超细玻璃纤维针刺复合滤料的耐高温性能研究

摘要

燃煤是雾霾天气产生的主要污染源之一，确保燃煤企业烟尘达标排放是减少雾霾天气的发生，有效改善大气污染状况的关键所在。随着我国经济的迅速发展和相关环保法规的不断完善，袋式除尘技术的进一步发展及袋式除尘器的广泛应用，对作为袋式除尘器核心部件的过滤材料的性能提出了更高的要求。开发高性能低成本的耐高温滤料对我国的环保事业有重要意义。超细玻璃纤维是普通玻璃纤维的细化，单丝公称直径为3.5μm，具有耐高温等一系列优良性能，是一种高性能的耐高温过滤材料。
　　在文献查阅、工厂实习和试验观察分析的基础上，对超细玻璃纤维的基本性能，尤其是超细玻璃纤维的耐化学腐蚀性能做了研究。将超细玻璃纤维和间位芳纶、轶纶两种耐高温纤维按照一定比例混合，并采用针刺工艺制成超细玻璃纤维针刺复合滤料。所制成的滤料具有三维结构，测试并分析了超细玻纤复合滤料的基本性能和耐高温性能。
　　超细玻璃纤维表面光滑，细度均匀，强度明显高于常用的耐高温合成纤维，与细度9μm的玄武岩纤维束的断裂强度相近。它具有很好的耐化学腐蚀性和耐水解性，耐酸性能好于耐碱性，经低浓度的酸碱溶液处理后纤维表面形态不变，能够满足高温滤料的性能需求。
　　通过测试超细玻纤复合滤料的耐高温性能，发现经过不同温度和时间处理之后，三种试样的外观颜色会由米黄色变成焦黄色，手感变得较硬，纤维发生些微碳化，但是滤料的结构没有发生改变。随着处理温度的升高和处理时间的增加，三种试样的质量损失都会随之增加。处理温度对滤料的质量损失影响较大，温度越高，质量损失相对越多，而处理时间对质量损失的影响较小并随处理时间的增加损失量越来越小。随着处理温度的升高，三种试样的纵横向断裂强力和断裂伸长率均呈下降趋势，处理温度越高，滤料的力学性能下降越多。因此，在实际工作过程中，要严格控制除尘室中的含尘气流温度的波动，以便保护滤袋，延长滤袋的使用寿命。与处理温度相比，处理时间的变化对滤料力学性能的影响较小。随着处理时间的增加，滤料的力学性能的变化幅度较小，适合在200℃条件下长期使用。经不同温度和时间的高温处理后滤料的断裂强力都保持在90％以上，表明本试验制作的滤料能长期应用于高温烟尘过滤领域。综合对比发现，面密度为850g/m2的二号试样各项指标变化幅度较小，性能表现突出，性价比高。随着处理温度和时间的变化，三种试样的透气率在对照样测试值的上下波动，且波动幅度很小，说明高温处理并没有使滤料的结构发生破坏，可以长期在高温环境中使用。