過(guò)濾材料介紹
摘要：本文主要介紹了過(guò)濾材料的分類(lèi)，并對(duì)部分纖維的性能、應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹。
關(guān)鍵詞：過(guò)濾材料，分類(lèi)，性能
作為過(guò)濾介質(zhì)必須滿(mǎn)足三個(gè)基本要求, 即適當(dāng)?shù)臍饬魉俣?/font>, 滿(mǎn)意的產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)越的物理化學(xué)性能。用紡織品進(jìn)行過(guò)濾的優(yōu)勢(shì)在于其孔徑的大小和纖維的形狀可廣泛地進(jìn)行選擇。兩種或兩種以上的纖維可以形成一種強(qiáng)力和過(guò)濾性能俱佳的織物。
1過(guò)濾材料的分類(lèi)[1]
纖維濾料。纖維濾料以其表面積大、體積蓬松、價(jià)格低廉、容易加工等特點(diǎn)始終占據(jù)著濾料的大部分市場(chǎng), 而其中的非織造纖維材料以其成布工藝短、成本低且過(guò)濾性能好的特點(diǎn), 已成為空氣過(guò)濾材料的主導(dǎo)產(chǎn)品。
復(fù)合濾料。所謂復(fù)合濾料, 即將不同纖維交織在一起形成的濾料, 以克服單一濾料性能上的缺陷。已廣泛用于冶金、水泥等行業(yè)的煙氣治理。
功能性濾料。功能性濾料是針對(duì)特定行業(yè)( 如耐高溫、耐腐蝕、抗靜電、拒水、拒油、阻燃、清除有害氣體等) 開(kāi)發(fā)的空氣過(guò)濾材料, 正越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)煙氣處理、室內(nèi)空氣凈化等領(lǐng)域。
2 分別介紹各類(lèi)材料
2.1 纖維濾料
纖維濾料的主要原料有滌綸，丙綸，錦綸和很多耐高溫的化纖濾料如Nomex，Procon，Torcon，Basfil，P84等[2]，以及無(wú)機(jī)纖維如玻璃纖維，陶瓷纖維，金屬纖維等。目前，我國(guó)的化纖濾料主要是滌綸機(jī)織布和滌綸針刺氈滌綸，滌綸有耐折和耐磨性好的優(yōu)點(diǎn),可以在干燥條件下經(jīng)受135℃的操作溫度，但連續(xù)在135℃以上工作會(huì)變硬，褪色，發(fā)脆，短時(shí)高溫亦會(huì)使其強(qiáng)度變?nèi)?，因此滌綸耐高溫性能差，且強(qiáng)度低，伸長(zhǎng)率大，不適于在高堿，高濕氣的條件下使用。為了解決這些問(wèn)題，有研究人員開(kāi)發(fā)一種滌綸與玻璃纖維交織的過(guò)濾材料，將不同性能的纖維交織的過(guò)濾材料能揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。玻璃纖維具有耐高溫性能好，伸長(zhǎng)率底，強(qiáng)度高，耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)因纖維表面光滑、直徑細(xì)、過(guò)濾阻力小, 因而過(guò)濾效率高。但玻璃纖維耐折性和耐磨性差, 在使用過(guò)程中因頻繁清灰而容易磨損、折斷, 影響使用壽命。將滌綸與玻璃纖維纖維交織后的過(guò)濾材料具有很好的性能，目前已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用[2].
纖維濾料的織造方法有機(jī)織，針織和非織造。因?yàn)闄C(jī)織布和針織布纖維形成規(guī)則排列的紗線, 紗線相互緊密交織,纖維缺乏形成曲徑式系統(tǒng)的可能，非織造布過(guò)濾材料中雜亂分布的纖維使載體相在流過(guò)過(guò)濾材料的纖維曲徑式系統(tǒng)時(shí)可加強(qiáng)分散效果, 使欲分離的粒子懸浮相有更多的機(jī)會(huì)與單纖維碰撞和粘附[3]， 因此非織造布的過(guò)濾效率明顯高于機(jī)織布及針織布, 而且還可以提高載體相的流動(dòng)速度, 即加快過(guò)濾過(guò)程。目前非織造產(chǎn)品已成為空氣過(guò)濾材料的主導(dǎo)產(chǎn)品。
2.2復(fù)合濾料
復(fù)合濾料是近年來(lái)興起的一個(gè)熱點(diǎn)。如紡粘非織造布強(qiáng)力大, 但其均勻性差, 將它與熔噴非織造布疊制而成的復(fù)合濾料既能克服熔噴非織造布強(qiáng)力小的缺點(diǎn), 又能充分發(fā)揮熔噴非織造布過(guò)濾性能優(yōu)良的特點(diǎn)。SMS 復(fù)合濾料就是將紡粘、熔噴、紡粘三層非織造布, 在一定溫度和壓力的作用下熱粘合而成的。90 年代中期研制成功的薄膜復(fù)合濾料,是將PTFE 覆蓋在機(jī)織布、非織造布或玻璃纖維濾料上。它具有過(guò)濾效率高( 對(duì)亞微米粉塵的過(guò)濾效率在9919% 以上) , 阻力低( 比傳統(tǒng)濾料低30% ~40% ) , 使用壽命長(zhǎng)( 可達(dá)傳統(tǒng)濾料的2 ~ 5 倍) ,耐高溫( 可達(dá)280 e ) 、粉塵剝落率高的優(yōu)點(diǎn), 在除塵凈化、空調(diào)過(guò)濾行業(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)用[2]。
