اصلاح شيميايي الياف پلي پروپيلن و بررسي آبدوستي و مورفولوژي سطح جهت افزايش كارايي فيلترهاي كارتريجي

Chemical modification of polypropylene fibers, hydrophilicity and surface morphology investigation to increase cartridge filters efficiency

هدف از اين تحقيق، اصلاح عملكرد فيلترهاي كارتريجي عمقي مورد استفاده در تصفيه آب ميباشد كه عموما به عنوان پيش تصفيه سيستم هاي اسمز معكوس مورد استفاده قرار مي گيرند. جنس اصلي اين فيلترها، پلي پروپيلن ميباشد كه به شدت آبگريز است. در اين تحقيق افزايش آبدوستي الياف فيلترهاي كارتريجي پلي پروپيلني با استفاده از روش شيميايي به منظور افزايش كارايي آن ها مورد بررسي قرار گرفته است. مواد شيميايي مورد بررسي عبارتند از اسيد سولفوريك، سديم كلرات و پرمنگنات پتاسيم. اسيد سولفوريك به صورت اسيد رقيق (%۶۰) و اسيد غليظ (%۹۸) مورد استفاده قرار گرفت، سديم كلرات در تركيب با اسيد سولفوريك در نسبت هاي ۲ درصد وزني و ۴ درصد وزني مورد بررسي قرار گرفت. پرمنگنات پتاسيم در نسبت هاي ۱ و ۲ درصد وزني با اسيد سولفوريك با غلظت هاي مختلف ۶۰، ۸۰ و۹۸ درصد تركيب و تاثير آن بر روي الياف پلي پروپيلن مورد بررسي قرار گرفت. نمونه ها پس از تيمار شيميايي، مورد اندازه گيري زاويه تماس، تست FTIR و مشاهده مورفولوژي سطح توسط ميكروسكوپ الكتروني قرار گرفتند. سديم كلرات در دماي ۴۰ درجه و زمان ۲۰ ساعت بهترين تاثير را بر روي الياف پلي پروپيلن داشته و زاويه تماس ۱۵ درجه كاهش يافت. اين موضوع نشان دهنده افزايش خاصيت آبدوستي الياف است كه مي تواند افزايش عملكرد فيلتر را در پي داشته باشد.

This study aims to improve the performance of depth cartridge filters used in water treatment, which are commonly used as pre-treatment of reverse osmosis systems. The main material of these filters is polypropylene, which is highly hydrophobic. In this research, increasing the hydrophilic property of polypropylene fibers using chemicals has been investigated to increase their efficiency. The examined chemicals are sulfuric acid, sodium chlorate and permanganate potassium. Sulfuric acid was used as dilute acid (60%) and concentrated acid (98%). Sodium chlorate in combination with sulfuric acid was evaluated in the ratio of 2% and 4% w/w. Potassium permanganate was used in 1 and 2 % w/w ratios with sulfuric acid at different concentrations of 60, 80 and 98%. The chemically treated samples were examined by measuring the surface contact angle, FTIR test and surface morphology investigations using scanning electron microscopy. The properties of the chemically treated samples were compared with those of the untreated sample. The results showed that sodium chlorate had the most proper effect on the polypropylene at 40 ° C and 20 h and the contact angle was reduced by 15 ° C. This indicated increasing the hydrophilic property of the fibers which could increases the filter efficiency.