聚氨酯泡沫吸附储存汽油的吸附机理及其实验研究

网状聚氨酯泡沫不仅具有很强的吸附能力，还具有较强的抑爆能力及冲击波缓冲能力，将汽油吸附储存其中是以SFAM技术为基础的储油技术。该技术可大大提高汽油储存的安全性、可靠性和可空投性，使得汽油在储存中具有不易燃烧爆炸、不怕枪击弹打、不易泄漏流失、易于无伞空投等优点，其军事价值巨大。项目研究的目标是实现网状聚氨酯泡沫对汽油的最大吸附能力，但也为后续抑爆性能及冲击波缓冲性能的最优化打下理论和实验基础。.项目研究中提出网状PU泡沫对汽油的吸附必须为物理吸附的理由，并从吸附势能理论的分析和计算入手，用密度泛函数法（DFT）计算范德华势能，用伯努利方程计算毛细凝聚势能，并以精确测量吸油率的方法验证计算结果。结合试验验证，通过计算建立了比表面积与范德华势能间的函数关系，同时也建立了网孔直径与毛细凝聚势能间的函数关系，通过数学极值的求解，进而得到吸附势能的最大值及其相应的PU泡沫网孔结构特征。

聚氨酯泡沫吸附储存汽油是吸附储存液体燃料技术（SFAM技术）的具体应用。网状聚氨酯泡沫对汽油的吸附机理及其实验验证是SFAM技术的重点和难点之一。本项目制备了的桔色、黄色和灰色3种不同孔结构的网状聚氨酯泡沫。采用量子化学中的密度泛函方法进行计算，获得聚氨酯三个分子片段与汽油三个代表性分子之间最佳吸附构型和吸附能；采用SEM图像分析法对泡沫孔结构进行分析，获得有效平均孔棱尺寸，研究单位孔体积、单位比表面积与范德华作用势能、毛细作用势能之间的关系，从两个角度推断出对于同吸附质2号黄色泡沫具有最大的毛细吸附势能；对真密度、堆密度、孔隙率、比表面积等重要孔结构参数进行了实验测算，间接推断出2号泡沫具有最大吸附量；改造实验平台，直接测量3种泡沫对汽油代表成分的吸附量，以验证图像分析法和间接实验法所获得的有关吸附能和吸附量的结论。