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重离子微米孔膜防尘口罩滤芯的研制
作者:管理员    发布于:2016-01-14 17:11:16    文字:【】【】【

  原子能科学技术重离子微米孔膜防尘口罩滤芯的研制梁海英1,吴振东1,刘永辉1,马晓12,吴家键1(1.中国原子能科学研究院核物理研究所,北京102413;。南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001)机构测试,该口罩滤芯过滤效率为99. 7,达到国家标准GB2626―2006呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器KN95的标准;呼吸阻力小于180Pa,低于国家标准350空气中含大量微米级悬浮固体粉尘,随呼吸进入呼吸道,其中10ym以上的粉尘约有3050被鼻腔阻留,大部分排出体外。

  10ym以下的粉尘被吸入人体后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。长期吸入高浓度的可吸入性粉尘,特别是15ym粉尘,滞留肺内将导致肺纤维化的全身性疾病一尘肺病。尘肺病是中国严重的职业病,其中煤、矽肺病所占比例大,威胁矿工的生命和健康,也给国民经济造成巨大损失。因此深入研究尘肺病的预防非常有意义,而佩戴高效防尘口罩是目前直接的方法。

  重离子微孔膜是高分子薄膜经加速器重离子束流辐照后再经化学蚀刻处理制备出的一种优质微孔膜,是一种精密过滤和筛分粒子的理想滤膜。在医疗、环境、食品等领域得到广泛的应用。重离子微孔膜具有规则的圆柱孔形,孔径均匀致,用作过滤材料可完全阻止比其孔径大的粉尘,截留特性好。另外,重离子微孔膜还具有机械强度大、表面平整光洁、不脱落、热稳定和化学稳定性好等诸多优点。

  本工作采用重离子微孔膜作为主要过滤材料开发新型高效防尘口罩滤芯,基于,包括粉尘采样器、流量计、调节阀及采样泵(1OL/min)。

  粉尘采样器由圆柱体的框架和两侧的重离子微孔膜组成,过滤膜采用双级联模式,两侧由外到里分别安装10、、3和O4m的重离子微孔膜。

  导气管、测压计、流量计、调节阀及抽气泵。为孔径为10的重离子微孔膜采样前后的电镜图比较。图中黑色是重离子微孔膜的孔,白色为煤粉尘颗粒。大于10ym的颗粒完全被过滤掉,主要是机械截阻;同时,过滤膜上还发现有小于10卩m的颗粒,说明重离子微孔膜对小于其孔径的颗粒也有定的过滤效果,这主要是由于重离子微孔膜有定静电吸附能力,比其孔径小的颗粒也能被部分吸附。

  其他孔径重离子微孔膜的电镜分析结果显示,没有比相应孔径更大的颗粒穿过重离子微孔膜,说明重离子微孔膜能保证粒径大于孔径的颗粒完全被隔阻。由于15pm的粉尘颗粒是导致尘肺病的主要原因,用1的重离子微孔膜完全能截留致病的粉尘进入肺部,有效防止粉尘引起肺组织纤维化。煤矿和冶金等领域Q 41pm粉尘浓度很高,也可选择Q 4pm孔径的重离子微孔膜作为滤料,保证0. 4pm以上的粉尘被完全滤除。

  之2重离子微孔膜滤料面积的确定重离子微孔膜滤料的呼吸阻力随滤料面积的增大而减小。经过多次为在相同流量(85L/min)和重离子微孔膜面积的条件下,呼吸阻力随孔径的变化关系。为使口罩呼吸更顺畅,采用梳格式结构进行折叠,面积为Q3m2、孔径为1pm的重离子微孔膜做成的滤芯呼吸阻力为125Pa,好于GB 2626―2006呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器要求的350Pa. 3结论通过实验测试,选择了合适孔径和面积的重离子微孔膜作为防尘口罩的滤料,使得口罩具有很高的过滤效率。采用孔径1. 0pm、面积为0.3m2的重离子微孔膜作为滤芯时,过滤效率为95.8,呼吸阻力为125Pa.采用孔径0.4pm、面积为0.5m2的重离子微孔膜作为滤芯时,过滤效率为99.7,呼吸阻力为180Pa,均达到GB2626―2006呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器KN95标准。该重离子微米孔防尘口罩能有效阻止致病的粉尘进入肺,减少尘肺病带来身体和精神折磨及经济上的损失。此技术的应用将为减少和预防尘肺病奠定基础。

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