摘要
随着各个国家城市化建设的加快，扬尘污染越来越严重，不仅对环境造成了一定危害，甚至危及到人类健康，制约社会经济的持续发展。因此，如何有效控制扬尘污染问题成为社会关注的重点，扬尘防控技术的研究和开发一直受到世界各国政府和相关学者的高度重视。目前抑尘剂是抑制扬尘污染的重要手段，而高性能、环境友好的生物质抑尘剂是目前及未来抑尘剂研究的主要方向。 本文以生物质材料马铃薯淀粉（PS）为原料，用碱预处理淀粉后溶液聚合与丙烯酸（AA）、过硫酸铵（APS）、N,N''-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）等一步制得淀粉丙烯酸接枝共聚物（SAGP），对单体质量比、中和度和反应温度进行优化，以粘度和接触角为评价指标，最终得到SAGP的最佳配方为单体质量比m（AA）∶m（PS）为1∶1，丙烯酸中和度为50%，反应温度为65℃。同时将传统高温预处理淀粉和碱预处理淀粉所得的产品的接枝效率进行对比，后者为79.82%，优于传统高温预处理淀粉的63.10%。为提高所得产品的可降解性、粘结性以及吸水保湿性，在制备过程中添加了制革废弃蛋白（LWP）和丙三醇，对LWP与丙三醇质量比进行了优化，最终确定合成淀粉基液态可降解抑尘剂（SLDS）的最佳条件：单体质量比1∶1，中和度50%，反应温度65℃，LWP与丙三醇质量比为1∶1，此时SLDS的粘度和接触角分别为280.5mPa·s和23.0°；对SLDS进行溶液耐稀释稳定性和耐温变稳定性测试，结果表明SLDS具有较好的耐稀释稳定性和耐温变稳定性。SAGP、SLDS经提纯干燥成固体后，使用傅立叶红外光谱、热重分析仪和扫描电镜等仪器对其进行结构表征。在SAGP的FTIR图谱中，出现-NH-CO-中-CO-的伸缩振动峰，证实了碱溶解马铃薯淀粉成功接枝聚丙烯酸分子链并发生交联反应，该方法能更有效地破坏淀粉分子内氢键并提高反应效率，而且与LWP、丙三醇复配后制得的SLDS中并未产生新的官能团，三者属于物理共混；SLDS有较好的热稳定性，最大失重温度可达446.8℃；SLDS的微观形貌出现光滑且连续的膜结构，说明SAGP和LWP、丙三醇具有良好的相容性，且该膜结构能提高SLDS的抑尘能力。 通过综合大气采样器收集大气粉尘颗粒物，对其来源进行分析得出其主要来源为施工扬尘即建筑扬尘，由此收集建筑粉尘过200目分级筛备用，对SLDS进行渗透性、保水性和抗风蚀性实验。当SLDS的浓度为1.0wt%时，其渗透速率适中为0.0765cm/s，能有效润湿建筑粉尘，形成固化层；在温度为40℃，湿度为20%的条件下处理7h的保水性实验中，喷洒1.0wt%SLDS的建筑粉尘模型保水率达到18%以上；抗风蚀实验中，SLDS的浓度为1.0wt%，固定风速10m/s，鼓风2h后，建筑粉尘堆模型质量损失率仅为0.45%，且固化层保存较好，抑尘效果较好。 1.0wt%SLDS对密闭空间的PM2.5和PM10.0浓度影响结果表明，SLDS对密闭空间PM2.5和PM10.0的抑尘率分别可达到62%和70%；在建筑施工地实际场景应用时，对指定区域的PM2.5和PM10.0的抑尘率分别为57%和56%，且喷洒成本远低于喷水抑尘；SLDS薄膜在土埋60天后降解率可达82%，表明其具有良好的自然降解能力；SLDS对新西兰家兔的急性皮肤刺激性/腐蚀性实验反应积分均值为0，属无刺激性。由此表明SLDS是一种理想的环保可降解抑尘材料。
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