生物基高吸水温敏性水凝胶的制备及性能表征

作者：杨晓东; 张文政

来源：煤炭科学技术, 2022, S2: 411-416.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2022-1960

• 煤炭自燃
• 煤炭火灾
• 生物基
• 水凝胶
• 温度响应

为进一步有效抑制煤炭自燃，以海藻酸钠和羧甲基纤维素为基体，以聚乙烯醇和N-异丙基丙烯酰胺为单体，采用接枝共聚技术制备了一种生物基高吸水性温敏水凝胶。采用傅里叶红外光谱、热重实验以及扫描电子显微镜对凝胶的微观结构进行表征，通过溶胀动力学实验研究水凝胶的吸水倍率，探究引发剂和交联剂对LCST影响。结果表明，温敏性防灭火凝胶成功合成，具有较高的热稳定性，致密的结构有利于保持凝胶内部的水分，可隔离煤与氧的接触。水凝胶抑制煤自燃特性分析表明，凝胶对煤的氧化有明显的抑制作用。此外，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾用量的增加均会降低LCST，水凝胶在不同的温度下可实现溶胶与凝胶之间的相态转变，更好的实现煤炭火灾的防控。