凝胶结壳型煤尘抑制剂的制备与性能研究
计家强
石建军
安徽理工大学 化工与爆破学院,安徽 淮南 232001
摘要：为解决煤矿生产、运输及堆储过程中煤尘污染问题,降低煤矿工人尘肺职业病发病率,基于天然高分子改性理念,以黄原胶(XG)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)为复合底物,在引发剂与交联剂作用下,引入N-羟甲基丙烯酰胺(NAM)分子链进行接枝改性制得凝胶成膜组分,与表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDDS)和保水剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配,制备了一种具有凝胶网络结构的结壳型煤尘抑制剂.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征手段研究了接枝过程和抑尘机理,并通过黏度测试、溶胀能力测试和抑尘性能试验验证其性能优势.结果表明:抑尘剂中凝胶网络结构显著提升了材料的黏结性与溶胀性,可有效黏结煤粉并在煤尘表面形成致密固结层,从而提升抑尘效果;保水性能测试中,抑尘剂处理的煤样在 45℃下蒸发 5 h后保水率大于 50%;抗风蚀性能测试中,抑尘剂处理的煤样在 15 m/s风速下抗风蚀效率较传统洒水处理的煤样提高 79.5%,且固结层形貌保持完好;固结层耐候性测试中,抑尘剂处理煤样经过 7 次冻融循环试验后,固结层硬度仅下降 12%,且固结层无明显裂纹.研究表明,制备的凝胶抑尘剂可显著抑制煤尘扩散,为矿区环境保护和煤矿工人职业健康防护提供了新策略.
关键词：煤尘污染接枝改性凝胶网络结构结壳型煤尘抑制剂耐候性
分类号：TD714(矿山安全与劳动保护)
资助基金：安徽省科技重大专项基金资助项目(201903a06020003)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 91-101 )
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