本课题主要是针对目前国内外过滤材料的研究热点,探索深层过滤和表面过滤两大机理的优缺点,并根据具体的设备条件对梯度过滤材料进行结构设计、制备并对其过滤性能进行评价。本课题通过结合实际的生产线设备条件,制备出了三种不同克重的两种细度梯度试样以及常规试样,进行了基本性能以及过滤性能有关指标的测试并评价。根据这几种过滤材料的性能,在控制克重的基础上进行结构复合,实现四个细度梯度组合,并进行过滤性能测试、评价。测试结果表明:(1)本文中PET过滤材料的超过300℃开始分解,热分解温度在380℃左右,430℃分解最快,600℃时失重率达到了82%,适合常温环境下进行过滤。(2)强力方面:无论是纵向强力还是横向强力、伸长率以及纵横向的撕裂强力,常规试样一般大于梯度试样,只有高克重时这种情况不存在。(3)透气性能:发现梯度过滤材料的透气性能略高于常规过滤材料,而且同一材料花面(有轧点面)的透气性稍高于光面的透气性;对梯度材料来说,克重越大,梯度材料与常规材料的透气性能差异越小。(4)纺粘-热轧材料受两层不同细度纤维以及加固纤网工艺的影响,孔径大小没有像针刺过滤材料那样和纤维粗细有直接联系,但是也正是因为这样的结构和工艺使得材料孔径大小分布较集中。(5)对同一样品同一面来说左右接触角的大小几乎没有差别,梯度样品的花面的接触角均大于光面接触角,常规样品的花面接触角的大小与光面接触角的大小没有差别,而且纤维细度越大,接触角越大。(6)过滤性能:过滤材料的残余阻力均高于初始阻力,常规过滤材料的初始阻力、残余阻力均高于梯度过滤材料;同一材料,花面作为过滤面时的过滤阻力低于光面作为过滤面时的过滤阻力;过滤材料花面为过滤面时比以光面为过滤面时的平均周期时间长,但过滤效率几乎没什么差别,选择花面为过滤面有优势,而且本文中的花面为粗纤维面,光面为细纤维面,对于细度梯度过滤材料来说,选择深层过滤(粗过滤)的过滤机理来进行结构设计有优势。(7)根据8个小样的性能评价结果,在控制克重的基础上进行叠加组合成5组试样,并对这5个试样进行过滤性能评价测试,结果表明:并不是所有的梯度滤料的过滤性能优于常规滤料,本文中实验结果一组常规滤料的过滤性能优于其他3组梯度过滤材料,但和另一组梯度滤料的过滤阻力相接近,但是过滤效率稍低于该组梯度滤料,另一方面,计算出梯度试样的平均纤维细度,将其等效成该细度下的均一结构的常规试样;将这些参数代入过滤理论模型进行计算,对比理论计算结果和实际测试结果,发现有过滤效率有同样的差异趋势,表明该理论模型可以应用在设计梯度结构材料中。而且对梯度过滤材料来说,迎尘面的显微镜图片表明过滤材料表该面纤维或者内部以团或者块的形式缠结并分布在材料中,这一点可以印证深层过滤理论中“尘滤尘”的机理,反而非迎尘面表面的纤维清晰可见,几乎没有大的粉尘颗粒缠结在其中,与迎尘面形成鲜明对比。高效低阻过滤材料是近年来国内外研究热点,但目前对过滤机理没有确定的说法,而且环境问题亟待解决,本文对梯度过滤材料还有些不足之处,在实际使用中还面临许多问题,还需要进一步研究。