氧性好，能够满足煤矿施工要求，为下一步矿井施工奠定了坚实的基础。