CN113480896A - 一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法，属于放射性元素处理技术领域。本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，为以下质量份的组分：水100份；聚乙烯醇6～20份；增稠剂1～5份；增塑剂0.1～1份；表面活性剂0.01～1份；消泡剂1～10份；放射性核素螯合剂0.1～8份。本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂在较少添加剂种类的情况下就能实现较高的去污率。同时，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂具有成膜温度低、成膜时间短的优点，其在25～30℃下即可成膜，成膜时间≤9h。实施例结果表明，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的去污率在99.5％以上。

Description

一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及放射性元素处理技术领域，特别涉及一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法。
背景技术
铀矿冶设施、核电厂在运行过程中产生了大量放射性器件，为了保证环境辐射安全必须对退役的放射性器件进行去污。
放射性器件含有的放射性元素主要为铀元素。目前，针对放射性设备或部件中的铀元素的去除方法主要有机械去污法、电化学去污法、生物去污法和化学去污法。可剥离膜放射性去污法属于化学去污法，是在成膜基材中加入放射性核素螯合剂，将设备表面吸附的放射性核素转移至膜中，实现放射性器件的表面去污。可剥离膜去污剂具有去污过程简单、产生二次放射性废物少、二次性废物容易处理以及去污过程需要的辐射防护设施简单等优点。放射性可剥离膜去污剂由高分子成膜材料、放射性核素螯合剂和各种添加剂组成，高分子成膜材料主要有聚氨酯类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇类、有机硅类、丙烯酸树脂及其共聚物、聚醋酸乙烯酯等。
专利CN111909558A公开了一种聚乙烯醇基可剥离膜去污剂，其添加剂成分包括聚乙烯醇、胶凝剂、表面活性剂、胶黏剂、增稠剂、增强剂、复合螯合剂、分散剂、润滑剂、增塑剂和防腐剂，其成分复杂，添加剂成分较多，达到10种。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法。本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂添加剂种类少，成分简单，且具有较高的去污率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，为以下质量份的组分：
Figure BDA0003232879620000011
Figure BDA0003232879620000021
优选的，为以下质量份的组分：
Figure BDA0003232879620000022
优选的，所述聚乙烯醇的数均分子量为1700～1800；所述聚乙烯醇的醇解度为88～99％。
优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、凝胶和琼脂中的一种或几种。
优选的，所述增塑剂为聚乙二醇-100、聚乙二醇-1000和聚丙三醇中的一种或几种。
优选的，所述表面活性剂为硬质酸钠、十二烷基苯磺酸钠、span80、滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或几种。
优选的，所述消泡剂为山梨酸钾、磷酸三丁酯、蓖麻油、硅油、磷酸三辛酯和油酰二乙烯三胺中的一种或几种。
优选的，所述放射性核素螯合剂为羟甲基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸钠、氮基三乙酸、草酸和柠檬酸中的一种或几种。
本发明提供了上述聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的去污方法，包括以下步骤：
将水、聚乙烯醇、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂和放射性核素螯合剂混合，得到放射性去污剂；
将所述放射性去污剂涂覆在放射性污染器件表面，静置形成聚乙烯醇可剥离膜；所述静置的时间为8～9h；
剥离所述聚乙烯醇可剥离膜。
优选的，所述放射性去污剂的涂覆量为0.5～3g/cm2。
本发明提供了一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，为以下质量份的组分：水100份；聚乙烯醇6～20份；增稠剂1～5份；增塑剂0.1～1份；表面活性剂0.01～1份；消泡剂1～10份；放射性核素螯合剂0.1～8份。本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂在较少添加剂种类的情况下就能实现较高的去污率。同时，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂具有成膜温度低、成膜时间短的优点，其在25～30℃下即可成膜，成膜时间≤9h。实施例结果表明，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的去污率在99.5％以上。
