熔喷过滤材料驻极技术的研发进展

驻极是提高熔喷过滤材料过滤性能的重要手段。熔喷过滤材料的驻极效果主要取决于驻极添加剂和驻极工艺。分析总结了熔喷过滤材料常用驻极添加剂的种类、制备方法和性能,指出了电晕驻极和水驻极两种驻极工艺的原理和特点,为高性能熔喷过滤材料的研发提供技术参考。     

合成纤维和玻璃纤维制成的Ashrae过滤介质的性能比较

对常用的超细玻璃纤维制成的Ashrae袋式过滤介质、标准驻极熔喷聚丙烯Ashrae袋式过滤介质和一种新型的熔喷聚丙烯细纤维Ashrae袋式过滤介质进行了比较。标准玻璃纤维毡所用的纤维非常微细,密实性(固体体积分数)很低,导致α值(品质因子)较高,但该材料不能吸附静电荷。标准熔喷聚丙烯过滤介质所用的纤维比玻璃纤维粗得多,密实性也更高,因能吸附很多静电荷,其初始α值比玻璃纤维毡要大得多,但放电后的α值却比玻璃纤维毡低得多。新型的熔喷聚丙烯细纤维过滤介质可完全驻极,其初始α值和标准熔喷聚丙烯过滤介质一样高,但由于更加细微的纤维结构,在放电后所保持的α值更高。     

基于受阻胺类光稳定剂的熔喷驻极体材料研究

为解决熔喷驻极体材料驻极稳定性差而导致过滤效率下降的问题,将受阻胺类光稳定剂(CB944)作为驻极添加剂,经与聚丙烯造粒处理,采用熔喷和驻极工艺制成聚丙烯熔喷驻极体材料,同时选用商用驻极母粒(HDET1200MB)制备聚丙烯熔喷驻极体材料,并对两者的相关性能进行测试和比较。研究结果表明:当CB944质量分数为0.1%~1%时,对聚丙烯熔喷驻极体材料的表面形态、纤维直径、孔径及其分布、透气性和过滤阻力等无明显影响;受阻胺和商用驻极母粒均可以提高聚丙烯熔喷驻极体材料的驻极稳定性和过滤性能稳定性;在相同处理条件下,普通聚丙烯熔喷驻极体材料、含CB944聚丙烯熔喷驻极体材料和含HDET1200MB聚丙烯熔喷驻极体材料的过滤效率分别下降10.35%、5.75%和2.66%。     

熔喷聚丙烯水驻极非织造材料的制备及性能

电晕驻极熔喷非织造过滤材料的驻极效果稳定性差,易受环境温湿度的影响。为改善熔喷材料的驻极稳定性,采用水驻极技术代替电晕驻极法,将聚丙烯与驻极母粒混合,制备熔喷聚丙烯非织造材料。并通过水驻极处理得到熔喷聚丙烯水驻极非织造材料,系统探究驻极方式（电晕驻极与水驻极）对熔喷聚丙烯材料纤维网结构与过滤性能的影响,以及2种驻极体材料电荷存储稳定性和加载过滤性能间的差异。结果表明：水驻极非织造材料的孔隙率和平均孔径均增大,水驻极非织造材料过滤效率从43%（未驻极材料）提高至99.94%,过滤阻力从22.37 Pa（未驻极材料）下降至19.62 Pa。水驻极非织造材料的耐温性与耐湿性更好,电荷存储稳定性优异;水驻极非织造材料的加载过滤性能优于电晕驻极非织造材料。     

水驻极聚丙烯熔喷非织造材料的制备及其带电特性分析

为深入探究水驻极熔喷非织造材料的带电特性,制备了水驻极聚丙烯熔喷非织造材料,研究了水质电导率与烘燥温度对材料过滤性能的影响,利用原子力显微镜、静电电位测试仪分析了水驻极熔喷非织造材料带电特性,并探究了水驻极对电晕充电熔喷非织造材料带电和过滤性能的影响。结果表明:水质的电导率越小,所得熔喷非织造材料的过滤效率越高,而烘燥温度对材料基本性能和过滤性能无明显影响。水驻极使熔喷非织造材料同时带有正电荷和负电荷,其表面静电势是各层纤网静电势叠加的结果。推测认为,呈正电、负电或者中性的雾状水射流与纤维摩擦过程发生电子转移和离子转移,从而使材料驻极带电。     

熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

驻极处理对聚乳酸熔喷材料性能的影响

采用生物可降解性聚乳酸（PLA）为原料,采用熔喷工艺开发一种高性能过滤材料,并利用外置式电晕放电技术对材料进行驻极处理。分析讨论了驻极电压、驻极时间以及两电极之间距离等工艺参数对材料的表面电位、透气性及过滤性能的影响。采用扫描电子显微镜观察了驻极处理后PLA熔喷材料表面形貌结构的变化。结果表明：驻极后PLA熔喷材料表面粗糙度增加;材料在驻极电压增加过程中出现反极性充电现象。随着驻极电压和时间的增加,材料表面静电电位逐渐增加,然后又呈现下降的趋势。驻极处理后材料的透气性未出现显著变化;过滤效率显著提高。     

医用防护口罩熔喷滤料外置式驻极性能研究

以未驻极的超细纤维熔喷聚丙烯过滤材料为原料,对其进行外置式电晕驻极处理。通过改变驻极电压、驻极时间和正反面驻极,来分析讨论不同的驻极工艺参数对滤料透气性能和过滤性能的影响。同时还将驻极滤料分别存储在室温(温度16℃～23℃,湿度60%～87%)480h和960h,比较分析储存时间对熔喷材料电荷稳定性的影响。结果表明:当驻极电压升高、驻极时间延长,滤料的透气性能下降;随着驻极电压上升以及正反面驻极,滤料过滤效率上升;但随着驻极时间的延长,滤料的过滤效率先上升后稍有下降;而存储时间延长滤料的过滤效率下降。     

静电纺纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的驻极及过滤性能研究

通过静电纺丝方法制备纳米聚偏四氟乙烯(PVDF)/熔喷聚乳酸(PLA)复合材料,再采用外置式电晕放电法对纳米PVDF/熔喷PLA复合材料进行驻极处理.对驻极前后的纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的表面静电位、过滤效率及过滤阻力等进行测试,并研究相对湿度对驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位稳定性的影响.结果 表明:随着电晕放电时间的增加,纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位先逐渐增加后又呈下降的趋势.驻极处理后复合材料的过滤效率显著提高,过滤阻力变化不显著.驻极复合材料表面静电荷在较高相对湿度环境中的衰减速度高于在较低相对湿度环境中.驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料在各种相对湿度环境中存储30 d后,其过滤效率仍高于未驻极的复合材料.     

如何提升熔喷布过滤效率?

熔喷非织造布作为医用口罩的核心材料,其过滤效率直接影响口罩的防护效果。影响熔喷布过滤性能的因素很多,如纤维线密度,纤网的结构、厚度和密度等。但是,作为口罩的空气过滤材料,如果材料太紧密,孔隙太小,呼吸阻力太大,使用者无法顺利吸入空气,口罩也就失去了使用价值。这就要求过滤材料不仅要提高其过滤效率,还要尽可能地降低其呼吸阻力,而呼吸阻力和过滤效率是一对矛盾体。静电驻极处理工艺就是解决呼吸阻力和过滤效率这对矛盾体的最好办法。     

A comparative study on filtration performance of mono-, bi-, and multi-constituent nonwoven air filter media

In this work, a series of multi-constituent nonwoven filter media possessing multi-modal fiber diameter distribution was prepared and evaluated for pressure drop and filtration efficiency. The same approach was extended to bi-constituent nonwoven filter media exhibiting bi-modal fiber diameter distribution and mono-constituent nonwoven filter media showing mono-modal fiber diameter distribution. While the multi-constituent filter media registered the lowest pressure drop, followed by the bi- and mono-constituent filter media, the mono-constituent filter media displayed the highest filtration efficiency, followed by the bi- and multi-constituent filter media. When both pressure drop and filtration efficiency were taken together, the quality factor of multi-constituent filter media was found to be higher than that of bi- and mono-constituent filter media.     

