新型三相凝胶泡沫对PMMA粉尘爆炸的抑制机制与实验研究

为解决工业粉尘爆炸高风险问题，中国研究人员针对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉尘开展三相凝胶泡沫抑制技术研究。通过对比水雾与新型泡沫对200-2000目PMMA粉尘的抑制效果，发现该泡沫可使火焰长度降低32.09%、峰值速度减少59.73%，并通过TG-DSC、SEM等多技术揭示其热稳定性与粘附屏障机制，为工业防爆提供创新解决方案。

　　

在化工、制药等工业领域，粉尘爆炸如同潜伏的"隐形炸弹"，每年造成大量人员伤亡和财产损失。其中，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为广泛应用于建筑、电子等领域的透明材料，其粉尘爆炸风险尤为突出。现有干粉灭火剂和水雾抑爆技术存在成分单一、抑爆效率有限等缺陷，特别是对二次爆炸的防控能力不足。面对这一重大安全挑战，中国研究人员创新性地开发出三相凝胶泡沫抑爆技术，相关成果发表在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》上。

研究团队采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术，系统分析了200-2000目PMMA粉尘的爆炸特性，并对比水雾与新型泡沫的抑爆效果。通过20L球形爆炸装置测试不同浓度(128-641 g/m³
)粉尘的爆炸参数，结合材料表征手段揭示抑爆机制。

材料特性分析
TG-DSC显示三相凝胶泡沫在800°C高温下仅失重14.55%，其多层分解阶段产生的吸热效应可有效吸收爆炸能量。SEM观测证实泡沫能形成致密覆盖层，XRD证实其可干扰PMMA分子链有序排列。

爆炸特性研究
500目PMMA在128 g/m³
浓度下爆炸强度最高，火焰传播速度达24.3 m/s。粒径减小导致比表面积增大，使氧化反应更剧烈；浓度升高则增加单位体积可燃物质量。

抑爆效果对比
新型泡沫对500目PMA的抑爆效率显著优于水雾：火焰长度减少32.09%，峰值速度降低59.73%，火焰出现时间延迟332 ms。其三维网络结构既能物理隔离氧气，又能通过凝胶组分捕获自由基中断链式反应。

这项研究开创性地将多相凝胶材料应用于粉尘爆炸防治领域。泡沫材料独特的"屏障-冷却-化学抑制"三重机制，特别是对二次爆炸的预防能力，为工业防爆提供了革命性解决方案。该技术不仅适用于PMMA粉尘，其设计理念还可拓展至其他可燃粉尘的爆炸防控，具有重大的工程应用价值和社会经济效益。未来通过优化泡沫配方和喷射系统，有望构建更完善的工业安全防护体系。