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          加固媒體用聚氨酯材料的性能研究

          時間:2015-11-02 08:56:07 來源:天創聚氨酯

          1前言
          巷道鬆散煤體易片幫冒頂,造成人員傷亡;即使維護後也進風,造成煤層自燃,從而影響生產,爲解決鬆散煤體帶來的危害問題,採取灌注材料對鬆散煤體進行加固、充填尤爲有效。井下環境特殊,要求所採用的灌注材料具有與煤體粘性好、有效固結範圍大,形成的固結體有一定強度、封閉性好、質輕、化學性質穩定等特點 。由於加固用聚氨酯材料可滿足以上特性近年來,國內外學者對加固用聚氨酯材料進行了大量的研究,並應用於鬆散煤體的加固,取得良好效果  。
          2加固用聚氨酯材料的特性
          聚氨酯合成材料(PUR)自1937年由德國人Bayer發明以來,現已廣泛應用到各種生產領域,它具有以下特性:
          1)材質輕、力學性質優良。
          2)能與一些添加劑組成化學漿液,遇水後能立即與之反應,產生氣體,造成體積膨脹並最終形成一種不溶於水的、有一定強度的膠凝體 。
          3)其漿液與水反應,逐漸形成不透水的固結層,可用於封堵強烈的涌水和阻止地基中流水 。
          4)在漿液生成固體物質同時,釋放出氣體。能借助氣體壓力把漿液材料進一步壓進酥鬆地層的空隙,使多孔性結構的地層充填密實 。
          5)與土粒結合力大,形成高強度的彈性固結體。
          能充分適應地基的變形,一旦固結,使地基不再發生龜裂、崩壞等現象,從而得到補強。
          6)在含水地層中,漿液的固化不會受到地下水沖淡的影響。在漿液的反應過程中,基於氣體的漲泡作用,有效固結區將迅速增大,體積可比其他化學漿液大得多。
          7)漿液的粘度可根據具體施工工程的需要進行調節。調節漿液的固化速率也十分簡便。
          8)注漿施工的設備與工藝簡單,投資少 。
          3加固用聚氨酯灌漿材料基材的選取
          一般加固用聚氨酯漿液材料是由末端含異氰酸酯基團的聚氨酯預聚體爲基材加上溶劑、化劑、緩凝劑、表面活性劑、增塑劑以及其它改性試劑等組成[2]。
          3.1 多異氰酸酯化合物的選取對於加固煤層,凡是含二官能度以上的異氰酸酯化合物均可採用,但具體選擇時,要考慮其來源、價格、毒性以及製得的預聚體性能等因素  。
          一般用於合成預聚體的多異氰酸酯有甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-1,4-二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、苯二甲撐二異氰酸酯、己二異氰酸酯以及多甲基多苯基二異氰酸酯等。
          值得指出的是,在合成預聚體中應注意異聚氰酸酯的官能度與聚醚多元醇的配合使用。二官能度的異氰酸酯可與任何官能度的聚醚多元醇配合使用 。二官能度大於2的異氰酸酯,只能與二官能度的聚醚二元醇配合使用,否則,預聚體粘度過大甚至膠凝 。

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