常用工業(yè)濾布材料的分類及性能總結(jié)

常用工業(yè)濾布材料的分類及性能總結(jié)

1濾布材料選擇的影響因素過(guò)濾材料是過(guò)濾分離設(shè)備的“心臟”。這是決定分離效果的重要組成部分，在化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)發(fā)揮著非常重要的作用。但是由于不同行業(yè)的工作物料性質(zhì)差別大,濾布的使用環(huán)境復(fù)雜,這就決定了不同條件下濾布材料選擇的不確定性和復(fù)雜性。其中,工作物料的化學(xué)性質(zhì)和溫度條件,這兩個(gè)環(huán)境條件決定了濾布的取材問題,直接影響到濾布的使用壽命。因此,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)常用工業(yè)濾布進(jìn)行了分類及性能總結(jié)。擬通過(guò)測(cè)定各種濾布的物理性能(包括斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率、耐磨性能和使用溫度等)、化學(xué)性能(主要指耐腐蝕性)、過(guò)濾性能(過(guò)濾精度等),為濾布材料的選擇提供可靠的性能參數(shù),具有十分重要的實(shí)際意義。2在微膠囊中的應(yīng)用目前用于過(guò)濾材料的纖維從適用的連續(xù)使用溫度上講,主要有兩類,一類的適用溫度小于150℃,稱為低溫濾料,這類纖維常用的有聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚酰胺(PA)等;另一類適用溫度高于170℃,屬耐高溫纖維,如芳族聚酰胺(如Nomex)、PEEK、PPS、PTFE、PBT、E-CTFE、以及玻璃纖維等2.1聚乙烯等聚合物工業(yè)用常規(guī)低溫濾布材料如尼龍PA、滌綸PET、丙綸PP、聚乙烯PE等。此類材料的長(zhǎng)纖維短纖維產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于制藥,食品,化工,冶金、橡膠、陶瓷等各個(gè)行業(yè)。2.1.1硫酸鈉和苯甲酚滌綸(學(xué)名聚酯)耐強(qiáng)酸和弱堿,不溶于有機(jī)酸,在低溫下對(duì)于低濃度的無(wú)機(jī)酸性能很穩(wěn)定,但溶于濃硫酸和加熱的苯甲酚,在強(qiáng)堿中易水解。此外,耐腐蝕性、回復(fù)性很好,導(dǎo)電性能很差。過(guò)濾性能:滌綸長(zhǎng)纖濾布表面光滑、耐磨性好、強(qiáng)力高、通過(guò)拼捻后,強(qiáng)度更高,耐磨性更好,從而織物透氣性能好,漏水性快,清洗方便。滌綸濾布主要用途:制藥,食品,化工,冶金,工業(yè)壓濾機(jī),離心機(jī)濾布等。2.1.2彈性差,一般在織物上整理工藝,主要有維綸(學(xué)名聚乙烯醇)強(qiáng)度比滌綸要低,強(qiáng)度僅為5.32~5.72Cndtex。斷裂伸長(zhǎng)率12%~25%。彈性差,織物保持形性差,耐磨性較好,耐用性是純棉的1~2倍。但有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠經(jīng)受強(qiáng)堿的作用,并且吸濕性好,容易與橡膠結(jié)合在一起,是橡膠行業(yè)中配用的好材料,它的缺點(diǎn)是耐溫較低,溫度達(dá)100℃就有收縮,不耐酸性。一般用于堿性較強(qiáng)的廠家和橡膠行業(yè)。2.1.3xdtex錦綸(學(xué)名聚酰胺纖維)俗名尼龍,結(jié)晶性塑料,白色至淡黃色的不透明固體。錦綸纖維強(qiáng)力高,強(qiáng)度為4~5.3Cndtex,伸長(zhǎng)率為18%~45%,在10%伸長(zhǎng)時(shí)彈性回復(fù)率在90%以上,錦綸強(qiáng)力在纖維中最強(qiáng),據(jù)測(cè)定,錦綸纖維的耐磨性為棉纖維的10倍,粘膠的50倍。耐磨性居多種纖維之首,所以與橡膠壓在一起是制造汽車輪胎的理想材料。錦綸纖維耐強(qiáng)堿、弱酸;錦綸不耐光。主要用途:橡膠、陶瓷、制藥、食品、冶金等。2.1.4濾布材料的選擇丙綸(學(xué)名聚丙烯)濾布耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。除氯磺酸、濃硝酸外,耐酸性良好。丙綸使用溫度不超過(guò)100℃,超過(guò)100℃強(qiáng)度下降并收縮。短纖維可與棉花混紡,可作細(xì)布、床單、手套、毛毯等。長(zhǎng)纖維比重小,耐磨、耐腐蝕、可做繩索、漁網(wǎng)等。工業(yè)用途可做帆布、水龍帶、包裝材料、過(guò)濾布、工作服等。由上述材料編織的濾布耐熱性較差,在較高溫度下不能長(zhǎng)期使用,壽命很短,在超過(guò)180℃高溫環(huán)境下基本不可用由濾布材料性能表及參考資料可知:耐腐蝕性:在堿性環(huán)境下,維倫、丙綸和錦綸的適用范圍明顯比滌綸大,并且耐堿性較好;而在酸性環(huán)境下,滌綸和丙綸的適用范圍則比另外兩種大,耐酸性也較強(qiáng)。強(qiáng)度:由強(qiáng)度值及斷裂伸長(zhǎng)率可知,滌綸、錦綸、丙綸、維綸強(qiáng)度依次降低,滌綸強(qiáng)度高,耐沖擊強(qiáng)度比錦綸高4倍,比粘膠纖維高20倍。如若濾布材料對(duì)強(qiáng)度有較高要求,則應(yīng)該選擇滌綸和錦綸,甚至是伸長(zhǎng)性更好的材料。耐磨性:錦綸的耐磨性最好,滌綸耐磨性僅次于錦綸,比其他天然纖維和合成纖維都好。耐溫性:由軟化點(diǎn)可以看出滌綸、維綸、錦綸、丙綸的耐溫性依次降低。