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玄武岩聚苯硫醚纤维复合滤料PTFE乳液浸渍工艺研究
作者:管理员    发布于:2016-05-10 08:45:12    文字:【】【】【

  玄武岩/聚苯硫醚纤维复合滤料PTFE乳液浸渍工艺研究周冠辰a,韩建a,b,于斌a,b,朱斐超(浙江理工大学,a.材料与纺织学院,b.浙江省产业用纺织材料制备技术重点。在前期。

  试验号因素A:乳液浓度/1因素B:浸渍时间/mir2因素C:L焙烘温度/C因素D:焙烘时间/min4过滤效率/(10m粒径下)极差因素主次顺序优水平八3优组合由表2可以看出,第9组的过滤效率高。通过极差分析可以得出各因素对过滤效率影响的顺序为:乳液浓度>浸渍时间>焙烘温度>焙烘时间。经过验证得理论佳工艺参数的样品的过滤效率为96.3,效果比直观分析得到的样品稍低。因此,佳工艺参数为AgBgCgD:,即乳液浓度为10,浸渍时间为5min,焙烘温度为160°C,焙烘时间为3min.表3方差分析表方差来源偏差平方和自由度均方和f值显著性女误差总和注,分别表示在显著水平a =0.01和0.05的条件下对指标的影响显著;)F.oi(2,9)由表3可知,对于复合滤料的过滤效率,Fa>凡1(2,9),说明在显著水平=0.01的条件下,乳液浓度A水平的改变对复合滤料过滤效率的试验结果影响高度显著;F.1(2,9)>FB>F.5(2,9),说明浸渍时间B的改变对于复合滤料过滤效率影响显著;其它工艺条件对复合滤料的过滤效率影响不显著。

  2.2表观形貌分析PTFE乳液浸渍处理前后玄武岩/聚苯硫醚针刺复合滤料的表观形貌如所示,由(a)和(b)可以看出,复合滤料的纤维之间均存在相互缠结,未经处理的复合滤料的纤维间存在较大的空隙,经过PTFE乳液浸渍后整理的复合滤料的表面附着物(PTFE膜状物)有明显的增加,纤维之间的空隙变小。这是由于浸渍过程中,PTFE乳液不断地附着于复合滤料的表面,在焙烘过程中凝固在纤维的之间,这使得纤维结构变的更加密实,对复合滤料的表面进行了“微孔化”,有利于降低其孔隙率和提高其过滤性能。由(c)和(d)可以看出,在PTFE乳液的作用下,单根纤维的表面已经被乳液形成的薄膜状物体所包覆,这是由于在乳液浸渍的过程中,乳液渗透入纤维之间,凝固后在表面产生膜状物包覆在纤维表面,这种膜状物具有较小的孔隙,有利于降低单根纤维的孔隙,有利于过滤性能的提高。与此同时,由于PTFE几乎不受任何化学试剂的腐蚀,具有耐强酸、强碱的优良性能,因此PTFE浸渍处理有利于提高复合滤料的耐腐蚀性。由于PT-FE摩擦因数可低至0.04,其表面具有不黏性,因此PTFE乳液膜状物有利于改善复合滤料的表面性能,同时,研究表明,PTFE乳液浸渍后,一定程度上有利于清灰性能的提高。

  (a>未经处理的合滤料的SEM照片(x200)(c>未经处押的UA滤料的SEM照片(x3000>⑷乳液处理后的U合滤料的SEM照片(X3乳液处理前后复合滤料的SEM照片2.3孔径分析合滤料的孔径及孔径分布分别如表4和所示。

  PTFE乳液处理前后,玄武岩/聚苯硫醚针刺复由表4可以看出,乳液浸渍处理后,复合滤料的面密度和厚度均略有增加,未处理的复合滤料小孔径为3.8pm,大孔径为87.1pm,平均孔径为33.1卩m.经过PTFE乳液处理后,复合滤料的小孔径为6.5pm,大孔径为66.7pm,平均孔径为27.3pm.乳液处理后平均孔径减小了5.8pm,由此可以看出,PTFE乳液浸渍处理有利于减小复合滤料平均孔径;由可以看出,乳液处理前,复合滤料的孔径分布在487pm之间,分布区域较宽,乳液浸渍后,复合滤料孔径分布在766pm之间,分布区域明显变窄,而且分布较为均匀,因此,PTFE乳液处理有利于改善了复合滤料的孔径分布及平均孔径,有利于过滤性能的提高。

  表4乳液处理前后复合滤料的孔径对比面密度/厚度/小孔径/大孔径/平均孔径/孔径/xm(a>乳液处理前U合滤料的孔径分布(b>乳液处理后闱分滤料的孔径分布乳液处理前后复合滤料的孔径分布2.4过滤性能分析乳液处理前后复合滤料在不同粒径下的过滤效率如所示。由可知,对于不同粒径的颗粒物,复合滤料的过滤效率有所不同,其过滤效率随着粒径的增加而提高;同时可以看出该复合滤料比较适合过滤2pm以上的颗粒物,其中在过滤2pm颗粒物时效率明显增加,达到80以上;在过滤10pm颗粒物时,过滤效率达到大;而在过滤2pm以下颗粒物时其效率均在60以下。乳液浸渍后,在不同粒径条件下复合滤料的过滤效率均有所提高,在10pm的条件下,复合滤料的过滤效率高,可达97.2,相对未经处理时的89.9有了明显提升,这充分说明了PTFE乳液浸渍处理能有效的提高玄武岩/聚苯硫醚复合滤料的过滤效率。

  3结论根据正交试验可知,影响玄武岩/聚苯硫醚针刺复合滤料过滤性能的因素其显著性排序是:乳液浓度>浸渍时间>焙烘温度>焙烘时间,在考虑实际生产条件下,乳液浓度10,浸渍时间5min,焙烘温度160C,焙烘时间3min时,复合滤料的过滤效率高。

  PTFE乳液处理有利于降低玄武岩/聚苯硫醚针刺复合滤料的平均孔径、改善其孔径分布。PTFE乳液处理后,复合滤料的平均孔径从33. 1pm降至27.3pm,有了明显的下降,孔径分布状况变的更佳。

  PTFE乳液处理有利于提高复合滤料的过滤性能,在不同粒径下的过滤效率均有所提高,在10pm的粒径下过滤效率从89. 992提高到97.229,有明显的提升。

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