ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2013 года по МПК B01D39/16 

Изобретение относится к области получения многослойных нетканых волокнистых материалов, которые используются в области охраны окружающей среды, в частности для использования в приборах раздельного измерения содержания альфа-активных изотопов методом спектрометрии уловленного осадка, а также общей радиоактивности осадка.

Известен фильтрующий материал в виде мембраны из политетрафторэтилена марки Fluoropore FSLW [А.К.Будыка, Н.Б.Борисов «Волокнистые фильтры для контроля загрязнения воздушной среды», - М.: ИздАт, 2008. с.219-221].

Недостатком данного материала является высокое гидродинамическое сопротивление, которое по мере отбора проб интенсивно возрастает, что ограничивает его использование в системах, которыми оборудованы большинство предприятий российской атомной промышленности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является фильтрующий материал, из перхлорвиниловых волокон в виде трехслойной ленты, используемый для измерения содержания альфа-активных элементов и изотопов методом спектрометрии, в котором верхний прикрывающий слой расположен поверх рабочего и состоит из волокон диаметром 5-7 мкм, рабочий слой состоит из волокон диаметром 0,3-0,5 мкм и слой-подложка состоит из проклеенных между собой волокон диаметром 5-7 мкм [Патент РФ 2188694, 2002 г.].

Недостатком данного материала является низкая эффективность фильтрации по частицам с диаметром 0,1-0,4 мкм и низкая тепло- и хемостойкость.

Технический результат изобретения: повышение эффективности, теплостойкости и достижение удовлетворительного уровня гидродинамического сопротивления.

Технический результат достигается за счет фильтрующего материала, выполненного в виде двухслойной ленты, в которой верхний рабочий слой выполнен из полимерных волокон диаметром 0,3-0,5 мкм, полученных путем электроформования из раствора, содержащего смесь сополимера винилиденфторида и тетрафторэтилена (Ф-42):сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена (СКФ-26) при их массовом соотношении 80:20, соответственно, растворенную в смеси этилацетата и N,N'-диметилформамида при их массовом соотношении 50:50, соответственно, а подложка состоит из термоскрепленного нетканого волокнистого материала из полиэфирных волокон диаметром 20-30 мкм.

Предлагаемый фильтрующий материал предназначен для отбора аэрозолей с последующим измерением содержания альфа-активных изотопов методом спектрометрии.

Предпочтительно, поверхностная плотность верхнего рабочего слоя составляет 1-5 г/м².

Предпочтительно, материал характеризуется сопротивлением потоку воздуха при скорости 1 см/с, равным 30-40 Па, и коэффициентом проскока частиц с диаметром 0,1-0,4 мкм, при скорости фильтрации 100 см/с не более 1%.

Ниже приведены примеры получения предлагаемого фильтрующего материала.

Пример 1.

Фторэластомер СКФ-26 в количестве 20 масс.% растворяют в смеси растворителей этилацетат/N,N'-диметилформамид с соотношением 50/50 масс.%, после в этой же смеси с растворенным фторэластомером растворяют фторопласт Ф-42 в количестве 80 масс.%, а затем из полученного раствора методом электроформования получают и наносят волокнистый материал на подложку из термоскрепленного нетканого волокнистого материала из полиэфирных волокон диаметром 20-30 мкм.

Поверхностная плотность рабочего слоя 1 г/м².

Коэффициент проскока фильтрующего материала определяют с помощью лазерного спектрометра по концентрации частиц с диаметром 0,1-0,4 мкм при линейной скорости 100±5 см/с, при комнатной температуре и нормальном давлении.

Сопротивление материала потоку воздуха определяют путем измерения перепада давления на входе и выходе постоянного потока воздуха при скорости 1 см/с.

Теплостойкость определяют путем измерения разрывной длины и относительного удлинения полученного волокнистого материала до и после температурного воздействия в 100°С в течение 100 часов. Результаты приведены в таблице 1.

Коэффициент проскока составил 0,6%, сопротивление потоку воздуха 32 Па.

Разрывная нагрузка ленты составила 15 Н.

Пример 2.

Волокнистый материал получают аналогично примеру 1, но с поверхностной плотностью рабочего слоя 3 г/м².

Коэффициент проскока составил 0,3%, сопротивление потоку воздуха 36 Па.

Разрывная нагрузка ленты составила 15 Н.

Пример 3.

Волокнистый материал получают аналогично примеру 1, но с поверхностной плотностью рабочего слоя 5 г/м².

Коэффициент проскока составил 0,1%, сопротивление потоку воздуха 39 Па.

Разрывная нагрузка ленты составила 15 Н.

Ленту использовали для выполнения спектроскопии альфа-активных частиц в приборе УДА-1АБ. Получена высокая точность определения и значительно более низкий уровень гидродинамического сопротивления, по сравнению с прототипом, что позволяет созданному материалу быть полностью совместимым с приборами, используемыми в настоящее время для отбора и анализа аэрозолей.

Лента может использоваться при температуре окружающей среды от -20 до +100°С и относительной влажности до 90%.

Теплостойкость волокнистых материалов представлена в таблице.

Таблица Теплостойкость волокнистых материалов Пример, № Температурное воздействие Разрывная длина, км Относительное удлинение при разрыве, % 1 до 1,8 190 после 1,8 180 2 до 2,0 160 после 2,1 160 3 до 3,4 160 после 3,4 160

Таким образом, предложенный материал, по сравнению с известными, позволяет значительно повысить коэффициент фильтрующего действия по частицам с диаметром 0,1-0,4 мкм рабочего поверхностного слоя и предназначен для использования в качестве аналитических лент в непрерывно действующих приборах для отбора аэрозолей с последующим измерением содержания альфа-активных изотопов методом спектрометрии.

Изобретение относится к области фильтрующих материалов, предназначенных для применения в аналитических лентах непрерывно действующих приборов для отбора аэрозолей с последующим измерением содержания альфа-активных изотопов методом спектрометрии. Предложен двухслойный материал, выполненный в виде ленты, содержащей рабочий слой из полимерных волокон, полученных электроформованием из раствора смеси полимеров, содержащей поливинилиденфторид/политетрафторэтилен и поливинилиденфторид/гексафторпропилен. Волокна рабочего слоя имеют диаметр 0,3-0,5 мкм. Второй слой материала является нетканой полимерной подложкой, выполненной из полиэфирных волокон диаметром 20-30 мкм. Получен материал, который при его использовании для спектроскопии альфа-активных частиц обеспечивает точность анализа за счет высокой эффективности фильтрации частиц с диаметром 0,1-0,4 мкм. Материал обладает высокой тепло-, хемостойкостью. 1 табл., 3 пр.

Фильтрующий материал, предназначенный для улавливания аэрозолей с последующим проведением спектроскопии альфа-активных изотопов, выполненный в виде ленты из полимерных волокон, отличающийся тем, что изготовлен в виде двухслойной ленты, в которой верхний рабочий слой выполнен из полимерных волокон диаметром 0,3-0,5 мкм, полученных путем электроформования из раствора, содержащего смесь сополимера винилиденфторида и тетрафторэтилена (Ф-42) и сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена (СКФ-26) при их массовом соотношении 80:20 соответственно, растворенную в смеси этилацетата и N,N'-диметилформамида при их массовом соотношении 50:50 соответственно, а подложка состоит из термоскрепленного нетканого волокнистого материала из полиэфирных волокон диаметром 20-30 мкм.