我国是以煤炭作为主要能源的国家之一,由于煤炭在开采、储存、运输以及在使用过程中存在因欠缺环保意识而造成的不合理利用现象,从而造成煤炭资源的浪费以及空气质量的恶化。近几年,每到冬季,雾霾都会笼罩我国的大部分地区,造成这一大气污染的主要原因之一就是煤炭在开采、运输过程中产生的大量煤尘飘散到空气中以及居民冬季燃煤供暖。煤尘污染不仅会使空气质量大幅度下降,而且会严重影响人体健康,因此,有效控制煤炭储运中的煤尘污染对环境保护尤为重要。本文针对这种煤尘污染,采用超声辐射技术,制备了两种兼具黏结性及成膜性的环保抑尘剂。具体方法及内容如下:(1)以价格低廉的凹凸棒土为主要原料,使用丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)作为共聚单体,OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)、MS-1(烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠)分别为非离子型与离子型乳化剂(其质量比为1:1.4),通过种子乳液聚合的方法合成了一种高分子抑尘剂乳液。探讨了单体配比、凹凸棒土(前期以超声技术进行改性)用量、引发剂用量、交联剂用量、乳化剂用量和反应温度对产品性能的影响,通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等对形成的共聚产物进行了结构表征及分析,并对共聚产物形成的抑尘剂进行了保水性测试、抗风蚀性测试、抗震荡性测试、温度适应性及抗压性测试。结果表明,当单体配比m(BA):m(St)=7:3,引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠的用量(mKPs:mNaHSO3=3:2)为0.8wt%(对单体的总质量,下同),交联剂二乙烯基苯(DVB)的用量为0.5wt%,乳化剂用量为5.0wt%,凹凸棒土的用量为2.0wt%,反应温度控制在80℃时,所制备的抑尘剂喷洒在煤粉表面后,在环境温度为25℃的条件下,连续放置40 h后保水率仍可达到59.91%,连续吹扫3 h后煤粉损失率仅为0.58%,震荡40 h后煤粉损失为3.18%,而且在温度为-20～60℃时煤粉模型的抗压强度远大于0.02 MPa,由此可推断出这种抑尘剂保水性能很好,同时也表现出良好的抗风蚀性能及环境适应能力。(2)考虑到成本及环保因素,选用羟丙基甲基纤维素为原料,采用丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)做为共聚单体,在超声波辅助下接枝共聚合成出了一种具有良好性能的羟丙基甲基纤维素/丙烯酸/丙烯酰胺型抑尘剂,加入少量其它助剂以提高成膜柔韧性以及溶液稳定性。并对超声技术下单体配比、交联剂用量、引发剂用量和超声功率、时间等反应条件进行了研究,确定了各项工艺条件对所制备产品性能的影响,并通过FT-IR、XRD、TGA、SEM、差示扫描量热法(DSC)等对制备的抑尘剂进行了结构表征及分析,并测定了接枝率,同时对产品的成膜性、保水性、抗振荡性以及抗风蚀性进行了进一步测试。结果表明:当单体AA与AM的质量比为3:1,引发剂过硫酸铵(APS)的用量为1.0wt%,交联剂二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)用量为0.5wt%,超声功率在200W时反应70min,即制得抑尘效果优良的抑尘剂。所制备的抑尘剂在环境温度为25℃的条件下,连续放置40 h后煤粉的保水率仍可达到74.52%,连续吹扫3h后煤粉仅损失1.26%,震荡40 h后煤粉损失率为4.80%,说明该抑尘剂的保水性、抗风蚀性、抗震荡性等性能均良好。