玻纤基布表面氟树脂处理技术研究

发布时间：2020-05-26 16:40

【摘要】：本文以聚全氟乙丙烯(FEP)氟树脂粉末、聚四氟乙烯(PTFE)粉末、PTFE悬浮分散液为含氟聚合物后整理剂,无碱玻纤机织布为基布,分别通过撒粉涂层和泡沫涂层两种工艺技术,制备了氟树脂/玻纤复合过滤材料和PTFE发泡涂层过滤材料。通过多因子正交试验优化了工艺参数,分析了工艺参数对滤料性能的影响规律,并对优化工艺参数下制备样品的透气性能、过滤性能、孔径及其分布、表观形貌、拉伸强力、耐热性、耐酸碱性等性能做了测试分析,对比了各滤料间的性能差异,得到主要结论如下:(1)对于FEP/PTFE混合撒粉涂层滤料而言,PEP/PTFE树脂混合比例、模压温度、预压制模压时间是影响滤料透气性的重要工艺参数:滤料透气率随FEP/PTFE混合比增大而减小;在[270~oC,290 ~oC]模压温度区间内,透气率随模压温度升高而减小;在[240s,560s]预压制模压时间区间内,滤料透气率随预压制模压时间增大而减小。280~oC模压温度、320s预压制模压时间所制备的滤料呈现出高滤效低滤阻规律;(2)对于FEP/玻纤平板模压/高温烘焙滤料而言,涂层次数、模压温度、模压时间与模压压强是影响滤料透气性的工艺参数,多因子正交实验表明其影响权重依次为涂层次数、模压温度、模压压强、模压时间,其中涂层次数、模压温度对滤料透气性具有显著性影响。研究发现,5.33mm/s透气率是该结构滤料的透气性阈值,用于快速优化成形工艺参数范围。电镜照片分析表明,PTFE颗粒在FEP/PTFE混合涂撒滤料成型过程中起到成孔剂作用;FEP/玻纤模压滤料与烘焙滤料都具有多孔结构,但模压滤料的黏连丝状和多孔结构赋予其良好的过滤性能,更具优势;(3)以PTFE悬浮分散液及功能性助剂复配成发泡液,制备了一种PTFE乳液发泡涂层耐高温过滤材料,研究发现:(a)相对于瓜尔豆胶,聚丙烯酰胺类物质在PTFE发泡乳液中具有更好的维持泡沫稳定的作用;(b)多因子正交实验发现,以透气性为评价指标,各因子影响权重依次是月桂酸钾皂、TT-935、FSN-100、APAM的质量分数,当APAM、TT-935、FSN-100、月桂酸钾质量分数分别为4%、5%、0.1%、1.4%时,所制备样品具有最优透气性;以过滤效率为评价指标,各因子影响权重依次为月桂酸钾皂、APAM、FSN-100、TT-935的质量分数四种助剂APAM、TT-935、FSN-100、月桂酸钾质量分数分别为5%、4%、0.15%、2.2%时所制备样品具有最优过滤效率;(c)最优透气性样品较基布而言,以2.79倍左右透气性损失获得了7.43倍的过滤效率提升;较最优过滤效率样品,透气性具有显著优势;(d)该材料耐碱侵蚀较强,强力损失只有6%左右,在250~oC环境下几乎没有强力损失。综上所述,通过FEP/玻纤平板模压和PTFE发泡涂层两种含氟后整理后,玻纤基布的过滤性能大大提高,并保持了良好的透气性,具有产业化生产的前景。
【图文】：

泡理论泡沫体系中防止气泡破裂，实现泡沫稳定化需要对 Gibbs 方程做一。为了实现稳定化，必须满足下述几个条件[24]：1）多元液相介质的存在；2）可溶性表面活性剂的存在；3）Marangoni 效应存在；4）凝胶状表面层的形成。arangoni 效应指的是液体从低表面张力处流向高表面张力处的流动张力的区域倾向于收缩，并在界面上造成切线方向的运动[25]。对气，如机械外力、液体流动、热激励等，都会造成受作用区域处表面低，使作用区周围液体表面张力大，从而发生 Marangoni 效应，即中不连续箭头所示方向，流向外作用受区，气泡壁有所修复不至稳定气泡的作用。只有当涂层中液相消失，涂层逐渐固化，粘度效arangoni 效应起到稳定作用。

第二章 氟树脂/玻纤热复合过滤材料的制备与性能研究.1 本章研究概要本章以可熔融加工氟树脂 FEP（较低熔点）、PTFE（较高熔点）以及耐纤基布为原料，通过平板模压或高温烘焙等热加工成型工艺制备了 3 种氟树纤热复合过滤材料，分别为 FEP/PTFE 混合撒粉涂层滤料，FEP/玻纤平板滤料，FEP/玻纤烘焙滤料，对几种材料的透气性能，过滤性能，孔径及其分面形貌，，拉伸强力，耐热以及耐化学腐蚀性做了相应测试和表征。利用正交着重优化了 FEP/玻纤平板模压过滤材料的工艺参数，对比三种滤料的透气或过滤性能，分析三种滤料的优势与不足。.2 实验部分
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34

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本文编号：2682123