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文献综述 蒙脱土/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料 1前言 矿井下地质条件复杂，富含水的破碎围岩日益增加，水害问题对矿井的正常开采，特别是对深度开采造成了极为不利的影响[1]。为此，采用注浆方法削弱水体对泥岩体强度的弱化作用成为治理水害、控制巷道变形的有效途径之一。 注浆是一种比较成熟的岩体加固技术，在煤矿井下采煤工作面和巷道的加固、巷道顶板涌水的封堵、坝体坝基防渗堵漏、基坑加固、海底隧道、建筑物抬升或纠偏、边坡和地基加固等工程中都得到了广泛的应用。与此同时，各种注浆新材料、新工艺和新设备层出不穷，极大地促进了注浆技术的发展[2]。其中,聚氨酯化学注浆材料已成为应用最广泛,应用量最大的品种之一, 在聚合物材料中，聚氨酯材料具有特殊的微相分离结构,性能优越,应用广泛。 2 聚氨酯注浆材料简介 聚氨酯灌浆材料是由聚氨酯预聚体与添加剂(溶剂、催化剂、缓凝剂、表面活性剂、增塑剂等)组成的化学浆液。其主要成分是过量二异氰酸酯(或多异氰酸酯) 与聚醚多元醇反应而制得的端异氰酸酯基(NCO)预聚体。一般是单液型，也可以是双液型；遇水后能立即分散 乳化，发生化学反应产生二氧化碳，进而膨胀固结，最终生成一种不溶于的固结体[3]。 2.1聚氨酯注浆材料的作用机理 针对井下复杂的地质和水文条件，经综合分析，将聚氨酯注浆材料的作用机理主要归结为：填充压密作用、黏结作用、网络骨架作用及转变岩体破坏机制作用[4,5]。 网络骨架作用。在加固施工过程中,化学浆液在泵压、自身膨胀压力以及微裂隙毛细管作用下 ,挤压或渗透到煤岩体的大小裂隙中去,反应固结后 ,在煤岩体内形成了新的网络骨架结构。从而使煤岩体保持其整体性 ,并具有较高的残余强度和承载能力。粘结补强作用。加固材料可将煤壁前方己处于塑性状态的破碎煤岩体粘结在一起,并可适应较大的顶板下沉而保持其勃聚力,使煤壁处的煤岩体保持完整并有一定的承载能力。充填压密作用。化学浆液在泵压和自身反应形成的膨胀压力作用下,可将互相连通的煤岩体裂隙充满,还可对煤岩体整体起充填压密作用。这种作用的结果是使煤岩体的弹性模量提高,强度也相应提高。转变破坏机制作用。当裂隙内充满加固材料后 ,将变为三维应力状态。在受压情况下,煤岩体在三维应力状态时的强度极限将比在二维或一维时显著增大,并且脆性减弱、塑性增强。因此化学注浆加固也起到了转变破坏机制和增强煤岩体强度的作用[5]。 2.2聚氨酯注浆材料的特点 　聚氨酯泡沫塑料是一种新型的高分子合成材料, 具有优良的物理力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能, 尤其是硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率特别低, 是一种优质的绝热保温保冷材料。聚氨酯泡沫塑料的密度大小及软硬程度均可以随着原料及配方的不同而改变, 而且成型施工方便, 因此应用范围十分广泛, 几乎渗透到国民经济各部门, 特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍, 已经成为不可缺少的材料之一。但是近几十年来,聚氨酯材料的易燃性和强度面临巨大的挑战。目前许多科学家正致力于聚氨酯阻燃性及其强度的改善及技术的实现。 2.3聚氨酯注浆材料的应用及发展 目前，化学灌浆技术已在我国水电建筑交通和采矿四大领域得到广泛应用，聚氨酯化学灌浆材料已成为应用最广泛应用量最大的品种之一。1973年，天津大学等 5 个单位最早研制出聚氨酯堵水化学注浆材料（氰凝）；1974 年，华东水电勘察设计院科学研究所研制出水溶性聚氨酯化学注浆材料；1979年，长江科学院广州化学研究所等单位为解决葛洲坝水利枢纽工程的薄层封闭式护坦止水，研制出弹性聚氨酯化学注浆材料[3]。 聚氨酯注浆材料由于粘度适中、凝结时间可调，其固结成的聚氨酯泡沫具有质量轻，导热系数低，耐化学腐蚀等特点[6]，在环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酰胺等众多化学注浆材料中独占鳌头。但是由于聚氨酯注浆材料的固结体强度有待进一步高、氧指数较低等问题，使研究人员积极对其进行改性。力学性能改性的基本思路为在保证聚氨酯结构不变的前提下，在整个体系中加入适当助剂，以求得到高力学性能的聚氨酯固结体[7~8]。其方法主要有纤维改性、微粒改性、聚合物合金（互穿聚合物网络）和复合改性[9] 。 3蒙脱土简介 蒙脱土 (Mont morill onite,简称 MMT)矿藏资源十分丰富,价格低廉,性能优良,可用于轻工、石油、冶金、沙漠治理、污水处理、药品等多种行业,被人们誉为“ 万能材料 ”。由于其特殊的构,MMT在制备纳米复合材料领域起着举足轻重的作用[10]。 早在20 世纪80 年代,Okada 等人首先合成了PA6/ MMT纳米复合材料 ,发现与传统的聚合物/无机填料复合材料相比,具有优异的力学、热学和气液阻透等性能 ,此后聚合物/蒙脱土纳米复合材料就受到了极大的关注[11] 。 我国蒙脱土资源丰富 ,但开发利用