過濾材料介紹
摘要：本文主要介紹了過濾材料的分類，并對部分纖維的性能、應用作了簡要介紹。
關鍵詞：過濾材料，分類，性能
作為過濾介質必須滿足三個基本要求, 即適當的氣流速度, 滿意的產品質量和優越的物理化學性能。用紡織品進行過濾的優勢在于其孔徑的大小和纖維的形狀可廣泛地進行選擇。兩種或兩種以上的纖維可以形成一種強力和過濾性能俱佳的織物。
1過濾材料的分類[1]
纖維濾料。纖維濾料以其表面積大、體積蓬松、價格低廉、容易加工等特點始終占據著濾料的大部分市場, 而其中的非織造纖維材料以其成布工藝短、成本低且過濾性能好的特點, 已成為空氣過濾材料的主導產品。
復合濾料。所謂復合濾料, 即將不同纖維交織在一起形成的濾料, 以克服單一濾料性能上的缺陷。已廣泛用于冶金、水泥等行業的煙氣治理。
功能性濾料。功能性濾料是針對特定行業( 如耐高溫、耐腐蝕、抗靜電、拒水、拒油、阻燃、清除有害氣體等) 開發的空氣過濾材料, 正越來越多地應用于工業煙氣處理、室內空氣凈化等領域。
2 分別介紹各類材料
2.1 纖維濾料
纖維濾料的主要原料有滌綸，丙綸，錦綸和很多耐高溫的化纖濾料如Nomex，Procon，Torcon，Basfil，P84等[2]，以及無機纖維如玻璃纖維，陶瓷纖維，金屬纖維等。目前，我國的化纖濾料主要是滌綸機織布和滌綸針刺氈滌綸，滌綸有耐折和耐磨性好的優點,可以在干燥條件下經受135℃的操作溫度，但連續在135℃以上工作會變硬，褪色，發脆，短時高溫亦會使其強度變弱，因此滌綸耐高溫性能差，且強度低，伸長率大，不適于在高堿，高濕氣的條件下使用。為了解決這些問題，有研究人員開發一種滌綸與玻璃纖維交織的過濾材料，將不同性能的纖維交織的過濾材料能揚長避短，發揮各自的優點。玻璃纖維具有耐高溫性能好，伸長率底，強度高，耐腐蝕性好等優點，但是同時因纖維表面光滑、直徑細、過濾阻力小, 因而過濾效率高。但玻璃纖維耐折性和耐磨性差, 在使用過程中因頻繁清灰而容易磨損、折斷, 影響使用壽命。將滌綸與玻璃纖維纖維交織后的過濾材料具有很好的性能，目前已經開始應用[2].
纖維濾料的織造方法有機織，針織和非織造。因為機織布和針織布纖維形成規則排列的紗線, 紗線相互緊密交織,纖維缺乏形成曲徑式系統的可能，非織造布過濾材料中雜亂分布的纖維使載體相在流過過濾材料的纖維曲徑式系統時可加強分散效果, 使欲分離的粒子懸浮相有更多的機會與單纖維碰撞和粘附[3]， 因此非織造布的過濾效率明顯高于機織布及針織布, 而且還可以提高載體相的流動速度, 即加快過濾過程。目前非織造產品已成為空氣過濾材料的主導產品。
2.2復合濾料
復合濾料是近年來興起的一個熱點。如紡粘非織造布強力大, 但其均勻性差, 將它與熔噴非織造布疊制而成的復合濾料既能克服熔噴非織造布強力小的缺點, 又能充分發揮熔噴非織造布過濾性能優良的特點。SMS 復合濾料就是將紡粘、熔噴、紡粘三層非織造布, 在一定溫度和壓力的作用下熱粘合而成的。90 年代中期研制成功的薄膜復合濾料,是將PTFE 覆蓋在機織布、非織造布或玻璃纖維濾料上。它具有過濾效率高( 對亞微米粉塵的過濾效率在9919% 以上) , 阻力低( 比傳統濾料低30% ~40% ) , 使用壽命長( 可達傳統濾料的2 ~ 5 倍) ,耐高溫( 可達280 e ) 、粉塵剝落率高的優點, 在除塵凈化、空調過濾行業得到了日益廣泛的應用[2]。
