PTFE发泡涂层滤料的制备及性能研究

发布时间：2019-09-12 12:24

【摘要】：袋式除尘技术作为烟尘净化的重要途径之一,已经在除尘领域得到广泛应用。玻璃纤维拥有耐高温、拉伸断裂强度高、尺寸稳定性好而且市场价格相对较低的优势,因此玻纤针刺滤料备受企业青睐。但是由于燃煤过程、垃圾焚烧等产生的高温烟气中含有大量的腐蚀性成分,严重影响袋式除尘器的滤料使用寿命,所以研究其耐高温性以及耐酸碱性具有现实意义。而PTFE由于具有相当好的耐热性、耐化学腐蚀性,可以与玻纤滤料优势互补,因此可以将PTFE材料应用于滤料的后处理,以改善玻纤滤料的性能。本文首先对未处理玻纤滤料、PTFE乳液浸渍滤料和PTFE覆膜滤料进行性能测试,通过测试结果分析PTFE乳液浸渍后处理和PTFE微孔膜覆膜后处理对滤料性能的影响;然后通过单因子试验法研究PTFE发泡涂层剂原料最佳配比以及PTFE发泡涂层滤料涂层的最佳工艺参数;最后制备PTFE发泡涂层滤料,并对滤料进行多方面性能测试,与未处理滤料对比,分析PTFE发泡涂层处理对滤料性能的影响。实验结果如下:(1)与未处理玻纤滤料相比,滤料经PTFE乳液浸渍处理后和PTFE覆膜处理后,孔径分布区域变窄且均匀,平均孔径变小,透气量变小,提高了过滤效率,其中覆膜滤料过滤效率高达93.08%,但由于过滤阻力明显变大,过滤品质因素最小;此外,对滤料经纬向强力的增强作用不是很明显,但对滤料的耐磨性能、耐热性能、耐酸性、耐氧化性有明显改善作用。(2)确定了PTFE发泡涂层剂的最佳配比:PTFE乳液用量为20%,十二烷基硫酸钠用量为2%,羟乙基纤维素用量为1.5%,羟丙基甲基纤维素用量为0.5%,丙烯酸聚合物成膜剂用量为20%,水性环氧烤漆树脂用量为5%,此条件下,PTFE发泡剂发泡速度快,泡沫稳定性好,涂层膜成膜完整且具有优良的耐氧化腐蚀性;确定了PTFE发泡涂层滤料的最佳工艺参数:焙烘温度为140℃,焙烘时间为5min,此条件下,PTFE发泡涂层滤料具有较小的孔径和较好的透气性能。(3)PTFE发泡涂层滤料性能测试结果:滤料表面实现“微孔化”,与未处理滤料相比,孔径分布集中,平均孔径变小,透气量变小,提高了过滤效率的同时将滤料过滤阻力维持在一个相对合理的范围内,基本实现了滤料低阻高效的要求;PTFE发泡涂层后处理能够明显改善未处理滤料的耐磨性能、耐热性能、耐酸性和耐氧化性,DSC测试表明PTFE发泡涂层膜的软化峰在335℃左右,提高了原玻纤针刺滤料使用的温度范围。综合以上而言,本课题对于开发PTFE发泡涂层针刺过滤材料的市场,实现产业化生产具有一定的借鉴参考作用。
【图文】：

东华大学专业硕士学位论文 针刺滤料生产工艺及过滤原理2 针刺滤料生产工艺及过滤机理2.1 常规针刺滤料针刺过滤材料相比机织滤料具有明显优势，过滤效率高，力学性能好，针刺过滤材料的加固方式为针刺加固，其原理是利用不同截面形状且带有钩状的刺针对梳理后的纤网分别进行预刺和主刺，当刺针穿过纤网时，带动了滤料表层纤维与里层纤维相互摩擦，纤维发生缠结，原来蓬松的纤网被压缩，刺针退出时，随刺针进入里层纤维束脱离刺针上的倒钩而留在了纤网里层，因此纤网由于纤维间纠缠加剧，导致纤维间间隙变小，所以不会变到初始蓬松状态。最终，经过多次针刺使纤维之间互相纠缠，厚度及强力都达到了稳定的状态，针刺加固工艺原理如图 2-1 所示。

图 2-2 针刺加固工艺流程生产线设备配置包括：SUEBOOIB-0120(电子称重)开包机，SUSBOOID-0150(钉板式)粗开松机，SUOBMOIB-0220(大仓)混棉机，SUCB001A-0150(针布式)精开松机，AutefaFCU 末道棉箱、CF 气压棉箱、"W.M.2+2”梳理机和 CL4002高速交叉铺网机，FehrerNL9/S 预针刺机，和意自动化自动检测系统，无锡 Autefa翻网机，，三辉正刺机(原来的预刺机改造)、SUUNPOlA-0250 倒刺机、SUDNP02A-0250 双针区正刺机、SUUNP02A-0250 双针区倒刺机、SUENPOlA-0250 异位对刺机，新万达卷绕机[29]。其中，生产线引进的先进设备包括 Autefa 公司的 WM2+2 型梳理机、Autefa公司的交叉铺网机以及菲勒预针刺机，如图 2-4 所示。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ171.777.75

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本文编号：2535124