缝合前后高温滤料的性能测试与评价

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工业生产带动经济发展的同时也带来了环境问题,袋式除尘器是用于工业除尘的主力,滤袋作为袋式除尘器的核心部件,其性能的好坏影响着除尘效果。滤袋是由滤料经缝纫线缝合而成,缝合会使滤料的结构发生变化,进而影响其性能。本文以芳纶、聚苯硫醚/聚四氟乙烯(PPS/PTFE)混纤(50/50)、PTFE三种高温滤料为研究对象,测试了经PTFE缝纫线缝合后三种滤料的结构形貌、拉伸性能、蠕变性能与过滤性能,分析评价了缝合后三种高温滤料的性能变化。本论文主要研究内容与结论如下:(1)缝合前后高温滤料的结构形貌与拉伸性能采用TM3000扫描电镜对三种高温滤料缝合前后的结构形貌进行观察,经过烧毛轧光处理后的芳纶滤料和PPS/PTFE混纤滤料的表面由熔融状物质产生,覆膜处理后的PTFE滤料表面光滑,PTFE缝纫线缝合出有明显孔洞产生,滤料表面被破坏,芳纶滤料孔洞处纤维明显断裂,而PPS/PTFE混纤滤料与PTFE滤料缝合处缝纫线与滤料的结合相比于芳纶滤料较为紧密。采用YG026H型多功能电子织物强力机测试三种高温滤料缝合前后的拉伸性能,分析缝合滤料的拉伸过程与变化机理。芳纶滤料、PPS/PTFE混纤滤料和PTFE滤料的经向断裂强力分别为1017.87N,930.02N,846.53N,缝合后分别增加22.27%、29.51%、46.59%,断裂伸长率分别为67.35%、7.93%、11.62,缝合后分别增加-24.10%、9.08%、34.68%;纬向断裂强力分别为1170.96N,977.10N,1013.08N,缝合后分别增加-67.95%、5.94%、-40.48%,断裂伸长率为53.75%、35.11%、20.76,缝合后分别增加-53.22%、3.79%、25.58%。拉伸过程中由于缝纫线和滤料的断裂不同时性使得缝合滤料的断裂强力和伸长率产生变化,缝纫线自身强度的作用与滤料之间的剪切作用使得经向断裂强力增加,而纬向缝纫线在拉伸过程中逐渐嵌入滤料内部。(2)缝合高温滤料的拉伸蠕变性能采用YG026MB-250型多功能电子织物强力机进行缝合滤料的拉伸蠕变试验,分析评价了12h(720min)内缝合芳纶滤料、缝合PPS/PTFE混纤滤料和缝合PTFE滤料经纬向的拉伸蠕变性能。结果表明缝合滤料的初始蠕变延伸率较大,随着时间的增加逐渐减小,三种缝合高温滤料的经向瞬时应变分别为5.25%、4.20%、5.35%,蠕变延伸率分别为2.23%、0.85%、1.77%;纬向瞬时应变分别为8.38%、11.02%、12.35%,蠕变延伸率分别为1.06%、1.91%、3.08%。然后对蠕变曲线进行不同函数拟合,对比分析拟合相关系数R2的数值,得出拟合曲线的蠕变函数方程,从理论上解释了缝合滤料的蠕变机理。(3)缝合前后高温滤料的过滤性能采用全自动织物透气仪、VDI滤料仿真装置测试了滤料的透气性、孔径和过滤性能。对比分析三种高温滤料缝合前后过滤性能的变化。纶滤料、PPS/PTFE混纤滤料和PTFE滤料的透气率分别为76.22L/㎡·s,180.47 L/㎡·s和49.54 L/㎡·s,,孔径分布范围为5.48-49.88μm,4.32-42.21μm,1.03-24.75μm,烧毛轧光处理的芳纶滤料和PPS/PTFE混纤滤料的平均孔径较大,孔径分布近似呈现正太分布,PTFE覆膜滤料平均孔径小且集中更适合于过滤微细粉尘,但是其透气性较差。缝合后,芳纶滤料、PPS/PTFE混纤滤料和PTFE滤料的过滤效率由99.9987%、99.9921%、99.9952%降低到99.9770%、99.9886%、99.9920%;清灰时间有所降低,平均残余阻力较缝合之前有所增加,同时阻力上升的较快,一定程度上增加滤料在使用过程中的机械损伤,降低其使用寿命。但是缝合对于PTFE滤料的影响不明显,相比于芳纶滤料和PPS/PTFE滤料表现出了优异的清灰性能。
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