2.3 功能性濾料
2.3.1耐高溫超高溫濾料。主要應用于鋼鐵，電站及焚燒等工業廢氣粉塵的治理，主要有聚苯硫醚類化學纖維Ry to n 濾料和亞酞胺類化學纖維Nomex濾料,聚酞亞胺纖維P84 、聚四氟乙烯Teflon, 近年來一些金屬，陶瓷類濾料也開始投入使用，由金屬纖維棉網經高溫燒結而成的金屬燒結濾料在干煙狀況下使用，最高可耐高溫600℃。
2.3.2耐腐蝕濾料。由聚苯硫醚纖維制成的針刺粘濾料，它具有較強的常溫，高溫耐酸和常溫耐堿性能，是過濾燃煤鍋爐，垃圾焚燒，電廠粉煤灰等高溫（190℃）煙氣時的理想過濾材料。玻璃纖維經過表面處理也可抵抗各種侵蝕介質。
2.3.3抗靜電濾料及阻燃濾料。用于收集工業粉塵（如面粉塵，化工性粉塵，煤粉塵），通常使用防靜電劑和導電纖維（如金屬絲，炭纖維，滌綸，腈綸）兩種方法使濾料的靜電消除。阻燃纖維是利用阻燃纖維制成的具有較好阻燃性能的濾料。
2.3.4 拒水拒油濾料。通過對普通濾料進行拒水拒油整理使濾料具有拒水拒油特性，整理方法主要有兩種：（1）反應法, 使防水油劑與纖維大分子結構中的某些基團發生反應形成大分子鏈, 改變纖維與水和油的親和性能, 變成拒水拒油型，（2）涂敷法: 用涂層的方法來防止濾料被水或油浸濕國外使用覆膜濾料和對濾料表面進行防水處理解決防結露和布袋粘袋的難題取得了明顯的效果[4]。
2.3.5 抗拒抗病毒濾料。利用抗菌劑( 例如含銀離子的無機抗菌劑,納米復合抗菌材料等) 對空氣過濾織物進行抗菌 (病毒) 整理后的濾料具有較好的抗菌(病毒) 性能，用它替代一般濾料,可阻斷有害病菌和病毒對人體的侵害, 進一步凈化空氣環境, 提高室內空氣質量。
2.3.6 清除有害氣體。在垃圾焚燒過程中會產生濃煙和有害氣體，主要的污染物是氯的化合物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、重金屬、粉塵、二蟋瑛等等,其中二嗯瑛是對人體十分有害的高毒性物質,它在尾氣中的存在形式既有氣態又有固態的，美國戈爾公司近年生產出一種由P TFE 和催化劑制成覆膜濾料, 它在表面過濾二嗯瑛的同時, 利用催化劑的光催化作用將二嗯瑛氣體分解, 從而達到消除有害氣體的功能[4]。
功能性過濾材料除了廣泛地應用于工業廢氣處理外還可用于室內空氣凈化處理。二氧化鈦（TiO2）光催化空氣過濾材料是目前最有發展前景的消除有害氣體的濾料。
3結語
在科技文明和物質文明高度發展的當今社會，隨著工業的發展和人們對空氣質量越來越高的要求，過濾材料有著廣泛的發展前景。針對性和適用性強的功能性過濾材料將會成為濾料今后的發展方向。各種不同纖維制成的過濾材料具有其自身的特性，只有充分認識這些特性才能更好的將他們應用到實際中。
參考文獻
[1] 趙曉蓉.空氣過濾技術及應用.山西建筑,2010,36（21）：179-180
[2] 姜坪，劉梅紅.空氣過濾材料的發展與應用.現代紡織技術,2002,10（4）：52-54
[3] 劉呈坤，馬建偉.非織造布過濾材料的性能測試及產品應用.非織造布,2005,13（1）：30-34
[4] 黃翔，顧群，狄育慧.功能性空氣過濾材料及其應用.潔凈與空調技術，2003（3）：38-42
