常用过滤材料的分类总结及性能测试

丙纶 良好 良好 １８～３５ １４０～１６０ １６５～１７３ ０．９１ 聚丙烯
锦纶 较差 良好 ２０～４０ １８０ ２１５～２２０ １．１４ 聚酰胺
耐腐蚀性： 在碱性环境下， 维伦、丙纶和锦纶的适用 范围明显比涤纶大， 并且耐碱性较好； 而在酸性环境下， 涤纶和丙纶的适用范围则比另外两种大， 耐酸性也较 强。
涤纶滤布主要用途： 制药， 食品， 化工， 冶金， 工业压 滤机， 离心机滤布等。 ２．１．２ 维纶
维 纶（ 学 名 聚 乙 烯 醇） 强 度 比 涤 纶 要 低 ， 强 度 仅 为 ５．３２～５．７２Ｃｎｄｔｅｘ。断裂伸长率 １２％～２５％。弹性差， 织物 保持形性差， 耐磨性较好， 耐用性是纯棉的 １～２ 倍。但 有一个最大的优点就是能够经受强碱的作用， 并且吸湿 性好， 容易与橡胶结合在一起， 是橡胶行业中配用的好 材料， 它的缺点是耐温较低， 温度达 １００℃就有收缩， 不 耐酸性。一般用于碱性较强的厂家和橡胶行业。 ２．１．３ 锦纶
３５２ ７ １９９ ４４．３６ 耐 酸 性 良 好 、耐 弱 碱
６０Ｋ２Ａ３ 烧结毡
－ － － － ０．７１ １１９ ４ １０４ ９６．２６ 较差
３０Ｋ２Ａ３ 烧结毡
－ － － － ０．９０ ８７ ３ ２８６ １１２．３５ 较差
的。测试数据可为此类滤布选择提供参考依据。此外， 两 － １９９７， 测定了两种高温滤布材料 Ｅ－ ＣＴＦＥ 和 ＰＥＥＫ 的
金属纤维烧结毡过滤材料是采用不锈钢纤维， 利用 纤维杂乱交织烧结碾压而成， 具有无数不规则孔隙， 主 要 用 来 拦 截 液 流 中 的 污 染 物 。 该 材 料 具 有 无 脱 落 、高 过 滤精度、高纳污容量、耐高 温 、高 压 、耐 有 机 溶 剂 和 可焊 接 等 特 点 。不 足 之 处 是 耐 腐 蚀 能 力 不 强［３］。一 般 主 要 用 于 化 工 、化 纤 、冶 金 、石 化 、机 械 设 备 、环 保 等 行 业 。 ２．３ 耐高温滤布材料
聚酯是常用工业滤布材料中耐温性， 耐腐蚀性， 强 度及回复性等性能较其他材料的同类型滤布性能较好
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表 ２ 聚酯及烧结毡样品性能测试结果
滤布代号
材质
密度
经线
（根／ｃｍ）
纬线
线材直径
涤纶（ 学名 聚 酯） 耐 强 酸 和 弱 碱 ， 不 溶 于 有 机酸 ， 在 低温下对于低浓度的无机酸性能很稳定， 但溶于浓硫酸 和加热的苯甲酚， 在强碱中易水解。此外， 耐腐蚀性、回 复性很好， 导电性能很差。过滤性能： 涤纶长纤滤布表面 光滑、耐磨性好、强力高、通过拼捻后， 强度更高， 耐磨性 更好， 从而织物透气性能好， 漏水性快， 清洗方便。
１００℃强度下降并收缩。短纤维可与棉花混纺， 可作细 布、床单、手套、毛毯等。长纤维比重小， 耐磨、耐腐蚀、可 做 绳 索 、渔 网 等 。
工业用途可做 帆 布 、水 龙 带 、包 装 材 料 、过 滤布 、工 作服等。
由上述材料编织的滤布耐热性较差， 在较高温度下 不 能 长 期 使 用 ， 寿 命 很 短 ， 在 超 过 １８０℃高 温 环 境 下 基 本不可用［２］。表 １ 描述了常用工业滤布材料的耐腐蚀性 及高温性能。
锦纶（ 学名 聚 酰 胺 纤 维） 俗 名 尼 龙 ， 结 晶 性 塑料 ， 白 色至淡黄色的不透明固体。锦纶纤维强力高， 强度为 ４～５．３Ｃｎｄｔｅｘ， 伸长率为 １８％～４５％， 在 １０％伸长时弹性 回复率在 ９０％以上， 锦纶强力在纤维中最强， 据测定， 锦 纶纤维的耐磨性为棉纤维的 １０ 倍， 粘胶的 ５０ 倍。耐磨 性居多种纤维之首， 所以与橡胶压在一起是制造汽车轮 胎的理想材料。锦纶纤维耐强碱、弱酸； 锦纶不耐光。
３ 性能测试
通过对国内几家大型滤布生产厂家的实地考察， 收 集到了几种聚酯产品 ＣＸＷ６０１８８－ １、ＣＸＷ３１２０４－ ３， 耐高 温 新 型 材 料 Ｅ－ ＣＴＦＥ、ＰＥＥＫ 及 几 种 烧 结 毡 作 ６０Ｋ２Ａ３、 ３０Ｋ２Ａ３ 为实验样品。 ３．１ 聚酯及烧结毡样品的性能测试
