امكان‌سنجي ارتقاي عملكرد فيلتر ماسك‌هاي حفاظت تنفسي پالايش ذرات با به‌كارگيري غشاء كامپوزيتي نانوالياف پلي اكريلونيتريل و نانوذرات رس مونتموريلونيت

مقدمه: پارامترهاي مهم ارزيابي عملكرد ماسك‌هاي حفاظت تنفسي ذرات، كارايي فيلتراسيون و مقاومت تنفسي فيلتر ماسك در برابر عبور جريان هوا است كه اين دو پارامتر با هم رابطه‌اي مستقيم داشته و به‌طور معمول، با افزايش هركدام، ديگري نيز افزايش مي‌يابد. پژوهش‌هايي جهت ارتقاي كارايي فيلتراسيون نانوالياف با حفظ شرايط مطلوب مقاومت تنفسي كه حداقل سختي تنفس را براي استفاده‌كننده ي ماسك ايجاد نمايد، انجام شده است. اين مطالعه، تأثير به‌كارگيري غشاء كامپوزيتي نانوالياف پلي اكريلونيتريل (PAN) و نانوذرات رس مونتموريلونيت (MMT) در ارتقاي عملكرد فيلتر ماسك‌هاي حفاظت تنفسي پالايش ذرات با افزايش كارايي فيلتراسيون ضمن حفظ شرايط بهينه ي مقاومت تنفسي را مورد بررسي قرار مي‌دهد. روش كار: ابتدا محلول پليمري PAN حاوي مقادير صفر، ۱%، ۲%، ۳% و ۵% نانوذرات MMT آماده گرديد و سپس غشاء كامپوزيتي نانوالياف PAN/MMT در دستگاه الكتروريسي تهيه شد. كارايي فيلتراسيون در محدوده ي قطرهاي ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ ميكرون و با استفاده از آئروسل كلريد سديم، اندازه‌گيري و مقاومت تنفسي فيلتر نيز در سه گذر حجمي ۳۰، ۸۵ و ۹۵ ليتر بر دقيقه اندازه‌گيري شد.   يافته ها: كارايي فيلتراسيون نانوفيلترهاي كامپوزيتي سنتزشده براي پالايش ذرات، با اضافه كردن نانوذرات MMT به نانوالياف PAN افزايش مي‌يابد كه ميزان بهينه ي MMT، ۲% تعيين گرديد كه بدون ايجاد تفاوت معني‌داري در ميزان مقاومت تنفسي، سبب ارتقاي كارايي فيلتراسيون ذرات ۰/۳، ۰/۵، ۱ و ۳ ميكروني به ترتيب به ميزان ۴/۲، ۴/۸۸، ۳/۷۷ و ۲/۷۵ درصد شد. دليل اصلي اين نتايج را مي‌توان به بهبود ريخت‌شناسي نانوفيلترهاي كامپوزيتي سنتز‌شده، پس از افزودن نانوذرات MMT نسبت داد كه سبب ايجاد بهترين ويژگي‌هاي ريخت‌شناسي مناسب فيلتراسيون ذرات با اضافه كردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالياف PAN شده است؛ به‌گونه‌اي كه ضمن توزيع يكنواخت و ابعاد كوچك‌تر الياف، تغيير محسوسي نيز در دانسيته ي فشردگي و تخلخل به وجود نمي‌آورد. نتيجه گيري: در صورت اضافه كردن ۲% نانوذرات MMT به نانوالياف PAN و استفاده از نانوالياف كامپوزيتي به‌دست‌آمده در ساخت ماسك‌هاي ذرات، ماسك حاصل بدون افزايش سختي تنفس براي فرد استفاده‌كننده، با افزايش ۴/۲ درصدي كارايي فيلتراسيون ذرات در مقايسه با نانوالياف PAN همراه خواهد بود كه مي‌تواند در شرايط آلودگي هوا، سبب حفاظت بيشتر افراد استفاده‌كننده در برابر آلاينده‌هاي ذره‌اي گردد.