常用工業(yè)濾布材料的分類及性能總結(jié)

常用工業(yè)濾布材料的分類及性能總結(jié)

1濾布材料選擇的影響因素過濾材料是過濾分離設(shè)備的“心臟”。這是決定分離效果的重要組成部分，在化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)發(fā)揮著非常重要的作用。但是由于不同行業(yè)的工作物料性質(zhì)差別大,濾布的使用環(huán)境復(fù)雜,這就決定了不同條件下濾布材料選擇的不確定性和復(fù)雜性。其中,工作物料的化學(xué)性質(zhì)和溫度條件,這兩個環(huán)境條件決定了濾布的取材問題,直接影響到濾布的使用壽命。因此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對常用工業(yè)濾布進行了分類及性能總結(jié)。擬通過測定各種濾布的物理性能(包括斷裂強力、斷裂伸長率、耐磨性能和使用溫度等)、化學(xué)性能(主要指耐腐蝕性)、過濾性能(過濾精度等),為濾布材料的選擇提供可靠的性能參數(shù),具有十分重要的實際意義。2在微膠囊中的應(yīng)用目前用于過濾材料的纖維從適用的連續(xù)使用溫度上講,主要有兩類,一類的適用溫度小于150℃,稱為低溫濾料,這類纖維常用的有聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚酰胺(PA)等;另一類適用溫度高于170℃,屬耐高溫纖維,如芳族聚酰胺(如Nomex)、PEEK、PPS、PTFE、PBT、E-CTFE、以及玻璃纖維等2.1聚乙烯等聚合物工業(yè)用常規(guī)低溫濾布材料如尼龍PA、滌綸PET、丙綸PP、聚乙烯PE等。此類材料的長纖維短纖維產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于制藥,食品,化工,冶金、橡膠、陶瓷等各個行業(yè)。2.1.1硫酸鈉和苯甲酚滌綸(學(xué)名聚酯)耐強酸和弱堿,不溶于有機酸,在低溫下對于低濃度的無機酸性能很穩(wěn)定,但溶于濃硫酸和加熱的苯甲酚,在強堿中易水解。此外,耐腐蝕性、回復(fù)性很好,導(dǎo)電性能很差。過濾性能:滌綸長纖濾布表面光滑、耐磨性好、強力高、通過拼捻后,強度更高,耐磨性更好,從而織物透氣性能好,漏水性快,清洗方便。滌綸濾布主要用途:制藥,食品,化工,冶金,工業(yè)壓濾機,離心機濾布等。2.1.2彈性差,一般在織物上整理工藝,主要有維綸(學(xué)名聚乙烯醇)強度比滌綸要低,強度僅為5.32~5.72Cndtex。斷裂伸長率12%~25%。彈性差,織物保持形性差,耐磨性較好,耐用性是純棉的1~2倍。但有一個最大的優(yōu)點就是能夠經(jīng)受強堿的作用,并且吸濕性好,容易與橡膠結(jié)合在一起,是橡膠行業(yè)中配用的好材料,它的缺點是耐溫較低,溫度達100℃就有收縮,不耐酸性。一般用于堿性較強的廠家和橡膠行業(yè)。2.1.3xdtex錦綸(學(xué)名聚酰胺纖維)俗名尼龍,結(jié)晶性塑料,白色至淡黃色的不透明固體。錦綸纖維強力高,強度為4~5.3Cndtex,伸長率為18%~45%,在10%伸長時彈性回復(fù)率在90%以上,錦綸強力在纖維中最強,據(jù)測定,錦綸纖維的耐磨性為棉纖維的10倍,粘膠的50倍。耐磨性居多種纖維之首,所以與橡膠壓在一起是制造汽車輪胎的理想材料。錦綸纖維耐強堿、弱酸;錦綸不耐光。主要用途:橡膠、陶瓷、制藥、食品、冶金等。2.1.4濾布材料的選擇丙綸(學(xué)名聚丙烯)濾布耐強酸、強堿。除氯磺酸、濃硝酸外,耐酸性良好。丙綸使用溫度不超過100℃,超過100℃強度下降并收縮。短纖維可與棉花混紡,可作細布、床單、手套、毛毯等。長纖維比重小,耐磨、耐腐蝕、可做繩索、漁網(wǎng)等。工業(yè)用途可做帆布、水龍帶、包裝材料、過濾布、工作服等。由上述材料編織的濾布耐熱性較差,在較高溫度下不能長期使用,壽命很短,在超過180℃高溫環(huán)境下基本不可用由濾布材料性能表及參考資料可知:耐腐蝕性:在堿性環(huán)境下,維倫、丙綸和錦綸的適用范圍明顯比滌綸大,并且耐堿性較好;而在酸性環(huán)境下,滌綸和丙綸的適用范圍則比另外兩種大,耐酸性也較強。強度:由強度值及斷裂伸長率可知,滌綸、錦綸、丙綸、維綸強度依次降低,滌綸強度高,耐沖擊強度比錦綸高4倍,比粘膠纖維高20倍。如若濾布材料對強度有較高要求,則應(yīng)該選擇滌綸和錦綸,甚至是伸長性更好的材料。耐磨性:錦綸的耐磨性最好,滌綸耐磨性僅次于錦綸,比其他天然纖維和合成纖維都好。耐溫性:由軟化點可以看出滌綸、維綸、錦綸、丙綸的耐溫性依次降低。