制备双层复合空气滤纸的影响因素研究

在双层复合空气滤纸的制备过程中会受到多种因素的影响。研究了定量比、浆料配比、固化条件对双层复合空气滤纸性能的影响,并对固化后纸张固化程度进行分析。结果表明,随着定量比的改变,过滤效率基本不变,容尘量先增加后减小;结合载尘纸样内部结构图,入流层为小定量、出流层为大定量的结构设计对复合滤纸过滤效果影响较大,即定量比1∶3为最佳值;入流层浆料配比主要影响容尘量,出流层浆料配比主要影响过滤效率;固化时间为5m i n、固化温度为160℃时,复合滤纸具有良好的物理性能,固化程度完全,形成疏水膜,Cobb值较小。     

两种超细纤维复合空气过滤纸的结构与性能研究

由于超细纤维可以显著提高过滤效率,在过滤材料中的应用得到越来越多的重视,但不同方法制备的超细纤维复合空气过滤材料在性能上存在着较大差异。本文主要对静电纺复合和造纸湿法复合这两种不同方法制备的超细纤维复合空气过滤纸进行结构与性能的研究。结果表明,两种不同方法制备的超细纤维复合空气过滤纸的初始过滤效率非常接近,静电纺复合滤纸的透气度为243mm/s,比造纸湿法复合滤纸的高近1倍;静电纺复合滤纸的容尘量为82g/m~2,造纸湿法复合滤纸的容尘量比其高14g/m~2;经过10次反吹清灰循环,静电纺复合滤纸的粉尘剥离率由91.6%降低为71.9%,造纸湿法复合滤纸的由67.4%降为38.8%,静电纺复合滤纸的反吹清灰性能比造纸湿法复合滤纸的更优异。     

串珠纤维对静电纺纤维复合滤纸结构和性能的影响

本研究制备了静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸,对其微观形貌和孔径等结构特性以及过滤阻力、过滤效率和容尘量等过滤性能进行了分析。结果表明,静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸的纺丝层纤维平均直径接近,分别为225、250 nm。通过控制纺丝时间使二者的初始过滤阻力相近时,静电纺串珠纤维复合滤纸过滤效率为73.1%,静电纺纳米纤维复合滤纸过滤效率为38.2%。相同测试条件下,静电纺串珠纤维复合滤纸阻力上升速度比静电纺纳米纤维复合滤纸慢,达到相同终止阻力时,静电纺串珠纤维复合滤纸的作用时间更长、容尘量更大,二者的容尘量分别为119.29、96.23 g/m~2;并采用仿真模拟软件GeoDict建立模型,探究了两者阻力变化情况和容尘量的差异。     

基于静电纺PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的制备及性能研究

以空气过滤原纸为基材,高可纺性的聚丙烯腈（PAN）和高性能间位芳纶短切纤维（PMIA）为原料,利用静电纺丝技术,制备PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸。通过调整2种特种纤维的质量比,制备具有良好过滤性能和较好耐高温性能的复合空气过滤纸。结果表明,PAN与PMIA质量比为3∶7的PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的过滤效率为99.995%,初始阻力为79.01 Pa,容尘量为175 g/m²。经一系列热处理后,复合空气过滤纸的过滤效率可保持在99.960%以上。     

PET纤维截面形状对过滤纸结构和性能的影响

采用5种截面形状(圆形、三角形、三叶形、十字形、丰字形)的PET纤维与植物纤维配抄过滤纸,探究PET纤维截面形状对过滤纸结构和性能的影响。结果表明,与圆形纤维相比,三角形、三叶形、十字形以及丰字形纤维对过滤纸的过滤效率没有显著影响,但容尘量都有不同程度的提高。PET纤维添加量为40%时,与圆形纤维相比,含三角形、三叶形、十字形和丰字形纤维过滤纸的容尘量分别增加了8.2 g/m~2、11.7 g/m2、9.9 g/m~2、13.8 g/m~2。其中,三叶形纤维和丰字形纤维对过滤纸的厚度和容尘量的影响较大,丰字形纤维比三角形、三叶形和十字形纤维对过滤纸的孔径和透气度具有更显著的影响。     

空气过滤用高容尘膨体聚四氟乙烯复合材料的制备及其性能

为提高膨体聚四氟乙烯 (ePTFE)膜的容尘性能,拓展ePTFE膜复合材料在净化领域的应用,通过将不同厚度、不同纤维直径以及驻极处理后的聚丙烯熔喷过滤材料作为容尘层与ePTFE膜复合制备ePTFE复合材料,并对复合材料的容尘性能以及微观结构进行分析。结果表明:复合材料的容尘量随容尘层厚度增加呈线性增加趋势,容尘层厚度为0.45 mm时,复合材料的容尘量达到6.37 g/m²,较ePTFE膜提高了266%;复合材料的容尘量随容尘层纤维直径的减小呈增加趋势,容尘层纤维直径为1.462 μm时,复合材料的容尘量达7.96 g/m²,较ePTFE膜提高了357%;驻极处理后,容尘层纤维直径为3.611 μm时,复合材料的容尘量较驻极处理前提高了136%。     

