过滤材料

过滤材料

摘要：本文主要介绍了过滤材料的分类，并对部分纤维的性能、应用作了简要介绍。

关键词：过滤材料，分类，性能

作为过滤介质必须满足三个基本要求, 即适当的气流速度, 满意的产品质量和优越的物理化学性能。用纺织品进行过滤的优势在于其孔径的大小和纤维的形状可广泛地进行选择。两种或两种以上的纤维可以形成一种强力和过滤性能俱佳的织物。

1过滤材料的分类[1]

纤维滤料。纤维滤料以其表面积大、体积蓬松、价格低廉、容易加工等特点始终占据着滤料的大部分市场, 而其中的非织造纤维材料以其成布工艺短、成本低且过滤性能好的特点, 已成为空气过滤材料的主导产品。

复合滤料。所谓复合滤料, 即将不同纤维交织在一起形成的滤料, 以克服单一滤料性能上的缺陷。已广泛用于冶金、水泥等行业的烟气治理。

功能性滤料。功能性滤料是针对特定行业( 如耐高温、耐腐蚀、抗静电、拒水、拒油、阻燃、清除有害气体等) 开发的空气过滤材料, 正越来越多地应用于工业烟气处理、室内空气净化等领域。

2分别介绍各类材料

2.1纤维滤料

纤维滤料的主要原料有涤纶，丙纶，锦纶和很多耐高温的化纤滤料如Nome x，Procon，Torcon，Basfil，P84等[2]，以及无机纤维如玻璃纤维，陶瓷纤维，金属纤维等。目前，我国的化纤滤料主要是涤纶机织布和涤纶针刺毡涤纶，涤纶有耐折和耐磨性好的优点,可以在干燥条件下经受135℃的操作温度，但连续在135℃以上工作会变硬，褪色，发脆，短时高温亦会使其强度变弱，因此涤纶耐高温性能差，且强度低，伸长率大，不适于在高碱，高湿气的条件下使用。为了解决这些问题，有研究人员开发一种涤纶与玻璃纤维交织的过滤材料，将不同性能的纤维交织的过滤材料能扬长避短，发挥各自的优点。玻璃纤维具有耐高温性能好，伸长率底，强度高，耐腐蚀性好等优点，但是同时因纤维表面光滑、直径细、过滤阻力小, 因而过滤效率高。但玻璃纤维耐折性和耐磨性差, 在使用过程中因频繁清灰而容易磨损、折断, 影响使用寿命。将涤纶与玻璃纤维纤维交织后的过滤材料具有很好的性能，目前已经开始应用[2].

纤维滤料的织造方法有机织，针织和非织造。因为机织布和针织布纤维形成规则排列的纱

线, 纱线相互紧密交织,纤维缺乏形成曲径式系统的可能，非织造布过滤材料中杂乱分布的纤维使载体相在流过过滤材料的纤维曲径式系统时可加强分散效果, 使欲分离的粒子悬浮相有更多的机会与单纤维碰撞和粘附[3]，因此非织造布的过滤效率明显高于机织布及针织布, 而且还可以提高载体相的流动速度, 即加快过滤过程。目前非织造产品已成为空气过滤材料的主导产品。

2.2复合滤料

复合滤料是近年来兴起的一个热点。如纺粘非织造布强力大, 但其均匀性差, 将它与熔喷非织造布叠制而成的复合滤料既能克服熔喷非织造布强力小的缺点, 又能充分发挥熔喷非织造布过滤性能优良的特点。SMS 复合滤料就是将纺粘、熔喷、纺粘三层非织造布, 在一定温度和压力的作用下热粘合而成的。90 年代中期研制成功的薄膜复合滤料,是将PTFE 覆盖在机织布、非织造布或玻璃纤维滤料上。它具有过滤效率高( 对亚微米粉尘的过滤效率在9919% 以上) , 阻力低( 比传统滤料低30% ~40% ) , 使用寿命长( 可达传统滤料的2 ~ 5 倍) ,耐高温( 可达280 e ) 、粉尘剥落率高的优点, 在除尘净化、空调过滤行业得到了日益广泛的应用[2]。

