فصلنامه بهداشت و ایمنی کار

---

مقدمه: نانوالیاف ساخته شده از طریق فرآیند الکتروریسی گزینه مناسبی جهت ساخت بسترهای فیلترکننده ذرات ریز مقیاس معرفی شده اند. مطالعه حاضر با هدف ساخت بسترهای نانولیفی پلی اورتان از طریق فرآیند الکتروریسی و  بررسی تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل دانسیته فشردگی، سرعت سطحی فیلتراسیون و نوع ذره تست بر راندمان فیلتراسیون نانو ذرات از هوا و عامل کیفیت بسترهای نانولیفی پلی اورتان انجام گرفت.

روش کار: بسترهای نانولیفی از طریق فرآیند الکتروریسی محلول پلیمر پلی اورتان (15 درصد وزنی) با سیستم حلال متشکل از دی متیل فرمامید و تتراهیدروفوران با نسبت اختلاط 3 به 2 تولید گردیدند. سپس سیستم تست عمل کرد فیلتراسیون در آزمایش گاه گروه مکانیک سیالات دانشگاه هانیانگ کشور کره جنوبی ساخته شد و راندمان فیلتراسیون و افت فشار بسترهای تولیدی مورد بررسی قرار گرفتند.

یافته ها: افزایش مدت زمان الکتروریسی، موجب افزایش دانسیته فشردگی، افت فشار اولیه و راندمان فیلتراسیون بسترها می شود وعامل کیفیت بسترها به دلیل افزایش افت فشار کاهش می یابد. با افزایش زمان الکتروریسی از 15 دقیقه به 45 دقیقه، افت فشار بستر از 7 به 32 پاسکال افزایش یافته و میانگین درصد کارایی به طور متوسط بین 10-9 درصد برای ذرات تست KCl و  DEHS اضافه شد.هم چنین نتایج نشان داد که با افزایش سرعت سطحی از 2 سانتی متر در ثانیه به 5 و 10 سانتی متر در ثانیه، راندمان فیلتراسیون برای ذرات با اندازه کم تر از 425 نانومتر و عامل کیفیت در تمامی سایزها کاهش می یابد.

نتیجه گیری: با توجه به نتایج فوق می توان نتیجه گیری نمود که بسترهای ساخته شده از لحاظ راندمان فیلتراسیون و عامل کیفیت مقادیر قابل قبولی را به منظور کاربردهای فیلتراسیونی دارا می باشند. علاوه براین ضخامت و وزن پایه کم و هم چنین سهولت در تولید نیز از دیگر مزایای بسترهای نانولیفی نسبت به بسترهای معمول می باشد.

---

مقدمه: کنترل مبتنی بر جذب و عایق بندی یکی از انواع روش های کنترل فنی و مهندسی صدا می باشد. در جاهایی که بتوانیم از تایلی استفاده کنیم که هم بتواند به عنوان جاذب صوت و هم ویژگی عایق صوت داشته باشد باعث می شود میدان صوتی در قسمت منبع صوتی به سمت میدان آزاد سوق داده شود و همچنین باعث افزایش افت انتقال صوت به بخش های دیگر شود. این مطالعه به منظور ارتقاء خصوصیات آکوستیکی فوم پلی یورتان نرم با خصوصیات توام جاذب و عایق صوتی صورت گرفت.
روش کار: برای بهینه سازی افت انتقال و ضریب جذب صوت توام  و تعیین طرح آزمایش از نرم افزار Expert Design از طریق روش سطح پاسخ استفاده شد. در این طرح ، پارامترهای ضخامت ، فاصله هوایی در پشت تایل آکوستیکی، میزان نانوالیاف پلی آکریلونیتریل(PAN NF)، پلی ونیلیدین فلوراید(PVDF NF) و نانوذرات خاک رس به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شد. نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و پلی وینیلیدین فلوراید با استفاده از تکنیک الکتروریسی ساخته شد. نانوذرات خاک رس با قطر 2-1 نانو متر از نوع مونتمریلونیت  از شرکت سیگما آلدریچ تهیه شد. طراحی آزمایش با استفاده از نرم افزار Expert Design7 تعیین گردید. 50 نمونه نانو کامپوزیت  بر اساس ران‌های آزمایشی ساخته شدند. اندازه گیری افت انتقال صوت براساس استاندارد ASTM E2611–09 و اندازه گیری ضریب جذب بر اساس استاندارد ISO10534-2  با استفاده از دستگاه امپدانس تیوب BSWA SW477 550005 صورت گرفت. کامپوزیت‌های بهینه برای هر محدوده فرکانسی تعیین شدند.   
یافته ها: بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در محدوده فرکانسی پایین و میانی در ران آزمایشی که فوم پلی یورتان حاوی 5/1 درصد نانوذرات خاک رس، 5/0 درصد PAN NF، 5/1 درصد PVDF NF، ضخامت 2 سانتیمتر و فاصله هوایی 5/1 سانتیمتر بود بدست آمد (به ترتیب 02/2 و 64/0).  نانو کامپوزیت‌های دارای بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام نسبت به فوم پلی یورتان خالص بودند و در محدوده فرکانسی پایین، میانی و بالا به ترتیب 02/2، 91/1 و 53/2 برابر دارای ضریب جذب و افت انتقال توام بالاتری بودند. با افزایش ضخامت و فاصله هوایی ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در همه محدوده‌های فرکانسی افزایش یافت. در ضخامت 2 سانتیمتر، با افزایش هر دو نانوالیاف، ضریب جذب و افت انتقال صوت توام افزایش یافت. بیشترین ضریب جذب و افت انتقال صوت توام زمانی اتفاق افتاد که هر دو نانوالیاف در حداکثر مقدار خود بودند.  
نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که اضافه کردن نانوذرات خاک رس، نانو الیاف پلی آکریلونیتریل و نانوالیاف پلی ونیلیدین فلوراید به فوم پل یورتان باعث افزایش ضریب جذب و افت انتقال صوت توام در مقایسه با فوم پلی یورتان خالص می‌شود. می‌توان از نانوکامپوزیت‌های بهینه در بخش‌هایی که بطور همزمان نیاز به جذب و کاهش انتقال صدا می‌باشند، استفاده کرد.

