非織造布結(jié)構(gòu)對過濾性能的影響

非織造布結(jié)構(gòu)對過濾性能的影響

1不同介質(zhì)流過濾材料與機(jī)織機(jī)和針織機(jī)相比，非織機(jī)的三維三維結(jié)構(gòu)在過濾方面具有明顯的優(yōu)勢。當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)過濾材料時(shí),非織造布濾材的網(wǎng)狀孔隙加強(qiáng)了分散效果,從而提高了過濾效果。非織造布加工方法多樣,可以按照過濾材料的密度梯度需要來設(shè)計(jì)最佳的纖維曲徑系統(tǒng),生產(chǎn)更為合理經(jīng)濟(jì)2影響過濾效率的因素2.1非織布結(jié)構(gòu)非織造布結(jié)構(gòu)2.2單步砂粒的分散當(dāng)過濾材料過濾多分散的微粒時(shí),在幾種過濾機(jī)理作用下,比較小的微粒由于擴(kuò)散作用而先在纖維上沉積,所以當(dāng)粒徑由小到大時(shí),擴(kuò)散效率逐漸減弱,比較大的微粒則在攔截和慣性作用下沉積。這樣,與粒徑有關(guān)的效率曲線就有一個最低點(diǎn),這一點(diǎn)粒徑下的總效率最小,因而這種微粒是最不容易在過濾器中被捕集的微粒2.3纖維截面直徑、纖維透率過濾速隨纖維直徑的變化情況,對于纖維在低濾速下過濾效率較高,隨著濾速的增加,效率下降,對同一直徑的纖維,最大穿透率的濾速隨著粒徑的減小而增大;對于同一粒徑的微粒,最大穿透率的濾速隨著纖維直徑的增加而增大。2.4氣體粘度和過濾阻力的變化被過濾氣流的溫度升高,將使微粒的擴(kuò)散系數(shù)提高,但溫度升高后,氣體粘性變大,從而使依靠重力效應(yīng)和慣性效應(yīng)的大微粒的沉積效率降低了,同時(shí)也提高了過濾阻力。而被過濾氣流的濕度增加以后,將使微粒的擴(kuò)散系數(shù)提高,過濾效率降低。2.5吸收灰塵隨著微粒在纖維表面的沉積,過濾材料上的容塵量不斷增加,有研究稱,過濾效率隨著容塵量的增加而增加。3過濾材料的性質(zhì)過濾材料的測試項(xiàng)目很多,一般有過濾效率、截留粒徑、納污率、濾速、濾阻、孔隙率、透氣度、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、耐溫性、耐化學(xué)性、耐濕性、耐壓縮性、抗撕裂性、單位面積質(zhì)量、厚度等。過濾材料的過濾性能指標(biāo)、物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)相互作用,綜合反映了過濾材料的優(yōu)劣過濾材料有干式濾料和濕式濾料之分,用于氣—固相(氣溶膠)分離的稱為干式濾料,用于液—液相、液—固相分離的稱為濕式濾料。因其功能不同,又可分為空氣凈化濾料、防毒濾料、防爆濾料、液體濾料、耐高溫濾料、礦業(yè)過濾、阻燃過濾、醫(yī)用過濾等。3.1機(jī)械設(shè)備保護(hù)干式濾料主要是空氣凈化過濾,廣泛用于礦山采掘設(shè)備司機(jī)室凈化、大型電動機(jī)保護(hù)、高爐鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)除塵保護(hù)、制氧機(jī)、空氣機(jī)通風(fēng)除塵保護(hù)以及機(jī)電、電子、化纖、紡織、化工、產(chǎn)品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生等工業(yè)部門。針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域,干式濾料的濾速、過濾效果、厚度、容塵量等性能要求也有所不同3.1.1爆破濾材的制備主要用于軍事、化工、煤氣等部門的凈化空氣濾材,如面粉廠、紡織廠、金屬加工廠等,此濾材在凈化空氣時(shí)不會產(chǎn)生靜電,可避免爆炸事故發(fā)生。