在礦山復(fù)雜水文地質(zhì)條件下如何進行快速封堵及動水注漿是注漿領(lǐng)域的技術(shù)難題,開發(fā)新的化學(xué)注漿材料是一個有效的解決途徑。通過分析聚氨酯合成反應(yīng)溫度、加料方式、各類助劑、添加劑對比試驗,對聚氨酯注漿材料的生產(chǎn)配方進行優(yōu)化,并確定材料最佳配方。結(jié)果表明,以磷酸作為緩凝劑,乙酸乙酯為溶劑,PM-33為催化劑,采用4%納米二氧化硅改性制得的注漿材料性能較好、遇水膨脹率高、反應(yīng)過程及產(chǎn)物環(huán)保無毒。該研究可為復(fù)雜水文地質(zhì)條件下的注漿工程提供一種新型的單組分水下速凝膨脹聚氨酯注漿材料。 

【文章來源】：煤田地質(zhì)與勘探. 2020,48(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１聚氨酯注漿材料制備工藝??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ?ｇｒｏｕｔｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??

聚醚多元醇，ＰＥＧ４００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ２０００??等水溶性聚醚二元醇以及Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｆ３６００和Ｐｕｒａｎｏｌ??Ｐ８０４０等水溶性嵌段聚醚多元醇（表１）或其組合來??進行試驗，生成的聚氨酯預(yù)聚體，根據(jù)其產(chǎn)物凝??膠固化情況及其發(fā)泡率情況進行分析，選擇合??適的聚醚多元醇類作為聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)原??料（表２）。??根據(jù)表２數(shù)據(jù)可知，純單體二元聚醚多元制得??的低聚物，其發(fā)泡性能等固化情況均較差，而組合??后有一定的提高，但達(dá)不到水溶性聚氨酯灌漿材料??的要求（圖２）。僅使用Ｅ０（環(huán)氧乙烷）含量超過８５％??的Ｅ０與Ｐ０（環(huán)氧丙烷）聚合的嵌段親水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的預(yù)聚體，才具有水溶性聚氨??酯化學(xué)注漿材料的基本性能（圖３）。試驗結(jié)果表明，??分子量１５?０００、官能度為４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度為３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００組合??的多元醇與ＴＤＩ反應(yīng)生成的預(yù)聚體效果最佳。試驗??結(jié)果證明只有當(dāng)聚醚結(jié)構(gòu)具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇，才能構(gòu)建有??比較好水溶性與網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的聚氨酯化學(xué)注漿??材料。??表２不同聚醚多元醇的實驗結(jié)果比較??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝膠時間／ｓ??固化時間／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??發(fā)泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片狀凝膠）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固結(jié)??２?２５０??無??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??

進行試驗，生成的聚氨酯預(yù)聚體，根據(jù)其產(chǎn)物凝??膠固化情況及其發(fā)泡率情況進行分析，選擇合??適的聚醚多元醇類作為聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)原??料（表２）。??根據(jù)表２數(shù)據(jù)可知，純單體二元聚醚多元制得??的低聚物，其發(fā)泡性能等固化情況均較差，而組合??后有一定的提高，但達(dá)不到水溶性聚氨酯灌漿材料??的要求（圖２）。僅使用Ｅ０（環(huán)氧乙烷）含量超過８５％??的Ｅ０與Ｐ０（環(huán)氧丙烷）聚合的嵌段親水聚醚多元醇??Ｆ３６００及Ｐ８０４０制得的預(yù)聚體，才具有水溶性聚氨??酯化學(xué)注漿材料的基本性能（圖３）。試驗結(jié)果表明，??分子量１５?０００、官能度為４的Ｐｕｒａｎｏｌ?Ｐ８０４０及分子??量６?０００、官能度為３的嵌段聚醚多元醇Ｆ３６００組合??的多元醇與ＴＤＩ反應(yīng)生成的預(yù)聚體效果最佳。試驗??結(jié)果證明只有當(dāng)聚醚結(jié)構(gòu)具有多官能度，并且具有??大部分水溶性嵌段結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇，才能構(gòu)建有??比較好水溶性與網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的聚氨酯化學(xué)注漿??材料。??表２不同聚醚多元醇的實驗結(jié)果比較??Ｔａｂｌｅ?２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ?ｐｏｌｙｏｌｓ??聚醚多元醇??凝膠時間／ｓ??固化時間／ｓ??黏度／（ｍＰａ－ｓ）??發(fā)泡率／％??ＰＰＧ２０００??１４??３３（片狀凝膠）??４?３００??１１０??ＰＥＧ２０００??２７??不能完全固結(jié)??２?２５０??無??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ１０００??２３??５６??７７８??１４０??ＰＰＧ４００＋ＰＥＧ４００??１２??２３（片狀凝膠）??５?６９０??１１０??Ｎ３０３＋ＰＥＧ２０００??３６??４５??５?８００??１５０?

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3605955