矿用聚氨酯注浆材料阻燃及加固性能研究

为获得压缩强度和阻燃性能兼顾的聚氨酯注浆材料,通过L9(34)正交试验,研究Mg(OH)2含量、甲基膦酸二甲酯(DMMP)含量、异氰酸酯指数、辛酸亚锡含量对聚氨酯注浆材料的阻燃性能及压缩性能的影响。获得这种聚氨酯注浆材料的最佳制备条件。对比分析最佳制备条件试样及不加阻燃剂试样的热稳定性。结果表明:DMMP含量和Mg(OH)2含量对平均燃烧时间影响显著;Mg(OH)2还有补强加固作用,对压缩强度影响最为显著,其次为异氰酸酯指数。在Mg(OH)2,DMMP,辛酸亚锡质量分数分别为16%,24%和0.4%,异氰酸酯指数为1.10时,聚氨酯注浆材料兼顾阻燃性能和压缩性能,平均燃烧时间为13.9 s,压缩强度为19 MPa,其热稳定性明显优于不添加阻燃剂样品。     

多孔材料对管道内甲烷-空气预混火焰传播的影响

为研究多孔材料对封闭管道内甲烷-空气预混气体火焰传播的影响,设计加工了横截面积为80 mm×80 mm的方形试验管道,运用自发光拍摄技术和动态压力传感器对甲烷-空气预混火焰在该管道内传播过程中形状变化和压力特性进行了实验研究。结果表明,在管道尾部放置3种不同材质的多孔材料时,其对爆炸压力均有一定的抑制作用,聚氨酯泡沫对管道内压力的衰减效果优于聚苯乙烯泡沫和自制泡沫材料。对压力曲线进行一次求导,得出了压力变化速率,结果与空管道实验相比,在放置多孔材料的管道内压力降低的速率更快,时间更短。     

基于层层自组装技术制备的吸油型聚氨酯泡沫材料及其性能研究

利用高效吸油材料处理溢油事故是一种简单有效的方法。针对现有吸油材料吸油效率较低、制备方式复杂的问题,采用层层自组装技术,将钠基蒙脱土填充的涂层构筑于软质聚氨酯泡沫表面,经过后续疏水改性处理,制备了具有超疏水超亲油表面的聚氨酯泡沫材料。材料测试结果表明:组装4层涂层改性的聚氨酯泡沫水接触角达到135°,对不同种类油品的吸油重量能达到自身重量的30~60倍;油水混合物中的吸油效果也显示其能有效处理水面、水下油污。宏观燃烧实验测试结果表明制备的改性聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能。采用上述简单易行的制备技术制得的吸油材料,可成功应用于油水分离,具有良好的应用前景。     

便携式储油囊中网状聚氨酯泡沫材料阻燃抑爆性机理研究

针对便携式储油囊的储油安全性,提出了在储油囊内填充网状聚氨酯泡沫材料的设想,通过对网状聚氨酯泡沫材料阻燃抑爆性的机理研究,得出网状聚氨酯泡沫材料在储油领域中具有广阔应用前景的结论.     

不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响

为研究不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响,对磷酸、硼酸、杨梅单宁阻燃剂3种添加剂处理后的聚氨酯泡沫材料与标准样分别测定氧指数、热值、烟密度等级和热稳定性,并以层次分析法评价阻燃性能优劣。结果表明:4种材料PUF STD、PUF PA、PUF BA、PUF FR的OI、CV依次分别为34.71%、38.59%、35.88%、37.86%,17.4023、16.7037、15.3197、15.0397kJ/g,燃烧时均少烟,热稳定性排序为:TS PA>TS STD>TS FR>TS BA;采用层次分析法分析3种添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响顺序由优到劣为:PUF PA>PUF FR>PUF BA>PUF STD。该结论可为聚氨酯材料阻燃添加剂的选择提供参考方向。     

