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本论文采用了化学改性法制备了一种新型的改性聚丙烯酰胺(MPAM),以其浆液为主剂,制备了一种新型聚丙烯酰胺灌浆材料。同时又利用MPAM浆液与超细水泥进行物理共混,制备了一种性能优异的聚合物基水泥复合灌浆材料,并取得了理想的效果。
本论文首先采用自由基法制备了一种低分子量部分水解的聚丙烯酰胺(PAM),主要研究了引发剂的量,链转移剂的量、水解程度、聚合温度以及聚合时间对聚丙烯酰胺分子量,单体转化率及对由MPAM配制的浆材固结体压缩性能的影响,确定了最佳合成工艺,并利用凝胶渗透色谱(GPC)对合成的PAM的分子量进行了表征。
利用上述方法合成的部分水解聚丙烯酰胺与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行开环反应,制得了一种侧基上含有活泼双键的改性聚丙烯酰胺(MPAM)。主要研究了单体配比、反应时间,反应温度、乳化剂对该反应的影响,利用红外光谱(IR),核磁共振(1H-NMR)证实了MPAM的化学结构。
以改性聚丙烯酰胺(MPAM)浆液为主剂,配以引发剂,促进剂,共聚单体等组分,混合均匀即制得改性聚丙烯酰胺灌浆材料。研究了材料各组分对浆液性质,凝胶时间以及浆材凝胶体力学性能的影响,从实验结果可知该浆液粘度小,凝胶体力学性能优异,主剂浓度为16%时,纯凝胶体的压缩强度可达0.45MPa。并利用扫描电镜观测了干凝胶体的微观结构。
用改性聚丙烯酰胺浆液与超细水泥进行物理共混,制备了一种一种聚合物基超细水泥复合灌浆材料,并研究了水泥浆体浆液性质和力学性能。实验结果表明,改性后水泥固结体的抗压强度稍微降低,其弯曲强度和韧性却有很大的提高。利用X-射线(WAXD),热重分析(TGA)、红外光谱(IR)以及扫描电镜(SEM)等技术研究了MPAM对水泥固化的影响。
本论文制得的改性聚丙烯酰胺灌浆材料,不仅将丙凝浆材的毒性降到最低值,减少了对环境的污染,同时具有丙凝浆材的优异性能。同时,制备的聚合物基超细水泥复合灌浆材料具有很好的韧性,并具有一定的抗压强度。可以断定,该改性聚丙烯酰胺浆材和由它配制的聚合物基水泥复合灌浆材料将在防渗堵漏领域具有良好的发展和应用前景。