2.3 功能性濾料
2.3.1耐高溫超高溫濾料。主要應(yīng)用于鋼鐵，電站及焚燒等工業(yè)廢氣粉塵的治理，主要有聚苯硫醚類(lèi)化學(xué)纖維Ry to n 濾料和亞酞胺類(lèi)化學(xué)纖維Nomex濾料,聚酞亞胺纖維P84 、聚四氟乙烯Teflon, 近年來(lái)一些金屬，陶瓷類(lèi)濾料也開(kāi)始投入使用，由金屬纖維棉網(wǎng)經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的金屬燒結(jié)濾料在干煙狀況下使用，最高可耐高溫600℃。
2.3.2耐腐蝕濾料。由聚苯硫醚纖維制成的針刺粘濾料，它具有較強(qiáng)的常溫，高溫耐酸和常溫耐堿性能，是過(guò)濾燃煤鍋爐，垃圾焚燒，電廠粉煤灰等高溫（190℃）煙氣時(shí)的理想過(guò)濾材料。玻璃纖維經(jīng)過(guò)表面處理也可抵抗各種侵蝕介質(zhì)。
2.3.3抗靜電濾料及阻燃濾料。用于收集工業(yè)粉塵（如面粉塵，化工性粉塵，煤粉塵），通常使用防靜電劑和導(dǎo)電纖維（如金屬絲，炭纖維，滌綸，腈綸）兩種方法使濾料的靜電消除。阻燃纖維是利用阻燃纖維制成的具有較好阻燃性能的濾料。
2.3.4 拒水拒油濾料。通過(guò)對(duì)普通濾料進(jìn)行拒水拒油整理使濾料具有拒水拒油特性，整理方法主要有兩種：（1）反應(yīng)法, 使防水油劑與纖維大分子結(jié)構(gòu)中的某些基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)形成大分子鏈, 改變纖維與水和油的親和性能, 變成拒水拒油型，（2）涂敷法: 用涂層的方法來(lái)防止濾料被水或油浸濕國(guó)外使用覆膜濾料和對(duì)濾料表面進(jìn)行防水處理解決防結(jié)露和布袋粘袋的難題取得了明顯的效果[4]。
2.3.5 抗拒抗病毒濾料。利用抗菌劑( 例如含銀離子的無(wú)機(jī)抗菌劑,納米復(fù)合抗菌材料等) 對(duì)空氣過(guò)濾織物進(jìn)行抗菌 (病毒) 整理后的濾料具有較好的抗菌(病毒) 性能，用它替代一般濾料,可阻斷有害病菌和病毒對(duì)人體的侵害, 進(jìn)一步凈化空氣環(huán)境, 提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。
2.3.6 清除有害氣體。在垃圾焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濃煙和有害氣體，主要的污染物是氯的化合物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、重金屬、粉塵、二蟋瑛等等,其中二嗯瑛是對(duì)人體十分有害的高毒性物質(zhì),它在尾氣中的存在形式既有氣態(tài)又有固態(tài)的，美國(guó)戈?duì)柟窘晟a(chǎn)出一種由P TFE 和催化劑制成覆膜濾料, 它在表面過(guò)濾二嗯瑛的同時(shí), 利用催化劑的光催化作用將二嗯瑛氣體分解, 從而達(dá)到消除有害氣體的功能[4]。
功能性過(guò)濾材料除了廣泛地應(yīng)用于工業(yè)廢氣處理外還可用于室內(nèi)空氣凈化處理。二氧化鈦（TiO2）光催化空氣過(guò)濾材料是目前最有發(fā)展前景的消除有害氣體的濾料。
3結(jié)語(yǔ)
在科技文明和物質(zhì)文明高度發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，隨著工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)空氣質(zhì)量越來(lái)越高的要求，過(guò)濾材料有著廣泛的發(fā)展前景。針對(duì)性和適用性強(qiáng)的功能性過(guò)濾材料將會(huì)成為濾料今后的發(fā)展方向。各種不同纖維制成的過(guò)濾材料具有其自身的特性，只有充分認(rèn)識(shí)這些特性才能更好的將他們應(yīng)用到實(shí)際中。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙曉蓉.空氣過(guò)濾技術(shù)及應(yīng)用.山西建筑,2010,36（21）：179-180
[2] 姜坪，劉梅紅.空氣過(guò)濾材料的發(fā)展與應(yīng)用.現(xiàn)代紡織技術(shù),2002,10（4）：52-54
[3] 劉呈坤，馬建偉.非織造布過(guò)濾材料的性能測(cè)試及產(chǎn)品應(yīng)用.非織造布,2005,13（1）：30-34
[4] 黃翔，顧群，狄育慧.功能性空氣過(guò)濾材料及其應(yīng)用.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2003（3）：38-42