本发明提供了上述聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的去污方法，包括以下步骤：将水、聚乙烯醇、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂和放射性核素螯合剂混合，得到放射性去污剂；将所述放射性去污剂涂覆在放射性污染器件表面，静置形成聚乙烯醇可剥离膜；所述静置的时间≤9h；剥离所述聚乙烯醇可剥离膜。此法操作简单，适于工业化推广应用。
具体实施方式
本发明提供了一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，为以下质量份的组分：
Figure BDA0003232879620000031
如无特殊说明，本发明所用原料均为市售。
以质量百分含量计，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括100份的水。在本发明中，所述水优选为去离子水。
以所述水的质量为基准，本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括6～20份聚乙烯醇，优选为10～15份。在本发明中，所述聚乙烯醇的数均分子量优选为1700～1800，更优选为1750；所述聚乙烯醇的醇解度优选为88～99％，更优选为90～95％。
以所述水的质量为基准，本发明本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括1～5份的增稠剂，优选为2～4份。在本发明中，所述增稠剂优选为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、凝胶和琼脂中的一种或几种。
以所述水的质量为基准，本发明本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括0.1～1份的增塑剂，优选为0.3～0.8份。在本发明中，所述增塑剂优选为聚乙二醇-100、聚乙二醇-1000和聚丙三醇中的一种或几种。在本发明中，所述增塑剂的作用是改进膜的韧性、柔软性、提高膜的延伸性和断裂拉伸强度。
以所述水的质量为基准，本发明本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括0.01～1份的表面活性剂，优选为0.1～0.5份。在本发明中，所述表面活性剂优选为硬质酸钠、十二烷基苯磺酸钠、span80、滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或几种。
以所述水的质量为基准，本发明本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括1～10份的消泡剂，优选为2～6份。在本发明中，所述消泡剂优选为山梨酸钾、磷酸三丁酯、蓖麻油、硅油、磷酸三辛酯和油酰二乙烯三胺中的一种或几种。
以所述水的质量为基准，本发明本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂包括0.1～8份的放射性核素螯合剂，优选为2～5份，更优选为3～4份。在本发明中，所述放射性核素螯合剂优选为羟甲基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸钠、氮基三乙酸、草酸和柠檬酸中的一种或几种。
本发明提供了上述聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的使用方法，包括以下步骤：
将水、聚乙烯醇、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂和放射性核素螯合剂混合，得到放射性去污剂；
将所述放射性去污剂涂覆在放射性污染器件表面，静置形成聚乙烯醇可剥离膜；所述静置的时间为8～9h；
剥离所述聚乙烯醇可剥离膜。
本发明将水、聚乙烯醇、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂和放射性核素螯合剂混合，得到放射性去污剂。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如搅拌混合。在本发明中，所述混合的温度优选为25～50℃，更优选为30～40℃。
得到所述放射性去污剂后，本发明将所述放射性去污剂涂覆在放射性污染器件表面，静置形成聚乙烯醇可剥离膜。在本发明中，所述放射性去污剂的涂覆量优选为0.5～3g/cm2，更优选为1～2g/cm2。本发明对所述涂覆的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的涂覆方式即可。在本发明中，所述放射性污染器件的材质优选为金属、塑料、玻璃或陶瓷，作为本发明的一个具体实施例，所述放射性污染器件的材质为不锈钢。
