發(fā)布時間：2020-11-20 03:27

　　 干水粉體是一種具有膠囊結(jié)構(gòu)的含水粉體,其制備過程較為簡單便捷,特殊的結(jié)構(gòu)使得干水粉體內(nèi)部含有比重達(dá)90%的水的同時保持其粉體顆粒的外觀和分散性。但由于結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定定性,干水粉體易在生產(chǎn)、儲存、運輸中發(fā)生破裂而失去效能。本文在普通干水粉體的基礎(chǔ)上加入海藻酸鈉,制備得到凝膠-干水粉體。研究了凝膠-干水粉體的制備條件對產(chǎn)物形態(tài)的影響,通過粉體的微觀形態(tài)和表觀狀態(tài)的對比確定最佳制備條件。測試并對比了普通干水、海藻酸鈉溶液-干水、凝膠-干水粉體的流動性、耐壓性和保水性,分析了三種粉體物理性能差異的主要原因。利用自行搭建的中小尺寸滅火實驗平臺測試凝膠-干水粉體對B類火的抑制效果,并與ABC干粉進(jìn)行對比,研究了粒徑、有效滅火成分對凝膠-干水粉體滅火效能的影響。凝膠-干水粉體的形成主要分為兩個階段:1)在高速攪拌狀態(tài)下溶液與疏水性納米二氧化硅混合形成干水粉體;2)在靜置或低速攪拌的狀態(tài)下,干水粉體內(nèi)部的溶液逐漸轉(zhuǎn)化為凝膠,形成凝膠-干水。因此,分別對這兩個階段所需的制備條件進(jìn)行了研究。以凝膠成形前后體積變化為考察對象,通過正交試驗確定最佳的原料配比為:海藻酸鈉濃度為1.5%、碳酸鈣濃度為0.3%、葡萄糖酸內(nèi)酯濃度為0.5%。分別以不同的固-液比、攪拌時間以及攪拌速率制備海藻酸鈉溶液-干水,通過觀察并對比產(chǎn)物的形態(tài)確定制備條件的影響,結(jié)果表明:固-液比為9:100、攪拌時間超過300 s、攪拌速率為3000 rpm時制備得到的干水粉體的形態(tài)較為均勻、分散性良好。利用流出速度和堆積角表征粉體的流動性,通過靜態(tài)壓力實驗和離心實驗對比三種粉體的耐壓性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明:干水粉體顆粒形態(tài)較不均勻,其堆積角大于30°,在離心轉(zhuǎn)速為1000 rpm時就會被破壞;海藻酸鈉溶液-干水粉體形態(tài)較為均勻,其堆積角小于30°,在離心轉(zhuǎn)速為2000 rpm時會被破壞;凝膠-干水的粉體形態(tài)與SA-DW粉體類似,其堆積角小于30°,在4000 rpm離心轉(zhuǎn)速下只有少量水被離心釋放出來。相比于DW粉體,凝膠-干水粉體的流動性、耐壓性都有較大的提升。滅火實驗中,在固定的實驗條件下,三種干水粉體的滅火成功率達(dá)到了8/10,而普通ABC干粉10次實驗中只成功了兩次,凝膠-干水粉體的最大降溫速率為24.5℃/s,略低于普通干水粉體的27.6℃/s。對比不同粒徑的凝膠-干水粉體的滅火效能后發(fā)現(xiàn),粒徑為150~300μm的凝膠-干水粉體最大降溫速率為27.1℃/s,高于其他粒徑區(qū)間的凝膠-干水粉體。在添加了不同的有效滅火成分后,凝膠-干水粉體的滅火效能有明顯提高,而在三種選定的有效滅火成分中,效果最好的是NH_4H_2PO_4。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ569
【部分圖文】：

不僅可以通過改變油和水的比例來實現(xiàn)，也可以通過改變固體粒子的親/疏水性來達(dá)到。如圖2-1 所示，如果將“水/油”乳液中的油相替換為空氣，那么得到的就是泡沫體系。與 Pickering 乳液的相轉(zhuǎn)變類似，通過改變固體粒子的親/疏水性即接觸角 θ，就可以得到由固體粒子包裹液滴分散于空氣中形成的“水/空氣”乳液體系，其中由固體粒子包裹液滴形成的具有囊狀結(jié)構(gòu)的粉體被稱為干水粉體（圖 2-1）。干水即是由疏水性的固體微粒與水或水溶液混合，在分散及攪拌的過程中形成的固態(tài)粉體。在疏水性固體微粒與水混合過程中，固體微粒會在液體表面張力的作用下吸附于氣-液界面上，并在靜電力和表面張力的共同作用下自組裝形成一層膜。當(dāng)液體被剪切分散成細(xì)小的液滴時，疏水性固體微粒所形成的膜就會完全包裹住液滴，最終形成干水粉體。盡管疏水性固體微粒在氣-液界面上的吸附幾乎不可逆

表 2-1 實驗材料及設(shè)備供應(yīng)廠商 SiO2紹興市利潔化工有限公司 上海國藥試劑集團(tuán) 上海國藥試劑集團(tuán) GDL）江西新黃海醫(yī)藥食品化工有限公自制分散機 杭州齊威儀器有限公司 鳳凰光學(xué)集團(tuán)有限公司頻分散機采用變頻電機，它具有體積小等優(yōu)點，數(shù)字直接顯示轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，并不同的試驗需要。轉(zhuǎn)速范圍 60~8000 r

圖 2-4 顯微鏡驟種天然多糖，可溶于水，其水溶液中的海Cd2+等發(fā)生交聯(lián)作用，并形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以海藻酸鈉為凝膠劑制備凝膠-干水粉體。 GDL，利用 GDL 在水解過程中緩慢釋放 CaCO3中的 Ca2+，與海藻酸形成凝膠。備過程如圖 2-5 所示：度的海藻酸鈉溶液，然后加入一定質(zhì)量分加入一定量的 GDL 和一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的疏間，得到凝膠-干水粉體。
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本文編號：2890871