摘要
聚丙烯酸类高吸水聚合物（PAA-SAP）在矿井水基抑制剂液管道输送过程中快速吸水膨胀，导致流动阻力增大，并可能造成堵塞。为提高其水相结构稳定性，研究采用旋喷与热风固化工艺将聚乙烯醇（PVA）涂覆于PAA-SAP颗粒表面，并引入硼砂以调控涂层结构。通过稳定性测试、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线能谱仪（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、干膜溶胀试验及失重分析等方法，评估了PVA浓度、涂层厚度、温度和流体力学扰动对涂层性能的影响。结果表明，10%浓度的PVA配方表现出良好的成膜性和加工性能；增加涂层厚度可延长结构保持时间，而较高的温度和较强的扰动则会加速水合与失效过程。在涂层厚度为0.30 mm、实验室流体力学扰动参数为2.5 m·s?1的条件下，硼砂改性PVA涂层约在16 min后失效，而PVA涂层和PVA/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）涂层分别仅维持10 min和12 min。硼元素的引入及可能的硼-氧相互作用限制了分子链的活动性，提高了涂层的致密性和稳定性。基于46组数据的幂律模型表现出良好的插值性能（决定系数（R2）= 0.9421；平均绝对百分比误差（MAPE）= 5.44%）。失效过程涉及溶胀、凝胶化、网络弱化、开裂及链溶解等环节，其中核部溶胀可能促进裂纹扩展。上述结果为涂层参数的选择及后续矿井规模的管道验证提供了支撑。
