在高温矿粉成型（尤其是 1000-1300℃烧结阶段）中，高粘聚丙烯酰胺凭借 “分子链热稳定化 + 界面反应强化” 的双重策略，构建了一套系统性稳定方案 —— 这种方案不

仅解决了传统粘合剂的高温失效问题，更通过分子设计引导矿粉颗粒实现 “低温成型 - 高温协同烧结” 的gao效转化，成为高温矿粉成型的核心技术支撑。

一、高温环境下的成型挑战与稳定核心

高温对矿球的破坏源于三大矛盾：

粘合剂热分解：传统淀粉、CMC 在 200℃以上脱水碳化，膨润土的蒙脱石层状结构在 800℃以上因脱水收缩失去粘结力，导致矿球内部应力集中、裂纹率超 30%；

颗粒热膨胀失配：不同矿粉（如 Fe₂O₃与 SiO₂）热膨胀系数差异达 50%，传统粘合剂无法缓冲由此产生的内应力，导致矿球开裂；

水分剧烈流失：高温下粘合剂膜中的自由水快速蒸发，传统材料因缺乏弹性网络支撑，无法抵抗体积收缩，形成直径 50-100 微米的微裂纹。

高粘聚丙烯酰胺的稳定核心在于：通过分子链的热降解抗性与高温下的界面化学作用，将粘合剂从 “高温失效源” 转化为 “烧结促进剂”。

二、高温稳定的分子级作用机制

1. 低温成型阶段：弹性网络预强化

在常温造粒时，分子量 1800 万 - 2500 万的高粘聚丙烯酰胺形成三维弹性网络：

跨颗粒桥联：长链分子通过酰胺基与矿粉羟基的氢键（键能 40kJ/mol）、羧基与金属离子的配位键（键能 60kJ/mol），将颗粒初步固定，生球抗压强度达 400N / 个以上，

为高温烧结提供结构基础；

水分调控：分子链的亲水基团锁住 10%-15% 的结合水，形成纳m级水合膜，避免高温时水分骤失导致的收缩应力，使矿球在升温过程中水分迁移速率减少 20%。

2. 中温过渡阶段：碳化桥联缓冲应力

当温度升到 200-600℃，聚丙烯酰胺发生 “碳化转变”：

碳质网络形成：分子链脱水后形成直径 1-2 微米的碳质桥联结构，暂时维持颗粒连接，为矿粉颗粒间的 “颈部生长”（烧结初期的颗粒结合）争取时间，使烧结起始温度从

 1100℃降到 1050℃；

应力缓冲：碳质链段的弹性形变可吸收 50% 以上的热膨胀应力，将矿球内部裂纹发生率从传统工艺的 25% 降到 8% 以下。

3. 高温烧结阶段：矿化反应促进粘结

温度突破 600℃后，聚丙烯酰胺完成 “碳化 - 矿化” 转化：

化学键合强化：残留的含氧官能团（如羧基分解后的 - COO⁻）与矿粉中的 Fe³+、Ca²+ 形成耐高温的金属 - 氧键（键能＞80kJ/mol），促进 Fe₂O₃颗粒间的固相烧结，使烧

结后矿球抗压强度达 2500N / 个以上，较传统材料提高 30%；

烧结致密化：分子链碳化后留下的微孔隙（孔径 10-20 微米）引导液相（如硅酸盐熔体）均匀渗透，使矿球致密度提高 15%，抗渣侵蚀能力增强。

三、优势与应用前景

强度保持率：1000℃保温 2 小时后抗压强度保持率达 85%（传统材料仅 50%）；

能耗减少：烧结温度可减少 50-80℃，吨矿能耗下降 12%；

环保合规：高温下wan全分解为 CO₂和水，无硫氮污染物释放，契合电炉炼钢、直接还原铁等低碳工艺的需求。

从铁矿到有色金属矿的高温成型实践证明，高粘聚丙烯酰胺的稳定方案不仅是材料层面的创新，更是 “分子设计引导高温冶金反应” 的工程典范。当矿球在 1200℃的炉膛中

完成从 “高分子粘结” 到 “矿物自粘结” 的转变，其内部的每一道分子链碳化痕迹，都在诉说着材料科学与高温工艺的深度协同 —— 这或许就是高温矿粉成型中，高粘聚

丙烯酰胺给出的终ji稳定答案。