按照国家标准 ＧＢ／Ｔ３９２３．１－ １９９７ 《纺织品织物拉伸 性能第 １ 部分： 断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》， 对 聚 酯 滤 布 、烧 结 毡 样 品 进 行 了 丝 径 、根 密 度 、断 裂 强 力、鼓泡孔径、透气性和透水性等性能测试， 结果如表 ２。
２ 过滤材料的分类总结（ 滤布材料的研究现状）
目前用于过滤材料的纤维从适用的连续使用温度 上讲， 主要有两类， 一类的适用温度小于 １５０℃， 称为低 温滤料， 这类纤维常用的有聚丙烯（ＰＰ）、聚酯（ＰＥＴ）、聚乙 烯（ ＰＥ） 和 聚 酰 胺（ＰＡ）等 ； 另 一 类 适 用 温 度 高 于 １７０℃， 属 耐 高 温 纤 维 ， 如 芳 族 聚 酰 胺（ 如 Ｎｏｍｅｘ） 、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、 ＰＴＦＥ、ＰＢＴ、Ｅ－ ＣＴＦＥ、以及玻璃纤维等［１］。各种滤布材料 的耐温及耐酸碱性能如图 １ 所示。
图 １ 滤布材料的耐温及耐腐蚀性能图 收稿日期： ２００７－１２－２８ 作者简介： 王丽丽（ １９８２－） ， 女， 硕士研究生， 联系电话： ０５４６－８３９２３７５．
２．１ 低温滤布材料 工业用常规低温滤布材料如尼龙 ＰＡ、涤纶 ＰＥＴ、
丙纶 ＰＰ、聚乙烯 ＰＥ 等。此类材料的长纤维短纤维产品 已广泛应用于制药， 食品， 化工， 冶金、橡胶、陶瓷等各个 行业。 ２．１．１ 涤纶
性、透水性、以及鼓泡孔径等性能。测试数据对今后过滤机实际作业中滤布材料的选择提供了可靠的参考依据。
关键词： 滤布材料； 性能测试； 断裂强度
中图分类号： ＴＱ０２８．５
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００５－ ８２６５（ ２００８） ０１－ ００４２－ ０３
１ 前言
滤布材料是过滤分离设备的“心脏”， 是决定分离效 果的重要部分， 在化工、医药、冶金等行业中起着十分重 要的作用。但是由于不同行业的工作物料性质差别大， 滤布的使用环境复杂， 这就决定了不同条件下滤布材料 选择的不确定性和复杂性。其中， 工作物料的化学性质 和温度条件， 这两个环境条件决定了滤布的取材问题， 直接影响到滤布的使用寿命。
主要用途： 橡胶、陶瓷、制药、食品、冶金等。 ２．１．４ 丙纶
丙纶（ 学名聚丙烯） 滤布耐强酸、强碱。除氯磺酸、浓 硝酸外， 耐酸性良好。丙纶使用温度不超过 １００℃， 超过
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具有超高的热稳定性和化学稳定性， 纤维的熔点为 ３３４℃， 在 ２００℃下 ２４ ｈ 的 强 度 保 持 率 为 １００％， 并 且在 火 焰 中 放 出 的 毒 气 极 低 。纤 维 几 乎 能 耐 除 浓 硫 酸 外 的 其 他大部分化学试剂， 此外纤维还具有很低的收缩率和良 好 的 电 绝 缘 性 ［４］。
聚四氟乙 烯（Ｅ－ ＣＴＦＥ）是 氟 碳 线 性 直 链 分 子 所 构 成 的一种合成纤维。ＰＴＦＥ 单丝具有优异的耐热性， 使用温 度可达 ２６０℃， 瞬时可耐 １０００℃以上的高温火焰； 耐酸、 碱及其他化学试剂， 除金属钠外， 几乎不受其他物质侵 蚀； 最难以燃烧， 极限氧指数高达 ９５％。这种纤维耐磨损 且摩擦系数低， 粉尘及滤渣易抖落， 所以过滤效率高， 使 用寿命特别长。
耐温性： 由 软 化 点 可 以 看 出 涤 纶 、维 纶 、锦 纶、丙 纶 的耐温性依次降低。
综上所述， 我们不难看出， 任何一种滤布材料都有 其优点和缺点， 也正是这些优点和缺点造成了滤布材料 的选择由于其适用环境的不同而具有极大的不确定性 和复杂性。因此， 深入研究和测定各种滤布材料的使用 性能对滤布材料的选择具有非常重要的意义。 ２．２ 金属烧结毡
