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织网机玻纤空气过滤纸原料组成对其过滤性能的影响

2019-08-16

过滤效率和过滤阻力是评估过滤材料过滤性能的首要指标,过滤效率是过滤产品分级的重要依据,决定着空气能否达到净化标准;过滤阻力越低,过滤系统的进气负荷越小,运行成本得到降低,因此“高效低阻”是现代滤材发展的必然趋势。本文主要从以下几个方面探究了玻璃纤维空气过滤纸的原料组成对其过滤效率和阻力的影响,以期为玻纤滤材的设计提供一定的依据。

首先,采用了比表面积和扫面电子显微镜法对实验使用的1种短切玻璃纤维和5种玻璃棉的直径进行了测量。结果表明,比较面积法实验数据可重复性较差,而扫描电子显微镜法实验数据较直观,能够获得纤维直径及其分布,测得实验所采用纤维BX、BLM1、BLM2、BLM3、BLM4和BLM5的直径分别为7.00μm、2.61μm、1.02μm、0.66μm、0.62μm和0.43μm。

其次,通过采用不同直径的玻璃棉与短切玻纤复配,研究了玻璃棉直径对纸页性能的影响。研究发现,当直径降至1.02μm后,纸页厚度变化不明显;采用直径小于1.02μm的玻璃棉,纸页品质因子能提升至11以上,过滤性能得到优化。但过滤性能并非纤维直径越细越好,采用平均直径0.66μm的BLM3,其含量时25%时,品质因子较其他情况下大,过滤性能更优。

然后,在玻璃棉与短切玻纤复配时,通过改变玻璃棉含量,研究了其含量对纸页性能的影响。研究表明,在玻璃纤维或者玻璃棉占主体(含量70%以上)时,纸页厚度较大;而在两者含量相当时,纸页较薄。玻璃棉含量从10%每次增加15%,穿透率均会降低60%以上;过滤阻力随着玻璃棉含量的增加而线性增长。纸页的品质因子随着玻璃棉含量的增加呈现先增长后降低的趋势,在含量25%时品质因子达到最大。

最后,通过将上述六种纤维原料复配,对制备的纸页按照过滤效率进行了分组,分别研究了纤维搭配对高、中、粗效过滤纸过滤性能的影响。结果表明,对于粗效范围的C1级别(过滤效率处于40%~60%),“粗骨架+细填充”的纤维搭配方式更容易获得较高的品质因子,滤材过滤性能优良;对于中效范围的Z3级别(过滤效率处于80%~90%),仅采用“粗骨架+细填充”的搭配方式无法满足此区间的效率要求,加入少量的“过渡物质”可以获得较高的过滤效率和品质因子;对于高效范围的G6级别(过滤效率处于99.5%~99.95%),采用“粗骨架+过渡物质+细填充”的配比方式,更容易获得较高的品质因子,不使用过渡物质,过滤性能很难得到提升。

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