文档名：玻璃纤维滤材的疏水改性及过滤性能
摘要：闭式循环过程会产生大量放射性气溶胶,其高湿、高酸、高放射性的特点导致基于玻璃纤维滤材的高效过滤器失效快、更换频率高.为解决上述问题,提出对传统的玻璃纤维滤材进行疏水性改性,以提高玻璃纤维滤材对苛刻工况的耐受性.利用低表面能改性剂(聚二甲基硅氧烷)对滤材进行化学性疏水性改性,通过引用SiO2纳米颗粒物进行微结构构造,进一步改善疏水效果.借助SEM、FTIR、接触角测量仪等手段对改性效果进行了分析,并进一步研究了改性滤材的过滤性能.研究结果表明:改性方案能够有效改善玻璃纤维滤材的疏水性,并提高其耐湿性;单纯化学改性滤材的静态接触角可达146°,引入SiO2纳米颗粒物后改性滤材的接触角超过150°;当改性剂中聚二甲基硅氧烷质量分数为2.0%、SiO2纳米颗粒物质量分数为0.5%时,所得GF-PS-0.5滤材展现出最优的耐酸性,主要源于化学性疏水和结构性疏水的有效协同;GF-PS-0.5在经受足量的γ照射后,疏水性保持稳定,表明其良好的耐辐照性;改性滤材仍然保持了优异的过滤性能,其过滤效率超过99.99%.改性过程在提高滤材耐受性的同时,没有影响其过滤性能,展现出良好的应用前景.
Abstract：Theclosed-cycleprocesswillgeneratealargenumberofradioactiveaerosols,anditshighhumidity,highacidity,andhighradioactivityleadtorapidfailureandhighreplacementfrequencyofglassfiberhigh-efficiencyfilters.Inordertosolvetheaboveproblems,hydrophobicmodificationofthetraditionalglassfiberfiltermaterialwasproposedtoimproveitstolerancetosevereconditions.Thelowsurfaceenergymodifier(polydimethylsiloxane)wasusedtorealizethechemicalhydrophobicityoffiltermaterial.ThemicrostructurewasconstructedbyintroducingSiO2nanoparticlestofurtherimprovehydrophobicity.ThemodificationeffectwasanalyzedbymeansofSEM,FTIRandcontactanglemeasuringinstrument,andthefiltrationperformanceofthemodifiedfiltermaterialwasfurtherstudied.Theresearchresultsshowthatthemodificationcaneffectivelyimprovethehydrophobicityoftheglassfiberfiltermaterialandimproveitsmoistureresistance.Thestaticcontactangleofthesimplychemicallymodifiedfiltermaterialcanreach146°,andthemodifiedfiltermaterialaftertheintroductionofSiO2nanoparticlesexhibitanangleofmorethan150°.WhenthemassfractionofpolydimethylsiloxaneandSiO2nanoparticlesis2.0%and0.5%,respectively,thecorrespondingfiltermaterialGF-PS-0.5showsthebestacidresistance,whichismainlyduetothesynergyofchemicalhydrophobicityandmicrostructuralhydrophobicity.ThehydrophobicityofGF-PS-0.5remainsstableafterasufficientamountofγ-irradiation,indicatingitsgoodradiationresistance.Themodifiedfiltermaterialmaintainsexcellentfiltrationperformance,andthefiltrationefficiencyexceeds99.99%.Themodificationprocesscanimprovethetoleranceoftheglassfiberfiltermaterialwithoutinfluencingthefiltrationperformance,showingagoodapplicationprospect.
作者：陈欣 俞杰 李永国 李昕 林中鑫 裴鉴禄 郑芹 刘涛 张昭辰 刘经国 张继荣Author：CHENXin YUJie LIYongguo LIXin LINZhongxin PEIJianlu ZHENGQin LIUTao ZHANGZhaochen LIUJingguo ZHANGJirong
作者单位：中国辐射防护研究院,太原030006
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(4)
分类号：TQ343+.1
关键词：闭式循环 玻璃纤维滤材 疏水改性 耐酸性 耐辐照性
Keywords：closed-cycleprocess glassfiberfiltermaterial hydrophobicmodification acidresistance radiationresistance
机标分类号：O631TQ326.4TQ427.26
在线出版日期：2024年4月28日
基金项目：国家级科研项目玻璃纤维滤材的疏水改性及过滤性能[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(4)陈欣 俞杰 李永国 李昕 林中鑫 裴鉴禄 郑芹 刘涛 张昭辰 刘经国 张继荣闭式循环过程会产生大量放射性气溶胶,其高湿、高酸、高放射性的特点导致基于玻璃纤维滤材的高效过滤器失效快、更换频率高.为解决上述问题,提出对传统的玻璃纤维滤材进行疏水性改性,以提高玻璃纤维滤材对苛刻工况的耐受性...参考文献和引证文献
参考文献
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