耐高温针刺过滤材料基布损伤机理分析

摘要

耐高温针刺过滤材料作为新兴的一种过滤材料以高效、低阻、成本低的特点在环保中得到广泛的应用。耐高温过滤材料通常在纤维层加入一层机织物来提高过滤材料强力，但是针刺加固工艺会对基布的组织结构造成破坏，从而导致针刺过滤材料的强力下降，使用寿命降低。导致过滤材料基布受损的原因可以分为机械原因和工艺原因，机械原因包括针刺机的性能，刺针的种类及性能；工艺参数包括针刺深度，针刺密度及针刺道数等。　　 基于以上背景，本课题提出了针刺加固的高温滤料基布的损伤性研究，希望通过此项研究优化工艺参数及刺针排列情况以降低针刺加固工艺对基布的损伤，提高过滤材料的强力，延长过滤材料的使用寿命。本课题查阅了大量有关于过滤材料的文献，去工厂学习了过滤材料的加工工艺和方法，并到实际使用工况调研过滤材料破损的情况，有针对性的指导实验改变工艺参数，优化针刺工艺，以提高过滤材料的质量。　　 本课题通过以上研究，主要得出以下结论：　　 (1)刺针的断裂随着针刺频率，针刺密度的增加呈指数增加，随着材料的面密度与厚度增加，刺针断裂百分比增加。　　 (2)针刺深度、针刺密度的增加都会对过滤材料的性能产生影响，针刺深度越深，针刺密度越大，基布的强力损伤就越严重。基布的结构比较稀疏，对前道针刺的试样透气率影响比较大，但是随着针刺道数的增加，表层纤维网的结构越来越紧密，基布对试样的透气率影响作用就会减小。　　 (3)材料孔径主要受到表层纤维的类型，试样的厚度及结构等有关。针刺工艺中受到针刺密度影响最大。　　 (4)刺针针齿排列方向与布面前进方向的夹角为45°与135°时，针刺材料的强力保持率最高。刺针针齿排列方向与布面前进方向的夹角对针刺材料的横向强力影响较大，刺针针齿排列方向与布面前进方向的夹角对针刺材料的纵向基布强力保持率影响较小，经过正反二道针刺过后，基布强力保持在73％左右。　　 (5)表层的纤维网在材料发生断裂时提供的强力很低，针刺过滤材料的强力主要由基布提供。