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随着我国经济的高速发展,一些以快速发展为目的而不断消耗能源、资源,排放有毒烟气尘等污染物的重工业,在带来一定经济效益、促进社会发展的同时,也造成了严重的环境污染及能源浪费等问题,影响人类生存环境,危害人们身体健康。高温烟气是我国工业生产时产生大气污染物的最大影响因素,因此需要加强以烟粉尘类细小颗粒物的排放进行控制。耐高温过滤材料作为过滤除尘袋的主要元件,对控制高温烟气中的粉尘排放起到至关重要的作用,因此环保部门对电力、钢铁、冶金等重工业的排放标准越来越严苛的同时,也对耐高温过滤材料的性能要求提出更高标准。
芳纶纤维是一种新型的、高科技合成纤维,热稳定性及阻燃性能优异,化学稳定性好,且具有超高强度、高模量、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能,是耐高温过滤材料的较优研究对象。本课题研究内容主要分为三个方面:
(1)以芳纶纤维、芳纶基布为主要原料,对芳纶纤维进行开松梳理铺网等工序,通过针刺加固制备上下两层为纤网,中间层为基布的芳纶针刺滤料;对铺网速度、针刺频率、针刺道数三个因素为研究对象,设计正交实验分析不同工艺参数对芳纶滤料厚度、强力、孔径及过滤性能的影响,优化选取最佳工艺参数,制备芳纶滤料,为后续研究做准备。
(2)对最佳工艺条件制得的芳纶针刺滤料进行TiO2/PTFE乳液浸渍整理,探讨不同配比浸渍整理液整理芳纶滤料后,对其耐磨性、透气性、拒水拒酸拒碱、孔径大小、过滤效率的影响,并观察整理前后滤料表面形态结构,分析其红外光谱及热稳定性。
(3)对最佳工艺条件制得的芳纶针刺滤料进行陶瓷粉/PTFE泡沫涂层整理,探讨不同配比泡沫涂层液整理芳纶滤料后,对其耐磨性、透气性、拒水拒酸拒碱、孔径大小、过滤效率的影响,并观察整理前后滤料表面形态结构,分析其红外光谱及热稳定性。
通过以上研究,结果表明:
(1)以滤料综合性能为指标,芳纶滤料的最佳工艺为铺网速度1.5m/min,铺网频率1200刺/min,针刺道数正反一道,该工艺制得芳纶滤料基本性能为厚度2.95mm,面密度460g/m2,强力1021N,平均孔径23.4μm,2μm过滤效率79.5%,10μm过滤效率91.5%。
(2)乳液浸渍整理后,芳纶滤料耐磨性、热稳定性、过滤性能均有所提升,孔径、透气性减小,且随着浸渍液中少量TiO2的增加,芳纶滤料各方面性能随之提升。整理后平均孔径下降到13.8μm,2μm过滤效率上升到88.2%,10μm粒径基本达到100%过滤。
(3)泡沫涂层整理后,滤料表面形成一层薄膜,芳纶滤料耐磨性、热稳定性、过滤性能均有所提升,孔径、透气性减小,且随着浸渍液中少量陶瓷粉的增加,芳纶滤料各方面性能随之提升。整理后平均孔径下降到12.5μm,2μm过滤效率上升到89.1%,10μm粒径基本达到100%过滤。
芳纶纤维是一种新型的、高科技合成纤维,热稳定性及阻燃性能优异,化学稳定性好,且具有超高强度、高模量、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能,是耐高温过滤材料的较优研究对象。本课题研究内容主要分为三个方面:
(1)以芳纶纤维、芳纶基布为主要原料,对芳纶纤维进行开松梳理铺网等工序,通过针刺加固制备上下两层为纤网,中间层为基布的芳纶针刺滤料;对铺网速度、针刺频率、针刺道数三个因素为研究对象,设计正交实验分析不同工艺参数对芳纶滤料厚度、强力、孔径及过滤性能的影响,优化选取最佳工艺参数,制备芳纶滤料,为后续研究做准备。
(2)对最佳工艺条件制得的芳纶针刺滤料进行TiO2/PTFE乳液浸渍整理,探讨不同配比浸渍整理液整理芳纶滤料后,对其耐磨性、透气性、拒水拒酸拒碱、孔径大小、过滤效率的影响,并观察整理前后滤料表面形态结构,分析其红外光谱及热稳定性。
(3)对最佳工艺条件制得的芳纶针刺滤料进行陶瓷粉/PTFE泡沫涂层整理,探讨不同配比泡沫涂层液整理芳纶滤料后,对其耐磨性、透气性、拒水拒酸拒碱、孔径大小、过滤效率的影响,并观察整理前后滤料表面形态结构,分析其红外光谱及热稳定性。
通过以上研究,结果表明:
(1)以滤料综合性能为指标,芳纶滤料的最佳工艺为铺网速度1.5m/min,铺网频率1200刺/min,针刺道数正反一道,该工艺制得芳纶滤料基本性能为厚度2.95mm,面密度460g/m2,强力1021N,平均孔径23.4μm,2μm过滤效率79.5%,10μm过滤效率91.5%。
(2)乳液浸渍整理后,芳纶滤料耐磨性、热稳定性、过滤性能均有所提升,孔径、透气性减小,且随着浸渍液中少量TiO2的增加,芳纶滤料各方面性能随之提升。整理后平均孔径下降到13.8μm,2μm过滤效率上升到88.2%,10μm粒径基本达到100%过滤。
(3)泡沫涂层整理后,滤料表面形成一层薄膜,芳纶滤料耐磨性、热稳定性、过滤性能均有所提升,孔径、透气性减小,且随着浸渍液中少量陶瓷粉的增加,芳纶滤料各方面性能随之提升。整理后平均孔径下降到12.5μm,2μm过滤效率上升到89.1%,10μm粒径基本达到100%过滤。