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新型抑尘剂的合成与应用研究

白向兵  
【摘要】:总悬浮颗粒物是衡量城市空气质量的主要指标,已成为人们关注和研究的对象。资料表明,扬尘占总悬浮颗粒物的比率达到或超过50%,是我国北方城市空气质量达标的最大障碍。相关研究认为,采用抑尘剂控制扬尘污染切实可行,实践也证明使用抑尘剂效果比较理想。因此,抑尘剂的合成研究成为解决城市扬尘污染的重要课题。 本文以西安市为例,阐明了扬尘污染现状,分析了其危害和来源,并提出了合理化建议。通过对扬尘起动机理、扬尘规律和抑尘机理的分析,得出依靠保湿、凝并和固结三种作用来抑制扬尘的机理。综述了近20年来国内外抑尘剂的研究成果,分析现有抑尘剂的特征,探讨了抑尘剂未来的发展方向。通过分析试验,获得了西安市扬尘的主要化学组分,得出扬尘组分的一般规律,扬尘主要来源于土壤表层及人为活动形成的颗粒。 本文参照超强吸水树脂的合成原理,对原有的接枝聚合工艺做了适当的改进。选择以淀粉为亲水主链,丙烯酸为接枝单体,通过自由基引发合成超强吸水树脂型抑尘剂,再以丙三醇为交联剂,调节产物性能,获得了具有高保湿性能的新型抑尘剂(简称NDD)。以保湿性能为评价标准,通过淀粉的种类及用量;糊化时间及温度;引发剂用量及时间;接枝反应温度及时间;交联温度及时间等对比试验,确定了NDD的最佳合成工艺参数,为工业化生产提供了实验依据。 从保湿、凝并和固结机理出发,选用纯水、氯化钙、聚丙烯酸钠和淀粉接枝丙烯酸(钠)树脂四种常用抑尘剂为参照,通过其水溶性、保湿性能、粘度、土层中的渗透试验、凝并能力和固结能力的模拟对比试验,评价了NDD的应用性能。模拟试验结果显示,NDD在保湿、凝并和固结能力方面具有明显优势。通过实际抑尘和现场试验,证实了NDD通过保湿,凝并和固结三种功能协同作用抑制扬尘,弥补了其它类型抑尘剂在抑尘性能和实际操作可行性上的不足,有推广使用意义。


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