制造防爆濾材時(shí),需在合成纖維中混入一定數(shù)量的超細(xì)不銹鋼纖維,并采用針刺法非織造工藝進(jìn)行生產(chǎn)。使用時(shí),濾材裝在過濾器的金屬框架上,并使框架接地,達(dá)到排除靜電、避免爆炸事故的目的。該濾材除具有一般質(zhì)量指標(biāo)外,最主要需保證合成纖維與超細(xì)不銹鋼纖維充分的、均勻混合,才能達(dá)到防止靜電局部積聚和及時(shí)排除的目的。3.1.2濾料因油區(qū)出現(xiàn)阻力大的情況廚房油氣濾料主要用于去除廚房油煙氣。排風(fēng)機(jī)上裝置濾料后,不但可以改善工作環(huán)境,同時(shí)大量的油煙微粒在通過濾料時(shí)被濾料所阻擋,不玷污管道、風(fēng)機(jī)。長期使用后,阻力增大,只要調(diào)換濾料即可恢復(fù)正常。廚房油氣濾料常用滌綸纖維為原料,采用針刺和噴粘相結(jié)合的工藝生產(chǎn),并進(jìn)行防火整理。3.1.3纖維原料的加工非織造布過濾材料在汽車工業(yè)中已占有較大的市場份額汽車柴油過濾材料用于過濾柴油發(fā)動機(jī)的燃料。非織造柴油過濾材料選用耐熱性較高的合成纖維,如滌綸等為原料,經(jīng)氣流成網(wǎng)制得各向同性的纖維網(wǎng)后,用浸漬粘合粘合法工藝制成;所使用的粘合劑也應(yīng)能耐受所使用溫度。汽車柴油過濾材料定重為100~150g/m汽車機(jī)油過濾材料用于過濾汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)中的機(jī)油,要求有較高耐溫性能(耐180℃以上)與較高的強(qiáng)度,一般選用滌綸、芳砜綸等纖維,采用粘合法非織造生產(chǎn)工藝,必須浸漬耐溫、耐油粘合劑、如酚醛、尿醛等。有些產(chǎn)品還必須經(jīng)過軋光工藝整理。3.1.4影響較大的因素隨著鋼鐵、水泥、建材、有色冶煉等行業(yè)發(fā)展迅速,煙塵排放量呈增大趨勢,對周圍人類的生活和工作都帶來很大影響。目前解決的主要手段是利用袋式除塵器,這種耐高溫濾料的纖維原料主要采用玻璃纖維、PTFE纖維、PPS纖維、芳砜纖維或芳香族聚酰胺纖維等,用針刺法非織造工藝制成。實(shí)驗(yàn)表明該濾料在高溫條件下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性,強(qiáng)度增加,透氣性能和孔徑大小沒有明顯的變化,可以長期使用。3.1.5維雜纖網(wǎng)檢測非織造布作為醫(yī)用過濾材料包括防護(hù)服、手術(shù)服、床單、口罩等。熔噴非織造材料具有超細(xì)纖維結(jié)構(gòu),其三維雜亂纖網(wǎng)可以通過攔截、慣性沉積、重力沉降、擴(kuò)散沉積等機(jī)理分離固相雜質(zhì),被認(rèn)為是一種優(yōu)異的病菌分離材料。聚丙烯熔噴非織造布不但具有聚丙烯纖維的所有特點(diǎn),而且具有超細(xì)纖維結(jié)構(gòu)和微細(xì)的尖銳邊緣,能夠在纖維之間形成許多微小孔隙,且孔隙分布均勻,纖維的比表面積大,透氣良好,被用于過濾式口罩的生產(chǎn)3.2濕過濾3.2.1粘膠液的特性粘膠過濾氈是粘膠纖維生產(chǎn)廠用于板框式過濾機(jī)中的一種濕濾料。粘膠溶液經(jīng)過多層次、多道的過濾后,可除去其中的固體和半固體狀的雜質(zhì),使粘膠液純凈,提高產(chǎn)品質(zhì)量。它是一種有基布的針刺非織造產(chǎn)品,抗張強(qiáng)度、組織致密性、耐堿性、尺寸穩(wěn)定性、壓縮彈性和機(jī)械剛性等性能均佳,對粘膠的吸附力小,而且它的結(jié)構(gòu)比棉織品具有更多更曲折的毛細(xì)孔管道,因此對雜質(zhì)阻留率高而液體的流阻小。