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在核能开发和利用中,仪器设备上存在大量放射性污染,威胁着操作人员的健康,减短仪器使用寿命。如何去除放射性污染、减少其操作人员、仪器设备的损害,受到世界各国的高度重视。铀是一种放射性元素,它天然的放射性行为威胁着人们的健康。在社会中,工业发展残留的铀废物持续长久的危害着人类健康,为了去除放射性铀污染,多种材料被制备出来,但存在成本高、资源少、二次污染等缺陷。针对辐射环境在线仪器设备放射性污染的特点,本研究利用天然高分子纤维素的可再生、可降解、易处置、环境友好性以及结构上的特点,通过化学改性制备了可剥离、高效去污且二次污染少的纤维素基去污膜。研究内容及结果如下: 1.纤维素接枝改性:以甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素为原料,通过原子转移自由基聚合方法、自由基聚合方法,成功合成了甲基纤维素接枝聚苯乙烯聚合物、甲基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物,羟丙基甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯聚合物,系统讨论溶剂、温度、时间,三种因素对甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素接枝共聚物产率的影响。结果表明二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂、105℃、反应8小时甲基纤维素接枝聚苯乙烯产率35.1%、二甲基甲酰胺(DMF)作溶剂,105℃、反应10小时,甲基纤维素接枝聚丙烯酰胺产率10.7%。在水作为溶剂,80℃、反应6小时得到产率为57.8%的甲基纤维素接枝聚醋酸乙烯酯。在水作为溶剂,80℃、反应5小时得到产率为47.8%的羟丙基甲基纤维素接枝聚醋酸乙烯酯。 2.接枝共聚物成膜性:将不同方法合成的接枝共聚物分散于不同的溶剂中,涂抹在涂漆不锈钢板、塑料板上,自然风干成膜,结果表明:甲基纤维素接枝聚苯乙烯、甲基纤维素接枝丙烯酰胺在二甲基酰胺中溶解,涂布能成膜。甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯、羟丙基甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯在乙醇和水的混合溶剂中形成溶胶,涂布能成膜。综合考虑聚合条件,成膜状况,选择甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯为去除涂漆不锈钢表面模拟铀污染成膜去污基础原料和羟丙基甲基纤维接枝醋酸乙烯酯为塑料表面模拟铀污染成膜去污基础原料。 3.去污特性:将甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯溶解于体积比(5∶1)乙醇和水的混合溶剂中得到4%的溶胶。分别将一定量的4%EDTA,2%的柠檬酸,4%的SDBS加入甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯溶胶中,混合配制成去污溶胶,并将其涂布于铀污染的涂漆不锈钢表面,成膜去污。研究了接枝共聚物种类、去污溶胶中甲基纤维素醋酸乙烯酯接枝共聚物的浓度、EDTA、柠檬酸及SDBS添加量,以及去污溶胶pH值及去污温度等因素对涂漆表面铀污染去污率的影响。结果表明:去污溶胶中甲基纤维素醋酸乙烯酯接枝共聚物的浓度为4%、EDTA、SDBS、柠檬酸的含量各为4%、2%、6%、去污溶胶pH值为8时、去污温度40℃~60℃,溶胶对涂漆表面铀污染的去除率达到99%。 将羟丙基甲基纤维素接枝醋酸乙烯酯、乙二胺四乙酸(EDTA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、柠檬酸溶解于乙醇和水(质量比m(乙醇)∶m(水)=4)混合溶剂中形成去污溶胶,对模拟铀污染塑料板去污。研究了EDTA、SDBS、柠檬酸及pH对去污溶胶去污率及去污膜可剥离性的影响,结果表明,当羟丙基甲基纤维素接枝共聚醋酸乙烯酯、EDTA及SDBS的质量分数分别为4%,4%、4%、2%,pH为2时去污溶胶去污率达到99%以上,且去污后去污膜易剥离。 4.60Co辐照对可剥离膜去污性能的影响:将涂有去污膜的涂漆板、塑料板分别置于辐照剂量为1KGy、3KGy、5KGy、7KGy、9KGy范围钴源照射,结果表明以乙醇和水的混合溶剂中为溶剂的去污溶胶,在辐照下易成膜,去污率下降了1~5个百分点,去污率仍保持在90%以上。 综上所述,甲基纤维素接枝乙酸乙烯酯、羟丙基甲基纤维素接枝乙酸乙烯酯为良好的涂漆表面及塑料表面模拟铀污染去污材料,此材料有望用于在线仪器设备表面放射性污染去污,可为表面放射性去污去污提供新材料。