改性沸石抑制乙烯爆炸性能及机理研究

为研发抑制性能优异且廉价环保的新型乙烯抑爆材料,以沸石为基材,根据乙烯爆炸基元反应,选取氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷两种硅烷偶联剂对沸石进行表面改性,并采用20 L球形爆炸装置及5 L管道爆炸装置研究了改性后沸石对乙烯爆炸超压和火焰传播抑制性能。实验结果表明:采用水解法可将硅烷偶联剂接枝在沸石表面,成功制得氨丙基沸石和乙烯基沸石。相同条件下,浓度为1500 g·m^(-3)的沸石、氨丙基沸石、乙烯基沸石可使浓度为6.5%(体积分数)的乙烯爆炸压力分别降低31.40%、42.05%、43.43%,爆炸压力上升速率分别降低63.36%、91.22%、92.40%。浓度为900 g·m^(-3)的沸石、氨丙基沸石、乙烯基沸石均可显著降低浓度为6.5%的乙烯爆炸火焰亮度和火焰结构连续性,并使火焰平均传播速度分别降低60.46%、92.23%、93.16%。相比之下,改性沸石对乙烯爆炸超压和火焰的抑制作用更为显著,即改性沸石具有更为优异的乙烯爆炸抑制性能,且乙烯基沸石抑制性能优于氨丙基沸石。结合沸石及改性沸石热解特性及乙烯爆炸基元反应,从物理和化学两个方面分析了改性沸石对乙烯爆炸的抑制机理。

含磷酸盐对聚乙烯粉尘爆燃的抑制影响实验研究

为了揭示含磷酸盐(KH_(2)PO_(4),NH_(4)H_(2)PO_(4),Ca(H_(2)PO_(4))_(2))对聚乙烯粉尘爆炸的抑制作用,通过哈特曼管实验装置和20 L球形爆炸罐,研究含磷酸盐对聚乙烯粉尘爆炸火焰和压力传播特性的抑制效果。采用高速摄影方法记录含磷酸盐对聚乙烯粉尘爆炸火焰传播的影响;采用20 L球形爆炸罐,收集压力传感器数据,分析含磷酸盐对聚乙烯粉尘爆炸压力的影响;采用同步热分析仪研究聚乙烯粉尘和含磷酸盐的热解行为。研究结果表明:含磷酸盐对聚乙烯粉尘爆炸火焰传播特性参数和爆炸压力特性参数均有显著的影响,通过对比得到NH_(4)H_(2)PO_(4)抑制效果相对最好。研究结果可为含磷酸盐在抑爆剂工程应用提供理论基础。