高精度复合柴油过滤材料的性能与结构分析

对进口高精度复合柴油过滤材料的结构、物理性能和过滤性能进行了较全面的分析,指出了该材料的主要物理性能取决于纸基层,熔喷无纺布层的作用主要在于提高过滤精度和纳污容量,同时说明了熔喷无纺布层采用PBT为原料的主要原因,以及研制此类材料的关键所在。     

Effects of porosity gradient of multilayered electrospun nanofibre mats on air filtration efficiency

Performance of the nanofibrous filter media is determined by fibre diameter and pore size distribution of the membranes. In this study, an attempt is made to fabricate a nanofibrous multi-scale filter media by simply varying the layer-by-layer-assisted stacking structure and composition of individual fibres within the single layers. These structural controls of the filter membrane helped to form a skeletal frame-worked membrane with controlled filtration efficiency and pressure drop aerosol particle filtration application. Altering the right electrospinning parameters, layering structure of the membrane resulted in changes in average fibre diameter and pore size distribution, especially in the middle layer of media, while a gradient in pore size and its distribution was created. The results of measurements of pressure drop and filtration efficiency indicated that by changing the gradient in pore size and its distribution in the middle membrane, keeping other layers constant, the pressure drop and filtration efficiency can be effectively tuned. The results suggested that this developed filter media could be used as promising materials for a variety of potential applications in high efficiency particulate air filters with tunable characteristics.     

含有纳米纤维的新型过滤介质

Irema-Filter公司就纳米纤维整合到过滤介质的新型工艺申请了专利,它可提高超细纤维在低压下的空气过滤效率。     

PPS/PTFE纤维复合水刺耐高温过滤材料的制备与性能研究

将PPS/PTFE纤网用水刺工艺覆盖在经过预针刺的"夹心层"结构的PPS纤网上,制得复合水刺滤料。试制了三种不同PPS/PTFE混合比的复合滤料,并测试了其基本性能和过滤性能。结果表明:PPS纤维与PTFE纤维的混合比对复合水刺滤料的性能有一定影响;该滤料具有高效率、低阻力、长寿命和耐高温等优良性能,可应用于高温除尘过滤领域;采用水刺工艺加工PPS/PTEF纤维复合耐高温滤料可以降低滤料的生产成本和提高其过滤性能。     

合成过滤介质

介绍了Sandier公司生产的合成过滤介质。通过试验室测试,比较了不同过滤介质的过滤效率。     

应用于高温气体过滤的Basofil过滤材料

总结了Basofil滤料的物理性能、过滤效率的研究及其特性。除尘室现场试验结果表明 ,与 10 0 %间位芳纶滤料相比 ,Basofil滤料具有更低的压力降和更高透气性的优点 ,且具有相近或更长的使用寿命     

熔喷立体成型滤芯的结构性能及其考核指标分析

用压降—流量作为熔喷滤芯性能的考核指标,测定滤芯的压降—流量数据,通过Matlab数学方法进行直线拟合,拟合直线的斜率可作为滤芯压降—流量的实验评价体系。熔喷立体成型滤芯中各过滤层有不同的结构,其平均孔径从精滤层、中滤层到粗滤层依次增大,符合熔喷滤芯具有孔径梯度的构想。     

过滤材料全球技术发展趋势

介绍了各类过滤材料的性能。合成滤材可以通过使用不同的加工方法和使用不同的原材料提高其过滤效率和扩大其适用范围 ,正在逐步替代传统的玻璃纤维滤材     

27 mm滤嘴长卷烟材料多因素对主流烟气递送量及过滤效率的影响

采用正交试验设计的方法研究27 mm滤嘴长卷烟之卷烟纸、成型纸、接装纸及嘴棒组合搭配对国标规定的卷烟主流烟气递送量（包括焦油量、烟气烟碱量、烟气CO及烟气水分）及过滤效率的影响。结果表明:接装纸透气度及嘴棒吸阻是影响卷烟主流烟气递送量的高度显著因素及重要因素;成型纸透气度及嘴棒吸阻是影响过滤效率的高度显著因素及重要因素。重点对接装纸透气度、成型纸透气度及嘴棒吸阻进行调整和控制,可以很好地实现对27 mm滤嘴长卷烟主流烟气递送量及过滤效率的控制,减少产品质量波动,降低产品成本。使用该方法可快捷、高效、经济、准确地确定卷烟材料多因素对卷烟主流烟气递送量及过滤效率的影响规律。