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氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測試（四）
來源：精細(xì)化工 瀏覽 1254 次 發(fā)布時(shí)間:2025-03-05
2.6接觸角分析
固定劑與粉塵的接觸角能非常直觀地體現(xiàn)固定劑對粉塵的潤濕能力，測定不同單體比例的共聚物水溶液與PTI-A2粉塵的接觸角，結(jié)果如圖8所示。
由圖8可知，共聚物水溶液與PTI-A2粉塵的接觸角均<90°，隨著VTES用量的增大，固定劑與PTI-A2粉塵片的接觸角逐漸減小。當(dāng)n(VTES)∶n(AM)由0增加到20∶100時(shí)，接觸角從24.8°降低至11.9°，主要是因?yàn)閂TES用量的增加賦予了共聚物水溶液更低的表面張力，而PTI-A2粉塵具有較高的表面張力，因而接觸角越來越小。固定劑與粉塵片的接觸角越小，表明固定劑能更好地潤濕氣溶膠粉塵顆粒，在空氣中固定劑與氣溶膠粉塵顆粒能更好地粘附。
圖8固定劑/粉塵的接觸角
2.7氣溶膠沉降固定性能分析
將張世鋒等制備的高黏度氣溶膠壓制劑（黏度2502 mPa·s）和本文制備的低黏度氣溶膠固定劑（選取PAM-b-PVTE-2配制成20%固含量，黏度7.2 mPa·s）進(jìn)行霧化噴淋實(shí)驗(yàn)，并對粒徑范圍在0.5~20μm的氣溶膠顆粒進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖9所示。
a—霧化噴淋張世鋒等制備的高黏度氣溶膠壓制劑；b—霧化噴淋本文制備的低黏度氣溶膠固定劑；c—自然沉降
圖9氣溶膠粒子數(shù)濃度隨時(shí)間的變化
由圖9可知，在自然沉降過程中，氣溶膠沉降速度較慢，自然沉降20 min時(shí)，氣溶膠粒子數(shù)濃度從4647.08粒子數(shù)/cm3降至3113.01粒子數(shù)/cm3，自然沉降率33.01%；霧化噴淋張世鋒等制備的氣溶膠壓制劑后，氣溶膠粒子數(shù)濃度在前10 min內(nèi)急劇降低，從4508.5粒子數(shù)/cm3降低到了1566.2粒子數(shù)/cm3，10 min以后氣溶膠粒子數(shù)濃度下降趨勢逐漸平緩，20 min時(shí)降低到1338.31粒子數(shù)/cm3，沉降固定效率為70.32%；霧化噴淋本文制備的氣溶膠固定劑后，氣溶膠粒子數(shù)濃度在前2 min內(nèi)快速降低，在2~18 min內(nèi)氣溶膠粒子數(shù)濃度呈現(xiàn)先緩慢后快速的交替下降趨勢，這是由于氣溶膠壓制劑黏度較低，霧化噴淋后的液滴顆粒較小，霧化噴淋后先有一部分顆粒較大的液滴快速沉降，并在沉降過程中對氣溶膠粉塵顆粒進(jìn)行粘附、捕捉，因此在霧化噴淋初始時(shí)，氣溶膠粒子數(shù)濃度先急劇降低；而顆粒較小的液滴仍然懸浮在空氣中，發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)，液滴逐漸與粉塵結(jié)合，發(fā)生沉降，一部分液滴與粉塵結(jié)合的液滴相互結(jié)合，由于重力作用迅速沉降，剩余液滴仍然懸浮在空氣中，繼續(xù)發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)，直至發(fā)生沉降。霧化噴淋氣溶膠壓制劑20 min時(shí)，氣溶膠粒子數(shù)濃度從最初的4787.44粒子數(shù)/cm3降至428.81粒子數(shù)/cm3，沉降固定效率為91.04%。預(yù)期可用作涉核環(huán)境下放射性氣溶膠沉降固定劑。
3結(jié)論
用RAFT法制備了PAM-b-PVTES兩親性嵌段共聚物，通過FTIR、1HNMR、GPC、DSC對共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，該共聚物是嵌段結(jié)構(gòu)。共聚物水溶液表面張力測試表明，VTES的引入能有效地降低共聚物水液的表面張力，從68.49 mN/m降低到40.44 mN/m，表面張力越小越易與氣溶膠粉塵顆粒粘附；隨著鏈轉(zhuǎn)移劑用量的減少，共聚物相對分子質(zhì)量增加，共聚物水液的黏度也逐漸增加，從3.7 mPa·s升高到8.1 mPa·s。因此，通過控制鏈轉(zhuǎn)移劑的用量能達(dá)到控制共聚物水液黏度的目的；通過接觸角測試可知，接觸角均<90°，最低可達(dá)到11.9°，共聚物水溶液對粉塵具有較好的潤濕作用；氣溶膠沉降固定實(shí)驗(yàn)表明，霧化噴淋低黏度氣溶膠固定劑對氣溶膠具有較好的壓制沉降性能，20 min時(shí)沉降固定效率為91.04%。使用RAFT法可制備得到低黏度、低表面張力的共聚物水溶液，其為便捷地控制和去除低濃度放射性氣溶膠粉塵顆粒提供了一種有效的手段。
氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測試（一）
氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測試（二）