Prüfung von Nanoparticle Freisetzung aus einem Verbundstoff von Nanomaterialien ein Kammersystem verwenden

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Freisetzung von Nanomaterialien im Falle des Abriebs von Nanokompositmaterialien zu bewerten. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Arbeitshygiene zu beantworten, wie z. B. die Gefährdungsbeurteilung und das Arbeitsumfeld. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie es ermöglicht, die Freisetzung von Nanomaterialien im Falle des Abriebs von Nanokompositmaterialien zu bewerten.

Verwenden Sie für dieses Experiment einen Abschleifer mit einem Probendrehtisch mit einem Durchmesser von 140 Millimetern, der sich mit 30 bis 80 Umdrehungen pro Minute drehen kann, und zwei Abriebscheibenhaltern. Installieren Sie eine scheibenförmige Probe auf dem Probenrotationstisch. Befestigen Sie die mit Schleifpapier der Körnung 100 umwickelten Abriebscheiben mit einem Gewicht am Scheuerscheibenhalter, der auch den Prüfling belastet

Verwenden Sie Edelstahl für die Kammerwände, um Partikelablagerungen aufgrund elektrostatischer Kraft zu vermeiden. Platzieren Sie den Lufteinlass und -auslass im oberen bzw. unteren Teil der Kammer. Platzieren Sie den Abrieb in der Kammer und installieren Sie einen zusätzlichen Lufteinlass in dem Abrieb, der 15 Millimeter über und 40 Millimeter von der Mitte des Prüflings entfernt ist, um eine bessere Suspension für die abgeriebenen Partikel zu gewährleisten.

Stellen Sie anschließend den Neutralisator 28 Zentimeter von der Mitte des Prüflings entfernt in einem Winkel von 45 Grad auf, um die elektrostatische Partikelablagerung an den Kammerwänden zu reduzieren. Installieren Sie einen CPC und einen OPC am Auslass der Kammer, um die Partikelanzahlkonzentration bzw. die Partikelgrößenverteilung zu messen. Betreiben Sie das am Auslass der Kammer installierte Gebläse mit einer Durchflussmenge von 50 Litern pro Minute.

Anschließend werden über einen Luftkompressor 25 Liter pro Minute zusätzliche partikelfreie Federungsluft durch den zusätzlichen Lufteinlass zugeführt. Überprüfen Sie mit dem Kondensationspartikelzähler die Partikelzahlkonzentration im Hintergrund, um eine Stunde lang eine durchschnittliche Partikelanzahlkonzentration von unter einer Zahl pro Kubikzentimeter zu erreichen. Als nächstes wird der Probendrehtisch des Abstreifers mit einem Schrittmotor betrieben, der den Probendrehtisch mit 72 Umdrehungen pro Minute und 1000 Umdrehungen dreht.

Messen und protokollieren Sie die freigesetzte Partikelanzahl, die Konzentration und die Partikelgrößenverteilung mit dem CPC bzw. OPC. Nehmen Sie nun die freigesetzten Partikel mit einem Partikelsammler mit Filtermedien oder einem TEM-Gitter probe. Stoppen Sie die Messung und Probenahme, wenn die Partikelanzahlkonzentration unter 0,1 % der maximalen Partikelanzahlkonzentration fällt.

Entfernen Sie nach dem Speichern der Daten die Proben aus dem Gerät. Hier ist die typische Änderung der Partikelanzahlkonzentration während des Abriebtests dargestellt. Während des Abriebs wurde ein Anstieg der Partikelanzahlkonzentration beobachtet, gefolgt von einer Abnahme nach dem Abrieb.

Der CPC maß durchschnittlich 3,67 mal 10 bis zu den neun Partikeln, und die Abweichungen lagen innerhalb von 20 %, was einer gleichmäßigen Freisetzung von Partikeln während des Abriebs entspricht. Die OPC maß durchschnittlich 1,98 mal 10 bis zu den neun Partikeln, und die Abweichungen lagen innerhalb von 20 %, was einer gleichmäßigen Freisetzung von Partikeln während des Abriebs entsprach. Nach dem Abrieb verloren die ursprünglichen Prüfkörper ca. 0,6 Gramm oder 1,56 %Die Gesamtfreisetzung der Partikelzahl aus Nanokomposit, die Kohlenstoffnanoröhren enthält, durch den Abriebtest ist hier dargestellt.

Das Nanokomposit, das Kohlenstoff-Nanoröhren enthält, setzt 12,6 % mehr Kondensationspartikel und 1,9 % mehr optische Partikel frei als das Kontrollkomposit. Die meisten Partikel wurden durch Abrieb zerrissen, und die Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie zeigte keine freien Kohlenstoff-Nanoröhren-Strukturen aus dem Nanokomposit, das 2% Kohlenstoff-Nanoröhren in den Filterproben oder vielen Partikelprobennehmerproben nach dem Abrieb enthielt. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie die Freisetzung von Nanomaterialien im Falle des Abriebs von Nanokompositmaterialien bewertet wird.