梯度结构的PE/PP皮芯纤维空气滤料性能研究

以不同线密度的PE(聚乙烯)/PP(聚丙烯)皮芯纤维为原材料形成单层纤网,然后使用不同梯度结构将2～3层单层纤网叠合形成复合纤网,再对复合纤网进行热风黏合加固及电晕驻极处理得到PE/PP皮芯纤维空气滤料,并对其过滤性能、容尘量及静电衰减性能进行测试。结果显示:由主体成分为2.0 dtex PE/PP皮芯纤维的单层纤网作为上、下表层,主体成分为6.2 dtex PE/PP皮芯纤维的单层纤网作为中间层所形成的PE/PP皮芯纤维空气滤料的综合性能最优,包括良好的过滤效率和静电衰减性能及较低的过滤阻力,表明PE/PP皮芯纤维空气滤料具有良好的应用潜力。     

微纳米纤维复合滤纸的过滤性能研究

为了探究复合滤纸不同复合方式的性能差异,本研究对两种初始过滤效率接近的复合滤纸进行了效率特征曲线、容尘量和反吹性能的研究.结果表明,静电纺丝复合滤纸最易穿透粒径为150 nm,熔喷复合滤纸最易穿透粒径为200 nm.相同条件下加载A2细灰时,熔喷复合滤纸的阻力增加速率小于静电纺丝复合滤纸;加载油灰混合颗粒时,熔喷复合滤...     

微纳米纤维复合滤纸反吹性能的研究

本研究探讨了3种微纳米纤维复合滤纸在不同面流速及发尘浓度条件下的反吹性能,主要对初始过滤效率接近的湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的性能进行了对比研究。结果表明,在面流速11.1 cm/s、发尘浓度1 g/m³时,没有反吹的情况下,湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的一次容尘量分别为85.3、84.8、64.1 g/m²;而容尘性能不佳的静电纺纤维复合滤纸在反吹过程中表现优异,完成30次反吹清灰用时约3700 s,是一次容尘实验时用时的13.8倍,终止时阻力为554 Pa;湿法纤维复合滤纸与熔喷纤维复合滤纸的反吹用时分别为2587、2527 s,明显低于静电纺纤维复合滤纸,终止阻力分别为854和724 Pa。随着面流速从11.1 cm/s提高至19.4 cm/s,或发尘浓度由1 g/m3增加至4 g/m³时,滤材的反吹清灰用时均急剧下降。     

层间阻力比对三层复合滤纸的过滤性能影响研究

本论文制备出了各层具有不同阻力的三层复合过滤用纸,在控制复合滤纸总阻力和定量不变的情况下,当2、3层阻力比为1∶1,1∶1.5和1∶2时,逐渐改变1、2层的阻力比,通过对成纸的过滤精度、纳污容量、过滤效率曲线和压降曲线的分析,研究了各层间阻力比对复合滤纸过滤性能的影响。研究表明,当1、2、3层阻力比为1∶2∶2时,三层复合滤纸达到最佳的过滤性能。     

Preparation of Electrospun PVDF Nanofiber Composite Filter Medium and Its Application in Air Filtration

Nanofibrous media with both high particle interception efficiency and robust air permeability has broad technological applications in areas including individual protection, industrial security, and environmental governance. However, producing such filtration media has proven to be extremely challenging. Here we reported an approach to preparing and fabricating a polyvinylidene fluoride (PVDF) nanofiber composite filter medium composed of 2D PVDF nanofiber nets and a stable substrate via one-step electrospinning for effective air filtration. PVDF nanofibers are obtained by adjusting the electrospinning process. With the combined properties of ultrasmall diameter, high porosity, and a bonded scaffold, the resulting PVDF nanofiber composite filter medium exhibits a robust high filtration efficiency of 99.901% (equivalent to an F9 rating) for 0.4 m particles and a long service life (a large dust holding capacity of 36 g/m2) for ultrafine airborne particles based on the sieving principle and surface filtration behavior. The successful synthesis of PVDF nanofibers medium would not only make it a promising candidate for air filtration, but also provide new insights into the design and development of composite nanofiber structures for various applications.     