綜上所述,我們不難看出,任何一種濾布材料都有其優(yōu)點和缺點,也正是這些優(yōu)點和缺點造成了濾布材料的選擇由于其適用環(huán)境的不同而具有極大的不確定性和復(fù)雜性。因此,深入研究和測定各種濾布材料的使用性能對濾布材料的選擇具有非常重要的意義。2.2聚丙烯酸鹽材料金屬纖維燒結(jié)氈過濾材料是采用不銹鋼纖維,利用纖維雜亂交織燒結(jié)碾壓而成,具有無數(shù)不規(guī)則孔隙,主要用來攔截液流中的污染物。該材料具有無脫落、高過濾精度、高納污容量、耐高溫、高壓、耐有機溶劑和可焊接等特點。不足之處是耐腐蝕能力不強2.3高分子可燃化纖維目前開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用的耐高溫纖維有聚四氟乙烯(E-CTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、芳族聚酰胺(如Nomex)、聚苯撐硫醚(PPS)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(PI)以及聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(PANOF)等。PEEK是一種半晶體高分子材料,可在200℃~260℃長期使用,問世后曾一度被稱為超耐熱高分子材料。其分子結(jié)構(gòu)中含有芳香環(huán)和柔性的醚鍵,使得纖維具有超高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,纖維的熔點為334℃,在200℃下24h的強度保持率為100%,并且在火焰中放出的毒氣極低。纖維幾乎能耐除濃硫酸外的其他大部分化學(xué)試劑,此外纖維還具有很低的收縮率和良好的電絕緣性聚四氟乙烯(E-CTFE)是氟碳線性直鏈分子所構(gòu)成的一種合成纖維。PTFE單絲具有優(yōu)異的耐熱性,使用溫度可達260℃,瞬時可耐1000℃以上的高溫火焰;耐酸、堿及其他化學(xué)試劑,除金屬鈉外,幾乎不受其他物質(zhì)侵蝕;最難以燃燒,極限氧指數(shù)高達95%。這種纖維耐磨損且摩擦系數(shù)低,粉塵及濾渣易抖落,所以過濾效率高,使用壽命特別長。聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(PANOF)是90年代開發(fā)出來的一種新型耐高溫纖維,這種纖維具有不熔、不軟化、不收縮、在300℃高溫下性能穩(wěn)定等特點,極限氧指數(shù)高達55%。此類耐高溫過濾材料,適用于過濾環(huán)境極其苛刻高溫,腐蝕性強,可燃性介質(zhì)等的過濾,隨著科技的不斷進步,高溫濾材已被廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、發(fā)電、垃圾焚燒等行業(yè)高溫?zé)焿m的過濾。3聚丙烯的復(fù)合材料通過對國內(nèi)幾家大型濾布生產(chǎn)廠家的實地考察,收集到了幾種聚酯產(chǎn)品CXW60188-1、CXW31204-3,耐高溫新型材料E-CTFE、PEEK及幾種燒結(jié)氈作60K2A3、30K2A3為實驗樣品。3.1復(fù)合濾布的性能測試按照國家標(biāo)準GB/T3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》,對聚酯濾布、燒結(jié)氈樣品進行了絲徑、根密度、斷裂強力、鼓泡孔徑、透氣性和透水性等性能測試,結(jié)果如表2。聚酯是常用工業(yè)濾布材料中耐溫性,耐腐蝕性,強度及回復(fù)性等性能較其他材料的同類型濾布性能較好的。測試數(shù)據(jù)可為此類濾布選擇提供參考依據(jù)。此外,兩種燒結(jié)氈樣品測試數(shù)據(jù)也具有一定的相對參考價值。3.2k的各項性能本文在對各種具有代表性并且應(yīng)用廣泛的單絲濾布樣品進行調(diào)研的基礎(chǔ)上,按照國家標(biāo)準GB/T3923.1-1997,測定了兩種高溫濾布材料E-CTFE和PEEK的各項性能,結(jié)果如表3。由性能試驗測試結(jié)果可知:1)E-CTFE材料可在小于150℃的高溫下連續(xù)使用,耐強酸強堿腐蝕。透氣性方面要比PEEK強,但是斷裂強度低,抗磨損能力弱,過濾性能與PEEK相當(dāng)。2)PEEK材料可在高于180℃高溫、具有腐蝕性的過濾介質(zhì)中使用,高溫下收縮變形、收縮率較小,使用后對濾布其他性能影響不大,與濾料本身的耐溫性相符,因此濾料可以用于180℃左右高溫的工況下連續(xù)運行,并能保證機械性