它以錦綸長絲或錦綸纖維粗紡紗的經(jīng)緯交織物為基布,兩面的纖維網(wǎng)以1.67~3.34dtex的丙綸中長纖維為原料,定重為800~1000g/m3.2.2非織造材料有利于材料使用,確保材料穩(wěn)定性非織造吸油材料因其固有的性質(zhì)而越來越多地被用于石油泄漏中。非織造吸油網(wǎng)狀材料在結(jié)構(gòu)上具有重要特性:微小孔隙可增強(qiáng)芯吸能力和保持能力。粘合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度,可確保吸附材料在某些惡劣條件下也能使用。非織造吸附材料的完整性降低了使用成本和回收成本。非織造吸油材料主要由熔噴工藝制得,主要原料是丙綸。因?yàn)楸]具有極佳的疏水親油性,再加上熔噴非織造布的微小孔隙結(jié)構(gòu),使濾料的吸油量大(為自重的5~10倍),吸油速度快,并且耐酸耐堿。3.2.3針刺(針刺)濾材藥用過濾袋可用織物或針刺氈做成。織物濾材主要依靠經(jīng)緯紗交織后紗線空隙中纖維或起絨織物的絨毛來攔截液態(tài)藥物中的粗粒子;而針刺氈是一種通過針刺法將纖維相互交纏的致密體,當(dāng)液態(tài)的藥物通過纖維之間的微孔時(shí),粗粒子被攔截的機(jī)會多,因此針刺氈的過濾效率比織物濾材的過濾效率高。藥用過濾機(jī)上用的濾材為有機(jī)布的針刺氈。底布原料用滌綸紗織成;鋪層原料如要求耐高溫,可用滌綸短纖,如耐高溫要求一般,可用丙綸短纖,用丙綸為原料成本可低些。這種濾袋可用于離心式藥濾機(jī)和真空藥濾機(jī),另外也可應(yīng)用在其他行業(yè)上,如空氣過濾器、食品過濾、顏料過濾。3.2.4干預(yù)白細(xì)胞目前,國外去除血液中白細(xì)胞的方法主要有離心法3.2.5針刺非織造布過濾材料噴涂汽車外殼的油漆粒徑在15μm以下,有的甚至小于5μm,油漆的粒徑與性能及過濾后雜質(zhì)的含量直接影響汽車外觀與質(zhì)量,因此汽車用油漆過濾袋的質(zhì)量和使用效果很關(guān)鍵。生產(chǎn)油漆過濾袋的材料主要是針刺非織造布材料。針刺非織造布過濾材料是三維結(jié)構(gòu),空隙小、分布均勻,總孔隙率達(dá)70%~80%,比機(jī)織二維結(jié)構(gòu)過濾材料的總孔隙率(30%~40%)增大1倍,在進(jìn)行過濾時(shí)能對首批靠近的塵粒有強(qiáng)烈的截留和阻篩作用,既能快速形成塵層,以便進(jìn)一步截留下一批塵粒,又能抑制粉塵粒子的深層滲透,避免降低效率,所以它的濾塵效率是普通機(jī)織布的兩倍。針刺非織造布過濾袋加工方便,過濾強(qiáng)度各方面性能較好,但阻擋能力不夠,且有脫毛現(xiàn)象。因此,在生產(chǎn)時(shí)通常采用針刺非織造布復(fù)合機(jī)織布或熱軋布的方法,復(fù)合以后強(qiáng)力大大提高,阻擋雜質(zhì)的能力有很大改善,且有效減少了脫毛現(xiàn)象。3.2.6針刺加固過濾材料氧化鋁蒸發(fā)過濾條件十分特殊,主要表現(xiàn)是過濾液體為高溫強(qiáng)堿性,pH值10~12,溫度90℃~135℃,過濾過程中機(jī)械作用力一般>2.2kN(主要是高壓氣流的沖擊作用)。選用40%偏粗高強(qiáng)丙綸長絲、50%偏細(xì)常規(guī)丙綸短纖維和10%的三葉異形丙綸長絲通過針刺制成的纖網(wǎng)作為面層,高強(qiáng)丙綸長絲機(jī)織網(wǎng)眼布作為夾層,將兩種材料針刺加固制成過濾材料。該過濾材料強(qiáng)度高、耐濕熱、耐強(qiáng)堿、易脫餅、效率高,比原有樣品使用壽命延長1倍以上