纳米发泡整理对芳纶过滤材料性能的影响

为提高芳纶过滤材料的过滤效率,以添加不同质量分数纳米陶瓷粉的聚四氟乙烯乳液为涂层剂主要原料,采用发泡剂发泡涂层法对芳纶材料进行表面涂层处理。研究了泡沫涂层对芳纶过滤材料的结构、耐摩擦性、透气性、孔径大小、拒水拒酸碱性以及过滤性能的影响。结果表明:经发泡涂层整理后,芳纶表面形成一层致密薄膜;纳米陶瓷粉质量分数越大,发泡剂发泡效果越好,薄膜愈致密且稳定,同时芳纶过滤材料的耐摩擦性愈好,其孔径大小及透气性略有下降;涂层提高了芳纶的拒酸、拒碱性能,有效减少了滤袋的糊袋,使其清灰性及使用寿命均有所提升;涂层后芳纶的过滤效率显著提高,过滤直径为1 μm以上颗粒物的过滤效率由39.1%提升到60%左右,且过滤直径为10 μm以上颗粒物的过滤效率可达到100%。     

不同填充密度的梯度结构复合滤材的制备及其性能

为使滤料在同等过滤效率下具有较低的过滤阻力,以聚丙烯（PP）为原料,用熔体静电纺丝技术在线制备了纤维填充密度梯度复合滤料。研究了不同收卷速度下制备的复合滤料的过滤效率,发现复合滤材的过滤效率随收卷速度的增加而降低;选择3种收卷速度制备出3种同等厚度的纤维网,并计算其对应的纤维填充密度;最后在聚丙烯纺粘非织造基材上直接沉积3层不同填充密度的纤维网,经热压制备梯度复合滤料,结果表明,在同等过滤效率下,纤维填充密度不同的梯度结构复合滤料具有低阻特性,对粒径大于等于2.0 μm颗粒的过滤效率最高达87.0%,过率阻力为8.0 Pa,透气率为187.0 mm/s。     

熔体微分静电纺聚丙烯空气驻极体滤膜的制备及其性能

为解决空气滤膜存在过滤效率和过滤阻力之间的矛盾,采用熔体微分静电纺丝方法结合驻极技术制备了不同工艺条件下的聚丙烯复合驻极体纤维膜,并对其形貌特征、荷电能力、过滤性能进行表征与分析。结果表明：随着电气石质量分数的增加,纤维膜由白色趋于灰色,纤维膜颜色逐渐加深;纤维带同种电荷相互排斥使得纤维呈开放型疏松结构,纤维形态出现轻微隆起,有效降低过滤阻力;添加电气石有效提高纤维的荷电能力和过滤性能,当电气石质量分数为2%时综合效果最佳,电荷储存稳定性好,对粒径大于等于0.3 μm 颗粒的过滤效率最高达99.23%,过滤阻力为8.6 Pa。     

聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维增强聚丙烯微米纤维复合空气过滤材料的结构与性能

为提高常规纤维基空气过滤材料的过滤性能,采用熔融共混相分离法制备得到聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维并制成悬浮乳液,将聚丙烯(PP)针刺基材浸渍到悬浮乳液中进行冷冻干燥处理,得到PVA-co-PE纳米纤维增强PP微米纤维骨架复合空气过滤材料。借助傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、静电电位计、孔径分析仪及滤料综合测试台对过滤材料的结构及性能进行表征。结果表明:当纳米纤维的面密度为9.34 g/m²时,复合空气过滤材料对尺寸为0.3 μm的NaCl气溶胶粒子的过滤效率为99.936%,阻力压降为81 Pa,品质因数为0.091 9 Pa^-1,且复合过滤材料的拉伸强度及拉伸模量相比PP针刺基材均增加50%。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘研究

提出了吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘的方法,讨论了旋转滤筒的过滤类型以及除尘效率与时间的关系.实验发现:当滤料为平纹涤纶滤布且过滤风速为6 m/min时,单段吸嘴吸气清灰旋转滤筒除尘效率达到99%以上,压力损失控制在1 450~1 700 Pa范围内;延长清灰间隔时间可以提高滤筒除尘效率,与理论分析结果一致.该方法增强了对滤料的清灰效果,进一步提高了除尘器滤料的过滤风速,还可以降低清灰气量,减少清灰设备投资,提高滤料的除尘效率.     

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。     

Fabrication and characterization of pre-oxidized PAN composite filters

In order to develop efficient and low-cost hot gas filtration medium, composite filters were prepared with PTFE fabric as the substrate, and mixing of OPAN fiber and PPS fibers as functional layers. The fiber entanglement was evaluated via image analysis, and some other characteristics, such as tensile properties, pore size, thermal stability, and filtration performance were also discussed. The results showed that with increasing ratio of PPS fibers, the fiber entanglement, breaking strength, thermal stability, and filtration efficiency increase, while the pore size decreases. Mixing with 40% weight PPS fiber leads to the filtration efficiency of the composite filter increasing from 64.68 to 94.68% for removing particles with a diameter of 2.5 μm.