石墨烯聚氨酯构筑煤矿临时密闭墙试验研究

为解决传统矿用通风构筑物材料质量沉重、构筑低效的难题,研发一种新型石墨烯聚氨酯泡沫,测试其各项通风构筑物的性能。首先使用一步法制备新型石墨烯聚氨酯泡沫,然后通过塑料薄膜和薄片气体透过性试验测试材料的密闭性,最后利用综合热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、金相显微镜等分析材料的结构。结果表明:所制备的新型石墨烯聚氨酯泡沫材料密度仅40 kg/m3;红外光谱显示富含C=C、C=O、-OH、-CO、-NH等有机官能团;金相显微镜观察得到160μm尺寸泡沫分布均匀稳定。新型石墨烯聚氨酯泡沫材料在模拟试验30天内材料保持高效密闭性,在400℃以内有着优良的热稳定性,离火0. 13 s内自熄,作为矿井临时通风构筑物可以减少使用过程中火灾风险的发生。     

阻燃聚氨酯泡沫材料的性能测试影响因素分析

聚氨酯泡沫材料具有优异的综合性能,广泛应用于工业以及人们生活的各个领域中,未经阻燃处理的聚氨酯易燃,发烟量大,各工业部门对其制品燃烧性能的要求越来越高,本文通过试验研究阻燃聚氨酯泡沫的相关性能影响因素,在平衡其物理机械性能的前提下,测定其水平燃烧性能、利用烟密度测定仪测试烟密度,确定其相对发烟性能.通过对测定中的影响因素进行分析,总结出几个影响测定聚氨酯泡沫相关性能的重要因素.     

燃油箱填充用防火抑爆网状泡沫材料

网状聚氨酯泡沫材料具有97%以上的孔隙、优良的机械性能和极强的抑制爆炸连锁反应扩大和缓和燃油冲击晃动等特性.本文就这类网状材料的结构、性能和防火抑爆机理进行分析和研究,并简要介绍了这类材料的使用情况.     

基于锥形量热仪的典型软垫座椅材料燃烧特性研究

采用锥形量热仪研究不同热辐射功率下典型软垫座椅材料(聚氨酯泡沫填料/包覆层组合件)的燃烧特性,为软垫座椅的火灾安全提供技术支持。结果表明:在点燃性能方面,聚氨酯泡沫/人造革组合件的耐热性相对最高,其点燃前包覆层开口临界辐射功率为40~45 k W/m~2,聚氨酯泡沫/尼龙组合件不易被点燃,其包覆层具有较高的阻燃性;分析材料的热释放速率(HRR)曲线得到,聚氨酯泡沫/人造革组合件充分燃烧过程中出现2个增长峰,且峰值相对较低,而聚氨酯泡沫/化纤与聚氨酯泡沫/尼龙组合件只有1个增长峰,且在50k W/m~2热辐射下峰值均达到600 k W/m~2以上;采用多种评价指标对各组合件进行评估,发现FGI分析与Petrella风险矩阵更适用于组合件材料的火灾危险性评估。     

基于氧化石墨烯和碳纳米管的二元杂化物的阻燃性能研究

探讨了氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)组成的二元杂化物在聚氨酯泡沫上的阻燃协效作用。利用层层自组装方法,将氧化石墨烯和碳纳米管构成的涂层构筑于软质聚氨酯泡沫的表面,然后通过宏观燃烧测试、锥形量热仪分析等手段对涂层改性的泡沫材料的阻燃性能进行分析。研究结果表明,相较于单一组分(CNT或GO),二元杂化物(CNT/GO)改性的聚氨酯泡沫材料显示出更低的热释放速率峰值和总的热释放量,并且其燃烧后残留的炭渣结构最为完整。因此,由GO与CNT组成的二元杂化物涂层具有更高的阻燃效果。     

新型封孔材料的性能研究及封孔长度计算

研究聚氨酯硬泡材料的渗透性能和粘结性能,旨在为煤矿瓦斯抽放和煤层注水工艺提供本质安全型的封孔材料,从而提高瓦斯抽放和煤层注水的效果,做好瓦斯、煤尘灾害的预防工作。根据达西定律设计材料渗流量的测试实验,将测定的数据进行线性拟合后,得出聚氨酯硬泡材料的渗透系数为1.00546×10-6cm/s;通过材料的抗压剪切力测试,得出聚氨酯硬泡与煤的粘结强度为387.95kPa;根据封孔模拟实验结果,选择压注药液法作为封孔方法,并根据钻孔受力平衡原则,计算得出由聚氨酯硬泡作为封孔材料的封孔长度至少为0.967m。     