2.3 功能性滤料

2.3.1耐高温超高温滤料。主要应用于钢铁，电站及焚烧等工业废气粉尘的治理，主要有聚苯硫醚类化学纤维Ry to n 滤料和亚酞胺类化学纤维Nomex滤料,聚酞亚胺纤维P84 、聚四氟乙烯Teflon, 近年来一些金属，陶瓷类滤料也开始投入使用，由金属纤维棉网经高温烧结而成的金属烧结滤料在干烟状况下使用，最高可耐高温600℃。

2.3.2耐腐蚀滤料。由聚苯硫醚纤维制成的针刺粘滤料，它具有较强的常温，高温耐酸和常温耐碱性能，是过滤燃煤锅炉，垃圾焚烧，电厂粉煤灰等高温（190℃）烟气时的理想过滤材料。玻璃纤维经过表面处理也可抵抗各种侵蚀介质。

2.3.3抗静电滤料及阻燃滤料。用于收集工业粉尘（如面粉尘，化工性粉尘，煤粉尘），通常使用防静电剂和导电纤维（如金属丝，炭纤维，涤纶，腈纶）两种方法使滤料的静电消除。阻燃纤维是利用阻燃纤维制成的具有较好阻燃性能的滤料。

2.3.4拒水拒油滤料。通过对普通滤料进行拒水拒油整理使滤料具有拒水拒油特性，整理方法主要有两种：（1）反应法, 使防水油剂与纤维大分子结构中的某些基团发生反应形成大分子链, 改变纤维与水和油的亲和性能, 变成拒水拒油型，（2）涂敷法: 用涂层的方法来防止滤料被水或油浸湿国外使用覆膜滤料和对滤料表面进行防水处理解决防结露和布袋粘袋的难题取得了明显的效果[4]。

2.3.5 抗拒抗病毒滤料。利用抗菌剂( 例如含银离子的无机抗菌剂,纳米复合抗菌材料等) 对空气过滤织物进行抗菌(病毒) 整理后的滤料具有较好的抗菌(病毒) 性能，用它替代一般滤料,可阻断有害病菌和病毒对人体的侵害, 进一步净化空气环境, 提高室内空气质量。

2.3.6 清除有害气体。在垃圾焚烧过程中会产生浓烟和有害气体，主要的污染物是氯的化合物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、重金属、粉尘、二蟋瑛等等,其中二嗯瑛是对人体十分有害的高毒性物质,它在尾气中的存在形式既有气态又有固态的，美国戈尔公司近年生产出一种由P TFE 和催化剂制成覆膜滤料, 它在表面过滤二嗯瑛的同时, 利用催化剂的光催化作用将二嗯瑛气体分解, 从而达到消除有害气体的功能[4]。

功能性过滤材料除了广泛地应用于工业废气处理外还可用于室内空气净化处理。二氧化钛（TiO2）光催化空气过滤材料是目前最有发展前景的消除有害气体的滤料。

3结语

在科技文明和物质文明高度发展的当今社会，随着工业的发展和人们对空气质量越来越高的要求，过滤材料有着广泛的发展前景。针对性和适用性强的功能性过滤材料将会成为滤料今后的发展方向。各种不同纤维制成的过滤材料具有其自身的特性，只有充分认识这些特性才能更好的将他们应用到实际中。

参考文献

[1]赵晓蓉.空气过滤技术及应用.山西建筑,2010,36（21）：179-180

[2]姜坪，刘梅红.空气过滤材料的发展与应用.现代纺织技术,2002,10（4）：52-54

[3] 刘呈坤，马建伟.非织造布过滤材料的性能测试及产品应用.非织造布,2005,13（1）：30-34

[4]黄翔，顾群，狄育慧.功能性空气过滤材料及其应用.洁净与空调技术，2003（3）：38-42