竹纤维/聚氨酯复合注浆材料的制备及性能研究

本文首先利用马来酸酐对竹纤维进行改性,然后通过原位聚合法制备了不同竹纤维添加量的聚氨酯注浆材料,研究了竹纤维添加量对聚氨酯注浆材料黏度、发泡率和抗压强度等性能的影响。结果表明,随着竹纤维添加量的增加,聚氨酯注浆材料的黏度逐渐升高,而其发泡率和抗压强度都是先升高然后降低。当竹纤维的添加量为3%时,复合材料的黏度为2.30Pa·s,发泡率和抗压强度达到最大值,分别为21.5倍和2.09MPa。综合可知,改性竹纤维的添加量为3%时,注浆材料的各项性能最佳。

EG/DMMP复合改性聚氨酯注浆材料的制备与性能研究

聚氨酯注浆材料固化速度可控、化学稳定性和耐久性良好,被广泛用于煤矿井下堵漏水和破碎煤岩体加固。但聚氨酯注浆材料存在反应蓄热温度高、导热性能差、阻燃性能差等不足,极大地限制了聚氯酯注浆材料在煤矿中的应用。通过复配聚醚多元醇N303和N210并优化制备工艺和两者配比,制备低蓄热的双醚型聚氨酯(DPU)注浆材料,同时将可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)添加到DPU中制备得到复合改性EG/DMMP/DPU注浆材料,研究不同填充量的EG、DMMP对DPU注浆材料最高反应温度、流动性能、阻燃性能、力学性能的影响。结果表明:当聚醚多元醇N303与N210质量配比为8∶2、复配填料EG和DMMP的添加量均为1wt%时,EG/DMMP/DPU注浆复合材料的综合性能最佳;与纯DPU注浆材料相比,EG/DMMP/DPU注浆复合材料最高反应温度下降了36.1%,黏度降低了33.2%,最大热释放速率峰值(pHRR)和CO释放速率峰值(pCOP)分别降低了35.0%和33.6%,并且其力学性能优于《聚氨酯灌浆材料》(JC/T2041—2020)标准的基本要求。

聚氨酯无机杂化材料研究进展及应用前景

介绍了聚氨酯无机杂化材料的性能,叙述了制备聚氨酯无机杂化材料的4种主要方法。重点对国内外聚氨酯无机杂化材料的研究现状进行了分析,对纳米SiO2和蒙脱土杂化的聚氨酯杂化材料进行了着重阐述,进而探讨了无机杂化材料在聚氨酯注浆材料中应用的可能性和今后发展前景。

纳米SiO_2/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料研究

利用纳米SiO2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,制备了聚氨酯固结体,研究了异氰酸酯指数,水、纳米SiO2和玄武岩纤维的添加量以及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯固结体压缩、拉伸性能的影响主次顺序,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)对试样进行表征。结果表明:纳米SiO2和玄武岩纤维对固结体有增强作用,当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5%、纳米SiO2的添加量为2.0%、玄武岩纤维的添加量为5.0%、纤维长度分别为3.0mm时,材料的压缩强度达到最佳值。

碱激发碳酸盐基灌浆材料的性能与改性

研究了内掺少量复合无机矿粉对碱激发碳酸盐基灌浆材料的强度、抗渗和耐水等性能的改善。结果表明 ,模拟灌浆砂柱 2 8d抗压强度可提高至 3.9～ 7.3MPa,结石体和模拟灌浆砂柱的抗渗压力则增大至 0 .7～ 0 .9MPa,同时 Si O4 - 4、Na+溶出量减少。采用差示扫描量热分析 ( DSC)、扫描电镜分析 ( SEM)和压汞法 ( MIP)探讨了无机矿粉对它的改性机理。

改性条件对聚氨酯注浆材料压缩性能的影响

利用纳米SiO_2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,研究异氰酸酯指数,水、纳米SiO_2和玄武岩纤维的添加量及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯注浆材料压缩性能的影响变化规律。利用傅立叶变换红外光谱仪对产物进行表征,表明二氧化硅与聚氨酯基体中异氰酸基是通过化学键作用的。当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5%、纳米SiO_2的添加量为2.0%、3.0 mm玄武岩纤维的添加量为5.0%时,材料的压缩强度达到最佳值。

矿用聚氨酯注浆材料的应用研究

综述了聚氨酯注浆材料体系的组成及加固机理,总结了近年来国内外在改良聚氨酯注浆材料阻燃性能、渗透性能、力学性能等方面的研究成果,介绍了国内外在开发利用可再生资源合成新型聚氨酯材料方面的研究进展。结合目前聚氨酯注浆材料在应用中存在的主要技术问题,对聚氨酯注浆材料今后的研究方向提出了建议,展望了其应用前景。

聚氨酯基有机/无机复合注浆材料的研究进展

无机改性聚氨酯注浆材料由于阻燃好、成本低廉、热稳定性好和力学性能优良等优势,在科研和产业领域引起了广泛关注。针对近年来国内外在聚氨酯基有机/无机复合注浆材料领域的最新进展进行了综述,着重介绍了水玻璃、水泥砂浆和SiO_2等无机改性聚氨酯注浆材料的制备方法及性能特点,并对聚氨酯基有机/无机复合注浆材料未来的发展进行了展望。

