دوره 13، شماره 2 - ( 4-1402 )
جلد 13 شماره 2 صفحات 235-218 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Azad S, Rashidi Y, Golbabaei F. Feasibility of Improvement of the Filter Performance of Particle Filtering Respirators by Using Composite Media of Polyacrylonitrile Nanofiber (PAN) and Montmorillonite Clay Nanoparticles (MMT). J Health Saf Work 2023; 13 (2) :218-235
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6839-fa.html
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6839-fa.html
آزاد سیاوش، رشیدی یوسف، گلبابایی فریده. امکان‌سنجی ارتقای عملکرد فیلتر ماسک‌های حفاظت تنفسی پالایش ذرات با به‌کارگیری غشاء کامپوزیتی نانوالیاف پلی اکریلونیتریل و نانوذرات رس مونتموریلونیت. بهداشت و ایمنی کار. 1402; 13 (2) :218-235
سیاوش آزاد1 
، یوسف رشیدی* 2، فریده گلبابایی3
، یوسف رشیدی* 2، فریده گلبابایی3
1- گروه فناوری های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2- گروه فناوری های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران ،y_rashidi@sbu.ac.ir
3- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
2- گروه فناوری های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران ،
3- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
چکیده: (658 مشاهده)
مقدمه: پارامترهای مهم ارزیابی عملکرد ماسک‌های حفاظت تنفسی ذرات، کارایی فیلتراسیون و مقاومت تنفسی فیلتر ماسک در برابر عبور جریان هوا است که این دو پارامتر با هم رابطه‌ای مستقیم داشته و به‌طور معمول، با افزایش هرکدام، دیگری نیز افزایش می‌یابد. پژوهش‌هایی جهت ارتقای کارایی فیلتراسیون نانوالیاف با حفظ شرایط مطلوب مقاومت تنفسی که حداقل سختی تنفس را برای استفاده‌کننده ی ماسک ایجاد نماید، انجام شده است. این مطالعه، تأثیر به‌کارگیری غشاء کامپوزیتی نانوالیاف پلی اکریلونیتریل (PAN) و نانوذرات رس مونتموریلونیت (MMT) در ارتقای عملکرد فیلتر ماسک‌های حفاظت تنفسی پالایش ذرات با افزایش کارایی فیلتراسیون ضمن حفظ شرایط بهینه ی مقاومت تنفسی را مورد بررسی قرار می‌دهد.
روش کار: ابتدا محلول پلیمری PAN حاوی مقادیر صفر، ۱%، ۲%، ۳% و ۵% نانوذرات MMT آماده گردید و سپس غشاء کامپوزیتی نانوالیاف PAN/MMT در دستگاه الکتروریسی تهیه شد. کارایی فیلتراسیون در محدوده ی قطرهای ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرون و با استفاده از آئروسل کلرید سدیم، اندازه‌گیری و مقاومت تنفسی فیلتر نیز در سه گذر حجمی ۳۰، ۸۵ و ۹۵ لیتر بر دقیقه اندازه‌گیری شد.
یافته ها: کارایی فیلتراسیون نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده برای پالایش ذرات، با اضافه کردن نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN افزایش می‌یابد که میزان بهینه ی MMT، ۲% تعیین گردید که بدون ایجاد تفاوت معنی‌داری در میزان مقاومت تنفسی، سبب ارتقای کارایی فیلتراسیون ذرات ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرونی به ترتیب به میزان ۴/۲، ۴/۸۸، ۳/۷۷ و ۲/۷۵ درصد شد. دلیل اصلی این نتایج را می‌توان به بهبود ریخت‌شناسی نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده، پس از افزودن نانوذرات MMT نسبت داد که سبب ایجاد بهترین ویژگی‌های ریخت‌شناسی مناسب فیلتراسیون ذرات با اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN شده است؛ به‌گونه‌ای که ضمن توزیع یکنواخت و ابعاد کوچک‌تر الیاف، تغییر محسوسی نیز در دانسیته ی فشردگی و تخلخل به وجود نمی‌آورد.
نتیجه گیری: در صورت اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN و استفاده از نانوالیاف کامپوزیتی به‌دست‌آمده در ساخت ماسک‌های ذرات، ماسک حاصل بدون افزایش سختی تنفس برای فرد استفاده‌کننده، با افزایش ۴/۲ درصدی کارایی فیلتراسیون ذرات در مقایسه با نانوالیاف PAN همراه خواهد بود که می‌تواند در شرایط آلودگی هوا، سبب حفاظت بیشتر افراد استفاده‌کننده در برابر آلاینده‌های ذره‌ای گردد.
روش کار: ابتدا محلول پلیمری PAN حاوی مقادیر صفر، ۱%، ۲%، ۳% و ۵% نانوذرات MMT آماده گردید و سپس غشاء کامپوزیتی نانوالیاف PAN/MMT در دستگاه الکتروریسی تهیه شد. کارایی فیلتراسیون در محدوده ی قطرهای ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرون و با استفاده از آئروسل کلرید سدیم، اندازه‌گیری و مقاومت تنفسی فیلتر نیز در سه گذر حجمی ۳۰، ۸۵ و ۹۵ لیتر بر دقیقه اندازه‌گیری شد.
یافته ها: کارایی فیلتراسیون نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده برای پالایش ذرات، با اضافه کردن نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN افزایش می‌یابد که میزان بهینه ی MMT، ۲% تعیین گردید که بدون ایجاد تفاوت معنی‌داری در میزان مقاومت تنفسی، سبب ارتقای کارایی فیلتراسیون ذرات ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ میکرونی به ترتیب به میزان ۴/۲، ۴/۸۸، ۳/۷۷ و ۲/۷۵ درصد شد. دلیل اصلی این نتایج را می‌توان به بهبود ریخت‌شناسی نانوفیلترهای کامپوزیتی سنتزشده، پس از افزودن نانوذرات MMT نسبت داد که سبب ایجاد بهترین ویژگی‌های ریخت‌شناسی مناسب فیلتراسیون ذرات با اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN شده است؛ به‌گونه‌ای که ضمن توزیع یکنواخت و ابعاد کوچک‌تر الیاف، تغییر محسوسی نیز در دانسیته ی فشردگی و تخلخل به وجود نمی‌آورد.
نتیجه گیری: در صورت اضافه کردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالیاف PAN و استفاده از نانوالیاف کامپوزیتی به‌دست‌آمده در ساخت ماسک‌های ذرات، ماسک حاصل بدون افزایش سختی تنفس برای فرد استفاده‌کننده، با افزایش ۴/۲ درصدی کارایی فیلتراسیون ذرات در مقایسه با نانوالیاف PAN همراه خواهد بود که می‌تواند در شرایط آلودگی هوا، سبب حفاظت بیشتر افراد استفاده‌کننده در برابر آلاینده‌های ذره‌ای گردد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
عوامل زیان آور شیمیایی و تهویه محیط کار
دریافت: 1402/4/7 | پذیرش: 1402/4/1 | انتشار: 1402/4/1
دریافت: 1402/4/7 | پذیرش: 1402/4/1 | انتشار: 1402/4/1
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
