Градиентные нетканые материалы с модифицированным поверхностным нанослоем для фильтрационной подготовки воды в строительстве
Автор: Назаров Виктор Геннадьевич, Иванов Леонид Алексеевич, Дедов Александр Васильевич, Бокова Елена Сергеевна, Статник Евгений Сергеевич
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Технологии производства строительных материалов и изделий
Статья в выпуске: 2 т.15, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. Целью работы является определение влияния структуры сформированного в результате модификации поверхностного слоя фильтрующих материалов на их водопроницаемость и размер улавливаемых твердых частиц. Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования использовали нетканые полотна из смеси полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) (70 масс.%) и бикомпонентных волокон (БКВ) структуры ядро-оболочка. Нетканые материалы получали механическим способом формирования холста с последующим его упрочнением методом иглопрокалывания. Полученные материалы подвергали модификации путем термообработки. Перенос воды в модифицированных материалах определяли по коэффициенту проницаемости, эффективность фильтрации - по количеству улавливаемых частиц определенного размера. Результаты и их обсуждение. Показано, что нетканые иглопробивные материалы без дополнительной термообработки не пригодны для фильтрации воды. Предложен метод тепловой и деформационно-тепловой модификации нетканых полотен, обеспечивающий получение градиентных материалов с регулируемой толщиной наноразмерного поверхностного слоя. Несмотря на снижение водопроницаемости, модифицированный материал улавливает твердые частицы с эквивалентным диаметром 2-4 мкм по сравнению с немодифицированным (порядка 20 мкм), что является достаточным для подготовки воды к использованию в парогенераторах и при производстве строительных материалов. Заключение. Установлены оптимальные параметры деформационно-тепловой обработки для получения высокоэффективного фильтрующего нетканого материала: температура 180оС, скорость обработки 3,5 м/мин.
Нетканое иглопробивное полотно, тепловая обработка, фильтрация воды, фильтрующий нанослой
Короткий адрес: https://sciup.org/142238045
IDR: 142238045 | DOI: 10.15828/2075-8545-2023-15-2-117-123
Список литературы Градиентные нетканые материалы с модифицированным поверхностным нанослоем для фильтрационной подготовки воды в строительстве
- Patanaik A., Anandjiwala R., Some Studies on Water Permeability of Nonwoven Fabrics. Textile Research J. 2009; 79(2): 147–152.
- Ozen I. Multi-layered breathable fabric structures with enhanced water resistance. J. Engineered Fibers and Fabrics. 2012; 7(4): 63–69.
- Kothari V. K., Das A., Singh S., Filtration behavior of woven and nonwoven fabrics. Indian J. Fibre and Textile Research. 2007. V. 32. № 6. P. 214–220.
- Almanea M.N., Elkhatib E.A., Mahdy A.M. Effects of water treatment residuals on the kinetics of Ni(II) sorption and desorption in some arid soils. Alex. Sci. Exch. J. 2016. 37(2): 287–299.
- Ali F. A study of collapsible behavior of soil blended with fly ash and kota stone dust. Imperial J. Interdisciplinary Res. 2017; 3(2): 446–453.
- Nikonov E.G., Pavlus M., Popovicova M.2D Microscopic and macroscopic simulation of water and porous material interaction. Computer Research and Modeling. 2018; 10(1): 77–86
- Tao F., Valenzuela Garcia A., Xiao T., Chen X., Zhang Y., Yin Y. Interfacial solar vapor generation: introducing students to experimental procedures and analysis for efficiently harvesting energy and generating vapor at the air-water interface. J.Chem. Education. 2020; 97(4): 1093–1100.
- Qin S., Qian M., Chen T., Yang Q., Xu H., Zheng L., Yao Y. Hierarchical microspheres composed of mn-doped cop nanosheets for enhanced oxygen evolution. ACS Appl. Nano Materials. 2020; 3(11): 10702–10707.
- Ivanov L.A., Xu L.D., Bokova E.S., Ishkov A.D., Muminova S.R. Inventions of scientists, engineers and specialists from different countries in the area of nanotechnologies. Part I. Nanotechnologies in Construction. 2021; 13(1): 23–31. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-1-23-31
- Bakhronov K. S. Intensification of the operation of an industrial evaporator. Chem. Petroleum Engineer. 2006; 42 (7): 433–434.
- Pu L., Qu Z., Bai Y., Qi D., Song K., Yi P. Thermal performance analysis of intermediate fluid vaporizer for liquefied natural gas. Appl. Thermal Engineering. 2014; 65(1): 564–574.
- Ivanov L.A., Bokova E.S., Muminova S.R., Katuhin L.F. Nanotechnologies: a review of inventions and utility models. Part I. Nanotechnologies in Construction. 2020, Vol. 12, no. 1, pp. 27–33.
- Ivanov L.A., Xu L.D., Bokova E.S., Ishkov A.D., Borisova O.N. Inventions in the area of nanomaterials and nanotechnologies. Part I. Nanotechnologies in Construction. 2022; 14(1): 18–26.
- Chidambaram Р.К., Jo Y. M., Kim H. D. Theoretical and computational analyses of LNG evaporator. J. Thermal Sci. 2017; 26 (2): 132–137.
- Olaoye T.S., Dewsbury M., Kunzel H. A method for establishing a hygrothermally controlled test room for measuring the water vapor resistivity characteristics of construction materials. Energies. 2021; 14(1): 33–45.
- Dedov A.V., Nazarov V.G. Mechanical characteristical of needlepunch material obtained from a mixture of polyester and polypropylene fibers treated on roll calendar. Fibre Chem. 2011; 43(3): 259–262 .
- Bokova E.S., Dedov A.V. Mechanical characteristical of needlepunch materials theated with heated air. Fibre Chem. 2012; 44(1): 32–34.
- Dedov A.V., Nazarov V. G. Mechanical Properties of Composite Materials Based on Latex-Impregnated Needle-Punched Nonwoven Fabrics from Fibers of Different Nature. Inorganic Materials: Appl. Research. 2018; 9(1):47–51.
- Dedov A. V., Roev B. A., Bobrov V. I., Kulikov G. B., Nazarov V. G. Mechanism of Stretching and Breaking of Needle-Punched Nonwovens. Fibre Chem. 2018; 49(5): 334–337.
- Nazarov V.G., Doronin F.A., Evdokimov A.G., Dedov A.V. Regulation of the wettability of nonwoven cloth by oxyfluorination to improve its impregnation by latex. Fibre Chem. 2020; 52(2): 109–111.
- Dedov A.V., Babushkin S.V., Platonov A.V., Kondratov A.P., Nazarov V.G. Sorptive properties of nonwoven materials. Fibre Chem. 2001; 33(5): 56–58.
- Dedov A.V., Nazarov V.G. Processed Nonwoven Needle punched Materials with Increased Strength. Fibre Chem. 2015; 47(2): 121–125.