在本发明中，所述静置的温度优选为25～30℃，更优选为26～28℃；所述静置的时间为8～9h。
得到所述聚乙烯醇可剥离膜，本发明剥离所述聚乙烯醇可剥离膜，实现对放射性污染器件表面的去污。本发明对所述剥离的方法没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的剥离方法即可，剥离下的聚乙烯醇可剥离膜按照采取焚烧方式进行处理。
下面结合实施例对本发明提供的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂及其使用方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将带有搅拌桨、温度计的500mL三口瓶中放入水浴中，加入聚乙烯醇15g，再加入去离子水100mL，30℃搅拌4小时，直至聚乙烯醇完全溶解，然后加入羧甲基纤维素2g，搅拌使之完全溶解，再加入聚乙二-100醇0.3g，搅拌完全溶解，再加入滑石粉0.05g，再加入乙二胺四乙酸钠1.2份，搅拌溶解，再加入山梨酸钾1.5g，磷酸三丁酯3g，搅拌混合均匀，静置48小时。
将80×80×2mm不锈钢钢片用去污粉刷洗干净后烘干，然后放入5％HCl中浸泡4小时，50℃烘干，测定表面污染本底值，备用。将上述准备好的不锈钢片浸泡在5g/L铀溶液中5～10min，沥干水分后，50℃烘干，重复操作6次，测定污染不锈钢片的表面污染。将合成的聚乙烯醇去污剂均匀涂抹在污染钢片上，放置室温环境下，干燥8.5h后剥离膜，测定去污后钢片的表面污染水平，每个样品测5个点，按下面公式计算去污率，得出不同剥离膜去污剂的去污效果。
Figure BDA0003232879620000061
DE为去污率，％；
A1为没有扣除本底的污染样品表面污染，Bq/cm2；
A2为未扣除本底的去污样品表面污染，Bq/cm2；
A0样品污染前本底，Bq/cm2；
钢片本底为0.240Bq/cm2，钢片铀溶液污染后为0.902Bq/cm2，去污后钢片表面污染为0.243Bq/cm2，去污率为99.5％。
实施例2
将带有搅拌桨、温度计的500mL三口瓶中放入水浴中，加入聚乙烯醇10g，再加入去离子水100mL，25℃搅拌4小时，直至聚乙烯醇完全溶解。然后加入羧乙基纤维素1g，搅拌使之完全溶解，再加入聚丙二醇0.1g，搅拌完全溶解，再加入纳米碳酸钙1g，再加入羟甲基乙叉二膦酸1.5g，搅拌溶解，再加入山蓖麻油2.5g，磷酸三辛酯2g，搅拌混合均匀，倒入三角瓶中静置48小时。
按照实施例1的方式测试去污效果，经测试，去污率为99.8％。
实施例3
将带有搅拌桨、温度计的500mL三口瓶中放入水浴中，加入聚乙烯醇18g，再加入去离子水100mL，50℃搅拌4小时，直至聚乙烯醇完全溶解。然后加入琼脂0.8g，搅拌使之完全溶解，再加入聚乙二醇-10000.2g，搅拌完全溶解，再加入纳米二氧化钛0.5g，再加入草酸2g，搅拌溶解，再加入山梨酸钾1.0g，硅油3g，搅拌混合均匀，倒入三角瓶中静置48小时。经测试，去污率为99.7％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，为以下质量份的组分：
Figure FDA0003232879610000011
2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，为以下质量份的组分：
Figure FDA0003232879610000012
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的数均分子量为1700～1800；所述聚乙烯醇的醇解度为88～99％。
4.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、凝胶和琼脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述增塑剂为聚乙二醇-100、聚乙二醇-1000和聚丙三醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述表面活性剂为硬质酸钠、十二烷基苯磺酸钠、span80、滑石粉、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述消泡剂为山梨酸钾、磷酸三丁酯、蓖麻油、硅油、磷酸三辛酯和油酰二乙烯三胺中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂，其特征在于，所述放射性核素螯合剂为羟甲基乙叉二膦酸、乙二胺四乙酸钠、氮基三乙酸、草酸和柠檬酸中的一种或几种。
9.权利要求1～8任意一项所述聚乙烯醇可剥离膜放射性去污剂的去污方法，包括以下步骤：
将水、聚乙烯醇、增稠剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂和放射性核素螯合剂混合，得到放射性去污剂；
将所述放射性去污剂涂覆在放射性污染器件表面，静置形成聚乙烯醇可剥离膜；所述静置的时间为8～9h；
剥离所述聚乙烯醇可剥离膜。
10.根据权利要求9所述的去污方法，其特征在于，所述放射性去污剂的涂覆量为0.5～3g/cm2。
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