近年来,我国煤矿瓦斯煤尘爆炸重特大安全事故频频发生,造成极大经济损失和人员伤亡。本申请项目拟通过研究甲烷助水溶物结构与性能关系以及除尘剂结构与性能关系,以具有资源优势和性能优势的淀粉为原料设计合成具有选择性高效溶解吸收瓦斯和高效除尘功能为一体的、高安全性、经济性的煤矿专用两亲性淀粉。并利用其溶解吸收瓦斯和除尘性能,使井下煤尘和瓦斯浓度降低到安全标准,并回收利用甲烷和煤尘。这类煤矿专用化学品的成功设
本项目以淀粉为原料制备具有吸收瓦斯和抑尘功能为一体的煤矿专用淀粉化学品。经一年的刻苦研究成功地利用微波和传统加热干法,高效率地制备了一系列水溶性淀粉衍生物,为以绿色工艺制备此类淀粉化学品打下了良好基础。进一步在上述含有亲水基团的淀粉衍生物中引入疏水基团制备了四种新型两亲性淀粉。对其水溶液性能的研究结果表明,具有良好的表面活性,表面张力达40 mN.m-1左右,但与传统的煤矿专用小分子表面活性剂相比无毒、价廉,且由于是淀粉衍生物具有降尘剂所需的良好的保湿、粘合、成膜、重复吸水性能,因而不需要和其他物质混合使用,是一种理想的煤矿专用抑尘剂;另外,与小分子表面活性剂一样具有临界胶束浓度,而其黏度性能研究结果表明,随着疏水基团取代度的提高黏度急剧下降,说明葡萄糖链上的疏水集团具有强烈的疏水缔合作用,使高分子链卷曲,而疏水基团聚集成疏水区可用于甲烷的吸附。已在国内外发表研究论文6篇,其中被SCI收录4篇,还有2篇已录用,待发表。此项研究为用淀粉化学品,防治煤矿瓦斯/煤尘灾害打下良好的理论基础。