 

---

مقدمه: در سال‌های اخیر ساخت مدیاهای تصفیه‌کننده هوا و به‌ویژه فیلترهای نانوالیافی با استفاده از مواد پلیمری و روش الکتروریسی در بحث کنترل آلودگی هوا بسیار موردتوجه قرار گرفته است. تولید مدیایی با کارایی بالا و افت فشار پایین موضوعی مهم در بحث فیلتراسیون هوا می‌باشد که مطالعات اخیر یافته‌های خوبی را در این خصوص در بسترهای نانوالیافی ارائه کرده است. مطالعه حاضر با هدف امکان‌سنجی ساخت مدیایی از جنس پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) الکتروریسی شده جهت ربایش ذرات زیرمیکرونی و میکرونی از جریان هوا انجام گرفته است.
روش کار: به‌منظور تعیین شرایط بهینه دستگاهی در ساخت مدیای PET، ابتدا طی یک مطالعه پایلوت درصدهای مختلف وزنی از محلول پلیمری PET در مخلوطی از تری فلورو استیک اسید (TFA) و دی‌کلرومتان (DCM) (70:30) تهیه و نیز پارامترهای مختلف دستگاهی الکتروریسی محلول (دو پمپ مدل ESDP30) موردبررسی و آنالیز قرار گرفت و تحت شرایط بهینه مذکور، فرآیند الکتروریسی انجام شد. به‌منظور بررسی خصوصیات سطحی و مورفولوژیک مدیاهای نانوالیافی تولیدشده در شرایط بهینه، از SEM و برای ارزیابی میزان افت فشار و کارایی به دام اندازی ذرات، از دستگاه تست کارایی و افت فشار ماسک و مدیا استفاده شد. 
یافته ها: بر اساس یافته‌های مطالعه، شرایط بهینه الکتروریسی محلول پلیمری PET در غلظت 20% وزنی به دست آمد. بر اساس نتایج، میانگین قطر نانوالیاف در مدیاهای تولیدی در شرایط بهینه، 163±600 نانومتر به دست آمد که دارای افت فشار 5.5±26.33 پاسکال، کارایی 1.67±97.42 درصد برای ذرات زیر میکرون و 0.21±99.85 درصد برای ذرات میکرونی و مقدار فاکتور کیفیت برابر با 0.1740 بود.
نتیجه گیری: مدیاهای تولیدشده، توانایی ربایش و حذف ذرات از جریان هوا را برای ذرات زیر میکرونی در گستره 99-96 درصد و برای ذرات میکرونی در گستره 100-99 درصد و میانگین افت فشار 5.5±26.33 پاسکال دارا هستند.

---

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.