聚丙烯腈预氧化纤维（ＰＡＮＯＦ）是 ９０ 年代开发 出 来 的一种新型耐高温纤维， 这种纤维具有不熔、不软化、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 收 缩 、在 ３００℃高 温 下 性 能 稳 定 等 特 点 ， 极 限 氧 指 数 高 达 ５５％。
此类耐高温过滤材料， 适用于过滤环境极其苛刻高 温， 腐蚀性强， 可燃性介质等的过滤， 随着科技的不断进 步， 高温滤材已被广泛应 用 于 冶 金 、钢 铁 、发 电 、垃 圾 焚 烧等行业高温烟尘的过滤。
由滤布材料性能表及参考资料可知：
表 １ 滤布材质主要性能介绍
性能 耐酸性 耐碱性 断 裂 伸 长 （％） 软 化 点 （℃） 熔 化 点 （℃）
比重 化学名称
涤纶 良好 耐弱碱 ２０～５０ ２３８～２４０ ２５５～２６５ １．３８ 聚对苯二甲酸乙二酯
维纶 较差 良好 １２～２０ ２２０～２３０ 不明显 １．２６～１．３０ 聚乙烯醇
经线
（ｍｍ）
纬线
初 泡 点 （ｋＰａ）
断裂强度（ Ｎ／ （５＊２０ｃｍ））
透气性（ ｍ３／ｍ２·ｈ）
透水性（ ｓ／５Ｌ）
耐酸碱性
ＣＸＷ６０１８８－ １ 聚酯
６７～６８ ４６～４７ ０．１７ ０．２０ ０．６５
９３２ ５０９０ ５７．３５ 耐 酸 性 良 好 、耐 弱 碱
ＣＸＷ３１２０４－ ３ 聚酯
３４～３５ ３０～３１ ０．１８ ０．２０ ０．５５
因此， 本文在前人研究的基础上， 对常用工业滤布 进 行 了 分 类 及 性 能 总 结 。拟 通 过 测 定 各 种 滤 布 的 物 理 性 能（ 包 括 断 裂 强 力 、断 裂 伸 长 率 、耐 磨 性 能 和 使 用 温 度 等） 、化学性能（ 主要 指 耐 腐 蚀 性） 、过滤 性 能（ 过 滤 精 度 等） ， 为滤布材料的选择提供可靠的性能参数， 具有十分 重要的实际意义。
目前开发并得到广泛应用的耐高温纤维有聚四氟 乙 烯 （Ｅ－ ＣＴＦＥ）、 聚 醚 醚 酮 （ＰＥＥＫ）、 芳 族 聚 酰 胺 （如 Ｎｏｍｅｘ）、聚 苯 撑 硫 醚 （ＰＰＳ）、聚 苯 并 咪 唑 （ＰＢＩ）、聚 酰 亚 胺 （ＰＩ）以及聚丙烯腈预氧化纤维（ＰＡＮＯＦ）等。
ＰＥＥＫ 是 一 种 半 晶 体 高 分 子 材 料 ， 可 在 ２００℃ ￣２６０℃长期使用， 问世后曾一度被称为超耐热高分子材 料。其分子结构中含有芳香环和柔性的醚键， 使得纤维
种烧结毡样品测试数据也具有一定的相对参考价值。
各项性能， 结果如表 ３。
３．２ 高温滤料的性能测试
由性能试验测试结果可知：
本文在对各种具有代表性并且应用广泛的单丝滤
１） Ｅ－ ＣＴＦＥ 材 料 可 在 小 于 １５０℃ 的 高 温 下 连 续 使
布样品进行调研的基础上， 按照国家标准 ＧＢ／Ｔ３９２３．１ 用， 耐强酸强碱腐蚀。透气性方面要比 ＰＥＥＫ 强， 但是断
强度： 由强 度 值 及 断 裂 伸 长 率 可 知 ， 涤 纶 、锦纶 、丙 纶、维纶强度依次降低， 涤纶强度高， 耐冲击强度比锦纶 高 ４ 倍， 比粘胶纤维高 ２０ 倍。如若滤布材料对强度有较 高要求， 则应该选择涤纶和锦纶， 甚至是伸长性更好的 材料。
耐磨性： 锦纶的耐磨性最好， 涤纶耐磨性仅次于锦 纶， 比其他天然纤维和合成纤维都好。
表 ３ Ｅ－ ＣＴＦＥ 和 Ｐ ＥＥＫ 样品性能测试结果一览表
材质
密度
经线
（根／ｃｍ）
纬线
线材直径 经线
（ｍｍ）
经线
初 泡 点 （ｋＰａ）
断 裂 强 度 （Ｎ／２ｃｍ）
透气性 ｍ３／ｍ２·ｈ
透 水 压 力 （Ｐａ）
透水性 ｓ／５Ｌ
连续使用温度
Ｅ－ ＣＴＦＥ ３３．２ １５．６ ０．２８ ０．２８ ０．６０ ４１５ ４ ４０８ １ ５００ ６９．７７ １５０℃
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常用过滤材料的分类总结及性能测试
王丽丽， 刘国荣
（ 中国石油大学（ 华东） 机电工程系， 山东 东营 ２５７０６１）
摘 要： 从使用温度的角度分类总结了常用滤布材料的性能， 并测试了几种常见滤布样品的断裂强度、透气
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