綜上所述,我們不難看出,任何一種濾布材料都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),也正是這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)造成了濾布材料的選擇由于其適用環(huán)境的不同而具有極大的不確定性和復(fù)雜性。因此,深入研究和測(cè)定各種濾布材料的使用性能對(duì)濾布材料的選擇具有非常重要的意義。2.2聚丙烯酸鹽材料金屬纖維燒結(jié)氈過(guò)濾材料是采用不銹鋼纖維,利用纖維雜亂交織燒結(jié)碾壓而成,具有無(wú)數(shù)不規(guī)則孔隙,主要用來(lái)攔截液流中的污染物。該材料具有無(wú)脫落、高過(guò)濾精度、高納污容量、耐高溫、高壓、耐有機(jī)溶劑和可焊接等特點(diǎn)。不足之處是耐腐蝕能力不強(qiáng)2.3高分子可燃化纖維目前開發(fā)并得到廣泛應(yīng)用的耐高溫纖維有聚四氟乙烯(E-CTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、芳族聚酰胺(如Nomex)、聚苯撐硫醚(PPS)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(PI)以及聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(PANOF)等。PEEK是一種半晶體高分子材料,可在200℃~260℃長(zhǎng)期使用,問世后曾一度被稱為超耐熱高分子材料。其分子結(jié)構(gòu)中含有芳香環(huán)和柔性的醚鍵,使得纖維具有超高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,纖維的熔點(diǎn)為334℃,在200℃下24h的強(qiáng)度保持率為100%,并且在火焰中放出的毒氣極低。纖維幾乎能耐除濃硫酸外的其他大部分化學(xué)試劑,此外纖維還具有很低的收縮率和良好的電絕緣性聚四氟乙烯(E-CTFE)是氟碳線性直鏈分子所構(gòu)成的一種合成纖維。PTFE單絲具有優(yōu)異的耐熱性,使用溫度可達(dá)260℃,瞬時(shí)可耐1000℃以上的高溫火焰;耐酸、堿及其他化學(xué)試劑,除金屬鈉外,幾乎不受其他物質(zhì)侵蝕;最難以燃燒,極限氧指數(shù)高達(dá)95%。這種纖維耐磨損且摩擦系數(shù)低,粉塵及濾渣易抖落,所以過(guò)濾效率高,使用壽命特別長(zhǎng)。聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(PANOF)是90年代開發(fā)出來(lái)的一種新型耐高溫纖維,這種纖維具有不熔、不軟化、不收縮、在300℃高溫下性能穩(wěn)定等特點(diǎn),極限氧指數(shù)高達(dá)55%。此類耐高溫過(guò)濾材料,適用于過(guò)濾環(huán)境極其苛刻高溫,腐蝕性強(qiáng),可燃性介質(zhì)等的過(guò)濾,隨著科技的不斷進(jìn)步,高溫濾材已被廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、發(fā)電、垃圾焚燒等行業(yè)高溫?zé)焿m的過(guò)濾。3聚丙烯的復(fù)合材料通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)幾家大型濾布生產(chǎn)廠家的實(shí)地考察,收集到了幾種聚酯產(chǎn)品CXW60188-1、CXW31204-3,耐高溫新型材料E-CTFE、PEEK及幾種燒結(jié)氈作60K2A3、30K2A3為實(shí)驗(yàn)樣品。3.1復(fù)合濾布的性能測(cè)試按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定條樣法》,對(duì)聚酯濾布、燒結(jié)氈樣品進(jìn)行了絲徑、根密度、斷裂強(qiáng)力、鼓泡孔徑、透氣性和透水性等性能測(cè)試,結(jié)果如表2。聚酯是常用工業(yè)濾布材料中耐溫性,耐腐蝕性,強(qiáng)度及回復(fù)性等性能較其他材料的同類型濾布性能較好的。測(cè)試數(shù)據(jù)可為此類濾布選擇提供參考依據(jù)。此外,兩種燒結(jié)氈樣品測(cè)試數(shù)據(jù)也具有一定的相對(duì)參考價(jià)值。3.2k的各項(xiàng)性能本文在對(duì)各種具有代表性并且應(yīng)用廣泛的單絲濾布樣品進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3923.1-1997,測(cè)定了兩種高溫濾布材料E-CTFE和PEEK的各項(xiàng)性能,結(jié)果如表3。由性能試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可知:1)E-CTFE材料可在小于150℃的高溫下連續(xù)使用,耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕。透氣性方面要比PEEK強(qiáng),但是斷裂強(qiáng)度低,抗磨損能力弱,過(guò)濾性能與PEEK相當(dāng)。2)PEEK材料可在高于180℃高溫、具有腐蝕性的過(guò)濾介質(zhì)中使用,高溫下收縮變形、收縮率較小,使用后對(duì)濾布其他性能影響不大,與濾料本身的耐溫性相符,因此濾料可以用于180℃左右高溫的工況下連續(xù)運(yùn)行,并能保證機(jī)械性