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耐酸型玻纤填充芳纶1313复合针刺毡滤料的制备与性能
作者:管理员    发布于:2016-05-09 10:34:27    文字:【】【】【

  随着国家节能减排工作的深入开展,环保产业逐渐成为我国国民经济中的一个重要产业,高端滤料的制造与使用技术则是影响工业领域节能减排的主要因素,因此研制高效低阻、使用寿命长而价格适中的过滤材料势在必行。

  芳纶1313纤维是由酰胺基团与间位苯基连接所构成的线性大分子,呈柔性结构,有优异的耐高温性、耐燃性、高温尺寸稳定性。尤其突出的是其优良的物理力学性能,其强度和涤纶相近,且耐磨性、耐弯曲性好,具有优良的纺织加工特性,可通过针刺、水刺成非织造布。但是由于分子结构的特点也决定了有一定缺陷,如耐强酸性差,耐高温水解性较差,因此在某些烟气除尘应用领域受到限制。本文采用特殊的化学处理方法对玻纤填充芳纶1313复合针刺毡滤料进行耐酸处理,使得该产品耐酸性能大大提高,目前该技术尚未见相关报遭5~9. 1实验部分1.1主要原料国产芳纶1313:烟台氨纶股份有限公司;玻纤:泰山玻璃纤维有限公司;聚四氟乙烯乳液:四川晨光;发泡剂SBLFORMER:石纳化学;增稠剂XTP:石纳化学。

  1.2主要仪器圆盘式织物耐磨仪:YG522N,南通宏大实验仪器有限公司;织物涨破仪:YG032D,温州方圆仪器有限公司;滤料模拟测试装置:德国进口VDI,FilTEq公司;环境扫描电镜:DXS-10A型SEM,上海田京电子光学技术有限公司。

  1.3玻纤填充芳纶1313复合针刺毡制作工艺后处理包括:烧毛、压光、热定型及防酸处理。

  1.4复合针刺毡的耐酸处理采用聚四氟乙烯乳液为主要原料,并添加一定比例的增稠剂、发泡剂等助剂,配制成涂层剂。将涂层剂导入泡发生器,再通过泡施加装置,使泡均匀涂敷在复合针刺毡表面,然后送入高温烘箱进行烘焙,冷却即可制得样品。

  1.5复合针刺毡性能测试1.5.1耐磨性:采用YG522N圆盘式织物耐磨仪对耐酸处理前后复合针刺毡样品的耐磨性能进行测试。

  1.5.2耐破性(爆破强度)采用YG032D织物涨破基金项目:福建省科技计划重大专项专题项目(2007HZ0001-2)国家自然科学基金项目(20772016)通讯联系人:郑玉婴,主要从事复合材料的结构与性能研究,E-mail:yyzhengfzu.edu.cn仪对耐酸处理前后复合针刺毡样品的爆破强度进行测试。

  量分数30时,强力就有明显下降,而经耐酸涂层处理CPD008-12样品在硫酸的质量分数50强力基本保持不变,只有硫酸的质量分数达到60时,强力才有较明显下降,但强度保持率仍然达到90,涂层处理后,大大增强了材料的抗酸腐蚀能力。

  1.5.3耐酸性:在90°C,硫酸质量分数从30至80,样品浸泡24h,测试样品强力,计算泡酸后强力保持率,并利用SEM观察纤维受损程度。

  1.5.4过滤性:采用德国进口VDI滤料模拟测试装置,根据VDI3926-2004清洁滤料过滤性能测试标准对滤料进行过滤性能测试。

  2结果与讨论为了描述方便,本文以CPD008代表耐酸处理前的样品,以CPD008-12为耐酸处理后样品。

  2.1耐酸处理对耐磨性的影响后,耐磨性能大大提高,这是由于经涂层后,表面形成一层PTFE涂层,降低了滤料表面磨擦系数,另外,涂层增加了滤料厚度,故而耐磨性能大大提高。

  泡249耐酸涂t处理样品的质hing过滤特征。而与2.2耐酸处理对耐破性的影响由打8.2可知,。,0008-12耐酸涂层样品爆破强度大于未涂层样品,因为涂层在滤料表面形成一层保护层,并使面层的纤维缠结更加牢固,对滤料的整体强力有所贡献,因而爆破强度有所提高。

  2.3耐酸处理对耐酸性影响2.4耐酸处理对过滤性能的影响2.4.1不同样品老化前后压差上升至1000Pa时的对差曲线有明显变化,清灰周期有较大的差异(△t =100s)这体现出未经防酸涂层处理的滤料典型的深层酸涂层处理后,滤料过滤压差更稳定,具有类似“表面过滤”的特征。

  2.4.2不同样品老化前后压力损失随循环次数变化的对比:由Fig.可知,CPD008样品压力损失在开始几个周期低于CPD008-12,这是由于CPD008清洁滤料透气量较大,所以初期阻力小,当过滤一定时间后化后,后30周期,阻力一开始就高于CPD008-12,且老化前后压力损失有较明显变化(Ap90Pa)CPD008-12老化前后压力损失变化不大,表明在整个过滤过程运行更稳定,压力损失更小,运行更稳定,具有“表面过滤”特征。

  2.4.3不同滤料排放浓度对比:从Fig.可以看出,经涂层处理后CPD008-12滤料排放浓度低于CPD008滤料,表明CPD008-12滤料表面形成一层致密的PTFE涂层,使得滤料表面空隙变小,阻止了粉尘的穿透,提高了滤料的过滤精度,因而排放浓度更低。

  2.5复合滤料表面SEM观察8(a,b)分别是未经涂层处理与经涂层处理的样品经60硫酸溶液浸泡24 h后的SEM图,从(a)可以看出,未经耐酸涂层处理的CPD008样品在硫酸质量分数为60浸泡后,纤维表面粗糙,出现裂痕,严重受腐。经涂层处理后的CPD008-12样品,在硫酸质量分数60时,纤维表面仍然光滑,表明该材料耐酸性能较好,以上对比可以看出,经耐酸涂层处理后,CPD008-12耐酸腐蚀性能明显提高。

  3结论本文对耐酸处理前后的样品进行耐磨性、耐破性、耐酸性、耐碱性和过滤性能测试,结果表明,耐酸型“玻纤填充国产芳纶1313”复合针刺毡滤料具有优良的耐磨性;耐破性明显提高;耐酸性大大增强;耐碱性有所提高;综合过滤性能也大大提高,具有高效低阻的性能,过滤特性类似于“表面过滤”。

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