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耐高温空气过滤材料的发展现状

来源:上海麦清发布时间:2020-05-07点击数:载入中...

随着科学技术的进步,对耐高温空气过滤材料的研究受到了国内外研究人员的关注,目前耐高温空气过滤材料已被广泛地应用于汽车行业、制药工业、环保业、核工业及军事领域等。非织造耐高温空气过滤材料作为一种新型的过滤材料,较机织和针织过滤材料有更良的过滤性能,并具有高产量、低成本、易在生产线上进行深加工处理且能与

其他过滤材料复合等优势,因此在各行各业得到了广泛应用。


耐高温空气过滤材料概况

2009年我国提出了纺织工业调整和振兴计 划,重点提到了加快产业用纺织品的开发和产业

化,加快推进针刺、水刺、纺粘等先进工艺和高性能纤维在环保过滤用纺织材料生产上的应用,新材料比重由20%提高到50%。现阶段,空气过滤材料 约占过滤材料市场的三分之一,是过滤材料领 域中增长速度最快的产品之一,其中一些非织造空 气过滤材料具耐高温和高效过滤的性能,广泛应 用于高温烟气过滤领域。 国外从20世纪70~80年代开始就已经致力 于耐高温空气过滤材料的研究,研制出一些性能优


如美国Gore公司生产的Gore-Tex聚四氟乙烯(PTFE)覆膜过滤材料,能非

常高效地收集亚微米级粒子。90年代初,美国杜 邦公司对PTFE纤维与玻璃纤维复合针刺毡进行 研究,成功地开发出商品名为Tefaire的复合针刺 毡[4]。美国唐纳森公司研发的褶皱过滤材料,过 滤面积比普通过滤材料大许多倍,是这一时期空气 过滤材料发展的又一项重要成果。而后,Gore[5]对 褶皱过滤材料进行了进一步的研究,生产出了宽褶

距覆膜褶皱过滤材料,大大降低了粒子的附着率。近年来国外高效空气过滤材料的研究发展迅速。德国科德宝公司推出了三维非织造表面微孔类过滤材料,该材料具有创新性的三维结构、类似透气薄膜微孔的表面和较高的过滤效率。杜邦公司推出的Teflon纤维过滤材料以其较好的耐高温、耐 酸碱、抗老化、防日晒和耐磨性得到了用户的好评。

日本东丽公司的聚苯硫醚(PPS)纤维具有耐酸、耐 高温、耐热湿分解的特点,用其制成的过滤尘袋特 别适用于含有化学腐蚀性烟尘的过滤,使用寿命相 当长。BASF公司开发的耐高温纤维Basoilf是嘧 胺树脂系耐燃高热稳定性的有机纤维,有突出的耐 化学药品性和耐高温性。2004年俄罗斯研制出的 新型耐高温非织造布采用进口含氟制剂喷洒和含 氟制剂涂覆两种方法,将产品的使用寿命从循环3. 5万次提高到6. 5万次[8]。2009年在德国世界 过滤与分离技术设备工业展览会上,德国Kermel公 司推出了Kermel纤维过滤材料[9],该纤维具有芳


产业用纺织品

综述香族聚酰胺结构,其制成的过滤材料可以承受220℃以上的连续高温,耐温最高可达240℃,可以用于钢铁和水泥等行业。 我国对耐高温空气过滤材料的研究起步较晚,20世纪60~70年代主要以引进国外技术为主,80年代后期开始自行设计生产。进入21世纪以 后,空气过滤技术发展迅速,开发出许多耐高温空 气过滤材料,如PPS纤维[10] 和芳纶过滤材料。我 国耐高温过滤材料用纤维过去主要是从日本、欧洲 和美国等地进口现在已开始生产。中国烟台氨纶 集团于2004年实现间位芳纶的工业化生产,目前 年生产能力达到4 300 t,位居全球第二,仅次于美 国杜邦公司。上海市纺织科学研究院和上海市合

成纤维研究所共同开发的芳砜纶[11] 目前已实现了 年产1 000 t的产业化生产,该纤维具有良好的耐 热性、抗热氧老化的稳定性和耐酸性,非常适用于 制作耐高温过滤材料。辽宁抚顺市工业用布厂与 营口玻璃纤维有限公司在玻璃纤维毡的基础上研 制并开 发 了 聚 乙 烯( PE)与 玻 璃 纤 维 的 复 合 产 品[12],可以承受260℃ 的高温。中国还开发了两 种新的过滤材料。一种是用连续束状玻璃纤维和 束状PTFE纤维混合织造的复合过滤材料[13],具 有耐高温、耐腐蚀、使用寿命长等特点;另一种是用 短切无碱玻璃纤维与聚酰亚胺(P84)、PPS纤维混 合的复合针刺过滤材料[14],具有三维微孔结构,在 高温的同时拉伸性能尤为突出,该过滤材料是高 炉煤气净化中使用量比较大的一个品种。21世纪亚洲非织造过滤材料市场扩展迅速。 加入WTO后,我国非织造布行业与世界非织造布行业联系更加紧密,也迎来了机遇和挑战。目前欧 洲最大的过滤材料生产厂德国BWF公司已经进驻 中国市场,美国的一些公司也准备在我国建立独资 或合资的过滤材料生产企业,中国已成为世界过滤 材料商最看好的国家之一。因此,我国的耐高温空 气过滤材料业迫切需要提高生产技术水平,提升产品的综合实力,以促进行业迅速发展。


耐高温空气过滤材料特点目前高温烟气过滤采取先冷却再除尘的方式,一般高温烟气经空气冷却器冷却至250℃ 以下,但仍属于高温烟气[15],需使用耐高温的过滤材料,且对非织造过滤材料的要求较高。出于成本和使用寿命上的考虑,要求耐高温过滤材料的耐温范围在200℃以上,还要求具有持续耐高温的性能。


机械强度高过滤材料在高温条件下需具有足够大的机械强度,以利于提高过滤材料在生产和使用上的稳定性。一般工业高温烟气过滤材料用纤维的断裂强度较高,至少不小于0. 5 N/tex。高强度的过滤材料经折叠后所制作的过滤器材具有较强的抗冲击 力,增加了有效过滤面积,从而提高其过滤性能,具有很大的实际意义。


具有功能性

随着科学技术的发展和工业化水平的不断提高,许多特定行业和领域对耐高温空气过滤材料的功能性也提出了很高的要求。多功能、高效的耐高温空气过滤材料具有很强的针对性,例如对于不同的使用场合要求具有耐腐蚀、抗静电、阻燃、抗菌等功能中的一种或几种功能。随着需求量的不断增加和应用领域的拓展,耐高温空气过滤材料具有多种不同功能是今后一个重要的发展方向。


工艺适用性好,空气过滤材料用于空气过滤器时,有的需被折叠成具有曲折表面的褶皱过滤材料。褶皱过滤材料的透气性好,过滤面积和容尘量大,且抗拉伸和抗断裂能力强。目前的褶皱过滤材料大多采用表面处理纤维过滤材料和覆膜过滤材料。耐高温过滤材料用于褶皱过滤材料可发挥其本身的优势,且可提高过滤器的综合性能。


各类耐高温空气过滤材料的发展随着人们对空气环境质量的要求逐渐提高,对过滤材料用维的要求也相应提高,国际高效空气过滤材料市场出现了许多性能和适用性都很好的材料,表列出了几种空气过滤材料用纤维及其性能。玻璃纤维过滤材料,玻璃纤维及其复合材料一直被认为是优质的耐高温、防腐过滤材料。




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