【摘 要】
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近年来,随着工业的快速发展,国内工厂的数量日益增多,与此同时,工业烟气灰尘等污染物的排放也更加严重,这不仅使大气环境受到了严重的污染,人类的健康也受到了极其严重的威胁。据了解,全球每年都有成千上万的人由于空气污染而引发各种疾病导致最终死亡,这说明大气环境污染早已不再是一个无关紧要的问题,它与每个人都息息相关,而且对于大气污染问题的解决更应刻不容缓。因此,研制出一种高精度过滤材料来减少工业烟气排放造
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近年来,随着工业的快速发展,国内工厂的数量日益增多,与此同时,工业烟气灰尘等污染物的排放也更加严重,这不仅使大气环境受到了严重的污染,人类的健康也受到了极其严重的威胁。据了解,全球每年都有成千上万的人由于空气污染而引发各种疾病导致最终死亡,这说明大气环境污染早已不再是一个无关紧要的问题,它与每个人都息息相关,而且对于大气污染问题的解决更应刻不容缓。因此,研制出一种高精度过滤材料来减少工业烟气排放造成的大气污染,已成为当前亟待解决的一大课题。本文通过在纯PTFE乳液中添加一定比例的发泡剂、增稠剂、稳泡剂等不同功能性助剂,配制了多种不同配方的PTFE发泡涂层乳液,然后分别对其进行粘度测试,研究了测试温度、搅拌速度和搅拌时间三个因素对发泡乳液体系粘度的影响;同时利用发泡涂层工艺制备了大量发泡涂层滤料试样,以孔径、透气性能和表面形貌结构作为主要评价指标,分析了各种功能性助剂的配比浓度以及烘燥温度、烘燥时间等因素对发泡涂层滤料试样性能的影响,确定了最优的PTFE发泡涂层乳液配方和最优的发泡涂层工艺;最后结合最优发泡涂层乳液配方和最优涂层工艺进行了完整的发泡涂层实验,制备了一种PTFE发泡涂层复合滤料,并且将其与玻纤空白样、国外样品的性能进行了对比分析,综合评价了PTFE乳液发泡涂层处理的效果以及最优配方工艺条件下发泡涂层复合滤料的性能。本论文研究的成果主要包括:(1)PTFE发泡涂层乳液的粘度研究:在其他条件不变的情况下,发泡涂层乳液体系的粘度随温度的升高、搅拌速度的增大而降低;随搅拌时间的增加呈现先减小后增大的趋势。研究发现,在配制发泡涂层乳液时选择2 h的搅拌时间和30℃的温度比较合适,此时PTFE发泡涂层乳液的粘度在900 m Pa·s左右,比较适合用来做涂层实验。(2)确定了PTFE发泡涂层乳液的最优配方:PTFE乳液配比浓度为94.5%,发泡剂月桂酸钾皂为2.5%,稳泡剂多元醇非离子表面活性剂为2%,增稠剂甲基纤维素为1%。按此配方配制的PTFE发泡涂层乳液,发泡速度快,泡沫含量多直径小且稳定性好。(3)发泡涂层工艺的研究:(1)烘燥工艺对涂层滤料透气率和孔径的影响:在一定的温度和时间范围内,随着烘燥温度的升高,涂层滤料的透气率逐渐减小,平均孔径先增大后减小;随着烘燥时间的延长,涂层滤料的透气率逐渐减小,平均孔径先减小后增大。(2)确定了最优的发泡涂层工艺参数:烘燥温度为310℃,烘燥时间为60秒。按此条件制得的PTFE发泡涂层滤料表面形成的膜平整性和连续性好,具有大量分布均匀的细小微孔,透气率为49.6 mm/s,孔径为3.8μm。(4)在配比浓度为94.5%的PTFE乳液中依次加入2.5%的发泡剂,2%的稳泡剂以及1%的增稠剂,在30℃的水浴温度下,以500转/分的速度搅拌2 h,配制了PTFE发泡涂层乳液,然后对玻纤表面进行涂层并在160℃的温度下预烘2 min,紧接着在310℃的温度下烘燥60 s,制得PTFE发泡涂层复合过滤材料,经测试,其透气率为60.9mm/s,平均孔径为0.21μm,与国外样品非常接近,且性能远优于玻纤空白样,说明PTFE发泡涂层处理效果较好,能在很大程度上改善玻纤空白样的性能。
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