Page 175 - 《精细化工》2022年第4期

第 4 期 卢彦志，等: 气溶胶固定剂 PAM-b-PVTES 的合成及表征 ·811·

主要是因为 VTES 用量的增加赋予了共聚物水溶液 剂后，气溶胶粒子数浓度在前 2 min 内快速降低，
更低的表面张力，而 PTI-A2 粉尘具有较高的表面张 在 2~18 min 内气溶胶粒子数浓度呈现先缓慢后快速
力，因而接触角越来越小。固定剂与粉尘片的接触 的交替下降趋势，这是由于气溶胶压制剂黏度较低，
角越小，表明固定剂能更好地润湿气溶胶粉尘颗粒， 雾化喷淋后的液滴颗粒较小，雾化喷淋后先有一部
在空气中固定剂与气溶胶粉尘颗粒能更好地粘附。 分颗粒较大的液滴快速沉降，并在沉降过程中对气
溶胶粉尘颗粒进行粘附、捕捉，因此在雾化喷淋初
始时，气溶胶粒子数浓度先急剧降低；而颗粒较小
的液滴仍然悬浮在空气中，发生布朗运动，液滴逐
渐与粉尘结合，发生沉降，一部分液滴与粉尘结合
的液滴相互结合，由于重力作用迅速沉降，剩余液
滴仍然悬浮在空气中，继续发生布朗运动，直至发生
沉降。雾化喷淋气溶胶压制剂 20 min 时，气溶胶粒子
3
数浓度从最初的 4787.44 粒子数/cm 降至 428.81 粒子
3
数/cm ，沉降固定效率为 91.04%。预期可用作涉核

环境下放射性气溶胶沉降固定剂。
图 8 固定剂/粉尘的接触角
Fig. 8 Contact angle of fixants/dust 3 结论

2.7 气溶胶沉降固定性能分析
将张世锋等 [10] 制备的高黏度气溶胶压制剂（黏度 用 RAFT 法制备了 PAM-b-PVTES 两亲性嵌段
1
共聚物，通过 FTIR、 HNMR、GPC、DSC 对共聚
2502 mPa·s）和本文制备的低黏度气溶胶固定剂（选
物的结构进行了表征。结果表明，该共聚物是嵌段
取 PAM-b-PVTE-2 配制成20%固含量，黏度 7.2 mPa·s）
结构。共聚物水溶液表面张力测试表明，VTES 的
进行雾化喷淋实验，并对粒径范围在 0.5~20 μm 的气
引入能有效地降低共聚物水液的表面张力，从 68.49
溶胶颗粒进行检测，结果如图 9 所示。
mN/m 降低到 40.44 mN/m，表面张力越小越易与气
溶胶粉尘颗粒粘附；随着链转移剂用量的减少，共
聚物相对分子质量增加，共聚物水液的黏度也逐渐
增加，从 3.7 mPa·s 升高到 8.1 mPa·s。因此，通过
控制链转移剂的用量能达到控制共聚物水液黏度的
目的；通过接触角测试可知，接触角均<90°，最低
可达到 11.9°，共聚物水溶液对粉尘具有较好的润湿
作用；气溶胶沉降固定实验表明，雾化喷淋低黏度
气溶胶固定剂对气溶胶具有较好的压制沉降性能，
20 min 时沉降固定效率为 91.04%。使用 RAFT 法可

a—雾化喷淋张世锋等 [10] 制备的高黏度气溶胶压制剂；b—雾化 制备得到低黏度、低表面张力的共聚物水溶液，其
喷淋本文制备的低黏度气溶胶固定剂；c—自然沉降 为便捷地控制和去除低浓度放射性气溶胶粉尘颗粒

图 9 气溶胶粒子数浓度随时间的变化 提供了一种有效的手段。
Fig. 9 Change of aerosol particle number concentration
with time 参考文献：

由图 9 可知，在自然沉降过程中，气溶胶沉降 [1] ZHAO R Y (赵茹仪). Types and sources of atmospheric biological
aerosols[J]. Science, Technology and Economy Guide (科技经济导
速度较慢，自然沉降 20 min 时，气溶胶粒子数浓度 刊), 2019, 27(9): 133.
3
3
从 4647.08 粒子数/cm 降至 3113.01 粒子数/cm ，自 [2] LU Z Y (卢正永). Introduction to aerosol science[M]. Beijing:
Atomic Energy Press (原子能出版社), 2000.
然沉降率 33.01%；雾化喷淋张世锋等 [10] 制备的气溶 [3] DING J (丁珏), LIU Y (刘义), LI J H (李家骅), et al. Dynamic
胶压制剂后，气溶胶粒子数浓度在前 10 min 内急剧 characteristics of aerosol particles during the transformation from fog
to haze[J]. Journal of Meteorology and Environment (气象与环境学
3
降低，从 4508.5 粒子数/cm 降低到了 1566.2 粒子数/
报), 2012, 28(2): 91-96.
3
cm ，10 min 以后气溶胶粒子数浓度下降趋势逐渐平 [4] LIN L J (林莉君), CHEN H Y (陈海焱), LIN L Y (林龙沅), et al.
3
缓，20 min 时降低到 1338.31 粒子数/cm ，沉降固 Purification of radioactive aerosol[J]. Industrial Safety and
Environmental Protection (工业安全与环保), 2009, 35(2): 1-3.
定效率为 70.32%；雾化喷淋本文制备的气溶胶固定 （下转第 836 页）