原位法制备PU／水玻璃有机-无机杂化注浆材料及其性能研究

采用原位法制备了聚氨酯/水玻璃有机-无机杂化注浆材料,研究了水玻璃的模数和浓度、异氰酸酯平均官能度、邻苯二甲酸二丁酯DBP含量对杂化注浆材料力学、阻燃、抗静电性能的影响。结果显示,水玻璃模数为2.8、质量分数为50%,异氰酸酯平均官能度为2.8,DBP含量为10%时,材料的综合性能最佳,其拉伸、压缩、冲击强度分别为3.43 MPa、47.5 MPa、0.74kJ/m^2;上、下表面电阻分别为7.7×10~5、3.2×10~5Ω;氧指数为33%。SEM测试结果显示表面活性剂聚乙二醇400二月桂酸酯(PEG400DL)可以明显减小杂化注浆材料分散相的相畴尺寸,加入4%的PEG400DL可使注浆材料的拉伸强度显著提升至8.49 MPa。

矿用聚氨酯类注浆材料改性研究进展

随着煤矿向深部开采,以聚氨酯为代表的现有有机高分子注浆材料难以完成对井下高地应力、高地温、高岩溶水压的岩体赋存环境和强流变性、强湿热、强动力灾害的岩体工程响应。为了推动现有聚氨酯类有机高分子注浆材料的发展,提升聚氨酯注浆技术水平和使用范围。针对聚氨酯注浆材料在固化过程中会大量释热,导致反应温度较高以及力学性能较差等缺陷,总结了近年来聚氨酯注浆复合材料改性和性能分析的相关研究,提出了聚氨酯注浆材料在煤岩体充填加固和堵水防渗的可行性,着重从聚氨酯注浆材料改性的角度,阐述了助剂、传统注浆材料、黏土、固体废弃物、纤维和有机物对聚氨酯注浆材料的改性,并通过改性实现了注浆材料力学性能、阻燃性能的优化和成本的控制。

用于隧道渗漏水治理的高分子注浆材料新进展

主要综述了高分子注浆材料的新进展,介绍了几类改性聚氨酯(PU)和环氧树脂注浆材料,包括复合水玻璃/PU注浆材料、纳米二氧化硅增强PU复合材料、PU/环氧树脂双组分注浆材料和环氧树脂/PU半互穿网络等。对比了使用不同方法改性后高分子注浆材料的性能变化及其在隧道渗漏水治理中的应用。

无机盐对聚氨酯注浆材料固化温度及性能影响

研究了无机钠盐和镁盐对聚氨酯注浆材料固化过程温度的影响,并研究了添加无机盐对材料阻燃性能、表面电阻及抗压强度的影响。结果表明,环境温度为35℃,添加聚醚组分1.2%(质量百分比)无机盐,注浆材料固化最高温度有不同程度下降。其中,添加MgCl2时,注浆材料固化最高温度为102℃,与空白相比,下降了25℃。添加无机盐后,材料阻燃性能略有提高,表面电阻基本不变;抗压强度有所降低。热重分析表明,添加MgCl2时材料的热稳定性无明显改变,而添加其它无机盐,热稳定性有不同程度降低。

水玻璃改性聚氨酯灌浆材料制备与性能研究

针对聚氨酯灌浆材料在引调水隧洞不良地质体堵水加固处理中存在造价较高和力学强度较低等问题,采用水玻璃对聚氨酯材料改性,制备改性油溶性聚氨酯,研究多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、水玻璃和催化剂添加量对材料抗压强度的影响,通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FI-IR)测试,研究改性聚氨酯的结构对性能的影响规律。结果表明:PAPI、水玻璃和催化剂添加量对试样强度影响大小顺序为水玻璃>催化剂>PAPI;当m(PAPI)∶m(水玻璃)∶m(催化剂)=20∶20∶1时,纯固化体抗压强度达到49.5 MPa,结石体抗压强度达到16.5 MPa,优于其他同类产品。进一步微观分析结果表明:改性后的聚氨酯材料表面均匀,无明显微裂纹,各部分连接为较好的整体;随着水玻璃用量的增加,波数在1050 cm^(-1)附近的红外特征吸收峰逐渐增强,聚合物链段中引入了无机Si—O键,该结构提高了聚氨酯的抗压强度。采用水玻璃改性制备的聚氨酯降低了使用成本,提高了材料力学强度,有望在引调水工程隧洞破碎围岩堵水加固处理中推广应用。

矿用硅酸盐改性聚氨酯注浆加固材料的微观结构解析

为了深入解析矿用硅酸盐改性聚氨酯注浆加固材料的微观结构,并了解微观结构对宏观强度的影响规律;推断了该体系涉及的主要反应及反应过程;利用扫描电子显微镜(SEM)表征了复合体系的微观相分布,利用能谱分析仪(EDS)并采用面扫法定性地表征了元素富集状态,同时采用点扫法定量表征了各相所含主要元素及原子百分比;研究了微观结构对宏观强度的影响规律。结果表明:硅酸盐改性聚氨酯固结体呈现三相分布,分别是高分子连续相、硅酸聚合物(或二氧化硅)微球相和碳酸钠针晶相;微观结构上无序的相分布易造成应力集中,宏观上表现为材料力学强度下降。

无机改性水性涂料的制备及其性能研究

水性聚氨酯乳液是一种综合性能较为优秀的涂料,在生产生活中得到了较为广泛的应用。但水性聚氨酯乳液存在着耐水性能、力学性能、防腐性能,以及耐磨性能均较弱等缺陷,严重制约了水性聚氨酯乳液的进一步应用。对此,对无机纳米材料改性水性聚氨酯乳液的制备过程及相关性能进行了分析研究。

水玻璃改性聚氨酯注浆料的性能研究

采用水玻璃—聚氨酯相结合的方式,对聚氨酯注浆料进行改性。将廉价的水玻璃材料转化为有机的硅氧链引入聚氨酯,可以降低成本。实验结果表明:随着水玻璃的引入,聚氨酯注浆料的耐水性、抗水溶蚀性、力学性能得到进一步改善,并对水玻璃改性聚氨酯注浆料的机理进行了分析。