非织造过滤材料

非织造过滤材料的功能及应用与发展

摘要：随着科学技术和非织造工业的不断发展，对于车用非织造过滤材料的数量、品种及质量、性能方面都提出了新的要求。功能性车用非织造过滤材料是针对特定的环境要求（如耐高温、耐腐蚀、抗静电、拒水、拒油、阻燃、抗菌或抗病毒、清除有害气体等）而开发的过滤材料。这里主要介绍非织造过滤材料的功能及应用与发展

关键词：功能非制造材料过滤

我们知道大气中几乎每时每刻都存在着粉尘，人类活动的加剧导致工业、生活、交通和建筑等各类排放源排放了大量的烟尘和粉尘，使大气中粉尘颗粒物急剧增加。由粉尘而引起的各种隐患，严重影响着人类的生产活动和身体健康。随着科学技术和现代化工业的不断发展，人们越来越重视空气质量，对个人的防护要求也越来越高，因此越来越关注能安全防护粉尘的材料，并进行开发和应用。随着除尘净化技术的不断发展、水平的提高及其应用范围的扩展，对应用于除尘行业的纺织品在数量、品种和质量上都有更高的要求，使得应用于过滤除尘的防护纺织材料的研制与开发显得越来越重要。

1·粉尘的性质及其危害性

粉尘是大气的主要污染源之一。国际标准化组织将粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。在大气污染控制中，依照粉尘的不同特征有不同的分类方法。按粉尘颗粒大小分类方法

(1)可见粉尘，用眼睛可以分辨的粉尘，粒径大于10μm;

(2)显微粉尘，在普通显微镜下可以分辨的粉尘，粒径在0．25～10μm之间;

(3)超显微粉尘，在超倍显微镜或电子显微镜下才可分辨的粉尘，粒径在0．25μm以下。

在人类活动中，工业生产、交通运输和农业活动产生大量粉尘，尤其是建材、冶金、化学工业以及工业与民用锅炉产生的粉尘最为严重。粉尘的危害表现在危害人体健康、影响生产和污染环境三个方面。粉尘危害人体健康的主要因素为粉尘的化学成分、粉尘的颗粒度和粉尘的浓度。有毒粉尘(铅、砷、汞、铬、锰、镉、镍等)能引起中毒;对人的五官和皮肤有刺激作用，会引起炎症;各类粉尘进入人体肺部会引起尘肺病等。对于生产的影响主要是粉尘会降低机器工作精度，降低产品质量，降低光照度和能见度，从而诱发事故。粉尘污染环境易造成空气能见度降低，导致发生交通事故，有些粉尘还会造成火灾及影响人体健康。

2·过滤除尘非织造纺织材料

非织造材料用于过滤除尘历史悠久。由于纺织材料的结构是具有无数微小孔隙的纤维三维网状结构，尘埃微粒必须沿着纤维弯弯曲曲的网状路径行进，随时都有可能与纤维发生碰撞而被截留，因此过滤效率很高。非织造滤料作为一种新型的纺织滤料，以其优良的过滤效能、高产量、低成本、易与其他滤料复合且容易在生产线上进行打褶、折叠、模压成型等深加工处理的优点，逐步取代了传统的机织和针织滤料，在各行各业得到了广泛应用，用量越来越大。

(1)透气性能好，易清灰，滤尘阻力低;

(2)滤尘效率高，过滤后排放的空气含尘浓度须符合国家环保和纺织行业对滤尘设备空气排放标准的要求;

(3)阻燃和抗静电性能必须符合纺织行业滤尘设备阻燃防爆的要求;

(4)具有防水、防油和抗黏结性能，使滤料抗板结、易清灰，使用寿命延长，可适应滤尘设备在棉纺、化纤纺、毛纺、麻纺等不同行业和工况条件下的应用，以扩大滤料及其滤尘设备的应用领域。

非织造纺织材料的特点使其在以下几个领域约着广泛的应用，并且有很好的应用与发展前景。

3.汽车用非织造过滤材料

非织造过滤材料应用于汽车工业虽然时间很短,但是其用途广泛、量相当可观。利用各种工艺方法和复合加工技术生产的非织造过滤材料满足了各汽车厂及配套生产厂家的需要,其中有浸渍粘合法、针刺法、熔喷法、纺粘法以及热风法非织造布,它不仅应用于汽车的内部构造,而且还应用于汽车生产加工过程中。在国际市场上,非织造布空气过滤器、过滤袋已在汽车制造行业得到普遍使用。例如,汽车客仓内存在着各种对人体产生危害的微细粒子、尘、菌、菌和粉尘,将非织造布空气过滤器用于汽车客仓内,可以有效的排除有害气体,净化车内空气。应用于汽车制造行业的非织造过滤材料主要有汽车发动机过滤介质、空调用热熔非织造布滤网、清器用针刺过滤毡、熔喷非织造布滤芯、复合非织造布过滤袋、面漆生产线用针刺非织造布过滤毡、渍粘合法除砂过滤布、漆房用层压复合非织造过滤材料、汽车尾气排放针刺过滤毡或熔喷非织造布,还有轿车变速杆、方向盘、油门等处与机器联接部分的隔离层用经活性炭处理的非织造布过滤毡等等。

4．拒水拒油非织造纺织材料

空气中的粉尘含水含油，具有吸湿性和潮解性，在分离过程中粉尘极易黏附在滤料表面，发生黏袋现象。黏袋将引起除尘设备清除滤层困难，阻力上升，甚至使设备无法正常运转而必须停机换袋，因此要求过滤含水含油气体的滤料能够拒水拒油。降低材料的表面张力，使其小于水和油的表面张力，才能使滤料在一定程度上不被水或油润湿。拒水拒油整理一般有两种方法［22］。一是反应法，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，变成拒水拒油型纤维;另一是涂敷法，用涂层的方法来防止滤料被水或油浸湿。1969年美国Gore公司首创制取膨体聚四氟乙烯(e-PTFE)薄膜的工艺方法，GORE-TEX薄膜非常光滑，与水100%不浸润，具有良好的拒水性。国内多用含氟类防水防油剂对纺织材料进行涂覆，使材料具有拒水拒油的功能。中国科学院化学所的研究人员提出的纳米界面结构理论以及在此基础上开发出的具有超双疏界面性能(同时具有超疏水性能及超疏油性能)材料，具有较强的拒水拒油性能。

5. 空气过滤用非织造过滤材料

目前,将过滤材料用于空气过滤领域最多的是美国,工业生产中许多部门都需要进废气和空气净化处理。象许多其他的过滤用途一样,空气过滤也受到整个工业增长方式的影响。一直以来,玻璃纤维滤料、质滤料和非织造布滤料各有优势,在空气过滤市场中都占有一席之地。但美国Clemson大学的研究人员最近发现,虽然玻璃纤维过滤介质具有较高的使用效率,但使用过程中会发生纤维的脱离,人吸入玻璃纤维有致癌的危险。

过滤就是一种分离、捕集分散于气体或液体中颗粒状物质的过程。一般说来,较大粒子的物质是靠非织造布的筛分作用而分离过滤的,而粒径较小的物质是靠纤维的捕集作用。新型非织造布过滤介质,采用较大的比表面积及截面有较深纹理和沟槽的纤维为原料,使过滤介质有更大的

粒子捕集性,从而可以提高过滤性能。非织造布过滤介质的质量可靠性与易于成型性等因素