罐壁式泡沫系统扑救密封圈火灾试验研究

针对大型浮顶罐罐壁式泡沫灭火系统的特点及不足,依据相关规范要求设计了30m长的密封圈火灾模拟试验油槽,开展了3％型水成膜泡沫液和6％型氟蛋白泡沫液灭火试验。现场测定了泡沫的发泡倍数和析液时间,符合规范要求但略低于检测值。试验过程测定了泡沫在泡沫堰板内的流动速度和燃烧油面的蔓延速度,观察了不同的泡沫液和泡沫混合液供给强度下的油槽火灭火状况,对比分析了油槽火周邻的温度和热流分布。在此基础上,评估分析了罐壁式泡沫系统扑救密封圈火灾的有效性。试验结果表明：有效的泡沫混合液供给强度下,3％型水成膜泡沫和6％型氟蛋白泡沫可控密封圈火灾,甚至灭火;泡沫类型和泡沫混合液供给强度对油槽火全淹没时间的影响较大。该试验对大型浮顶罐低液位密封圈火灾扑救具有积极的指导意义和工程应用价值。     

燃油箱系统静电实验研究

在飞机燃油箱内填充网状聚氨酯泡沫材料(以下简称“聚氨酯泡沫”)是一种十分有效的被动抑制损伤的防爆技术。但在飞机地面加油时,燃油与聚氨酯泡沫的高速冲刷与摩擦会产生静电并可能发生静电荷的积聚而使燃油带上高的静电电压,极有可能发生静电火花放电,威胁飞机安全。为了探寻填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累规律,设计了简化的实验装置和测量系统,以几种较快的流速进行静电循环冲刷实验,并分类进行各项实验数据的整理和分析。通过Origin7.0软件采用非线性最小二乘法拟合(Levenbergmarquardt算法),编制了自定义参数初始化函数,完成了实验公式的参数求解。该参数估计不受人工干预,且拟合精度较高。通过实验和计算得到了填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累数学表达式,基本符合静电电压经典物理公式。     

不同点火模式下软质聚氨酯泡沫燃烧的实验研究*

为研究软质聚氨酯泡沫（FPUF）的燃烧行为对火灾的影响,采用锥形量热仪（CONE）分析FPUF在强制点火和非强制点火模式下的燃烧行为、热释放速率HRR、质量损失速率MLR和燃烧效率η。研究结果表明:当外部辐射≥40 kW/m2时,FPUF在2种点火模式下燃烧的HRR和MLR均出现2个明显的峰值且η约为88%;当外部辐射<40 kW/m2时,FPUF在非强制点火模式下燃烧的HRR和MLR曲线趋于单峰形式;FPUF在强制点火模式下燃烧前期为异氰酸酯（TDI）和多元醇的混合燃烧,在非强制点火模式下为TDI的挥发。根据研究结果修正现有燃料组分的热值计算方法,获得FPUF和多元醇的热值分别为（20±2）,（28±3） kJ/g。     

矿用聚氨酯硬泡密闭材料的安全性能研究

对聚氨酯硬泡密闭材料的安全性能进行测定和研究,旨在为矿井降氡技术提供可行的安全材料,从而改善铀矿开采环境,提高井下工作人员的职业安全健康水平。在材料反应机理研究的基础上,通过实验对制备出的聚氨酯硬泡密闭材料进行安全性能测试,结果表明:其发泡时间低于5min、发泡倍数达30倍以上、泡沫均匀致密;降氡效率为84.58%;压缩应力为850.60kPa,断裂拉伸应力为206.0kPa,冲击强度为2.66kJ/m2;材料贮存36个月内的密度变化率小于0.5%,压缩应力变化率小于10.5%,18个月后压缩应力变化趋势缓慢。