驻极体空气过滤材料功能整理后的性能分析

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驻极体空气过滤材料功能整理后的性能分析

    将功能性微粒与聚丙烯切片均匀混合,熔喷成非织造布,经过电晕放电对其驻极,可制得功能性驻极体空气过滤材料(聚丙烯)。功能性微粒可以是纳米二氧化钛、电气石微粒等等。特点如下:

高效低阻 

    传统的机械型空气过滤材料仅仅依赖于机械阻挡作用,即通过对气流中的粉尘微粒的拦截作用进行过滤,因此只有当过滤材料十分细并处于夯实状态时,才能高效地捕获微细粉尘,这样就会导致空气过滤材料的高阻力;如果要使机械型空气过滤材料具有较低的阻力,那么就要求空气过滤材料的结构间隙较大、填充率低,而这样的空气过滤材料的过滤效率又较低。由此可见,传统的空气过滤材料很难做到高效低阻。驻极体空气过滤材料利用纤维材料本身带电,和对带电粉尘静电吸引的长程库仑力作用捕获粉尘,其纤维能以低的多的密度形成疏散和开发式的结构,表现出低流阻,同时还具有较高的过滤效率。表1说明驻极体空气过滤材料的过滤性能与玻璃纤维空气过滤材料的相比,在过滤效率相同和其他条件一样时,前者阻力仅为后者的1/10作用。带电针刺毡的过滤效率是未带电的熔喷非织造布的近2倍,是纺粘非织造布的近17倍。在同样的过滤效率时,驻极体空气过滤材料的阻力损失只有普通空气过滤材料的1/3作用,在相同的阻力损失条件下,前者的过滤效率要比后者的高许多。

抗菌(病毒)

    随着人们生活水平的提高,空调已经成为人们生活中不可缺少的一部分。空调为人们提供舒适的温度的同时,也成为相对封闭的室内环境的“室内感染”的诱因[7][8][9]。空气中多为抗逆性强的细菌,如一些革兰氏阴性细菌(微球型属,八叠球菌属,细菌芽孢等等)和一些病原细菌(结核杆菌,白喉杆菌,葡萄球菌等等),对不良环境的抵抗能力较强,能够在空气中存活较长时间。当它们落到合适的基质上,在适宜的条件下就会大量的繁殖[10]。在密闭的环境中如何解决空气系统的感染问题已成为目前的研究热点之一。

    空气过滤材料能滤除一定数目的细菌,但在使用一段时间后,随着滤材上容尘量的增加其上的细菌有增加的趋势,尤其是滤材被用在阴暗、潮湿,而且温度适宜的环境中,细菌会在滤材上面迅速繁殖,不断繁殖的细菌可能发展到整个空气过滤器上,破坏空气过滤器的结构,使有害微粒在室内的空气中广泛传播,影响人们的健康,甚至造成交叉感染。

    功能性驻极体空气过滤材料由于高的过滤效率,能够滤除95%以上的细菌[11],由于其强静电场和微电流的刺激作用,可以杀死90%左右的细菌[11],并能抑制各类细菌的繁殖。

去除有害气体

    目前,主要的气态污染物有氯化物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、粉尘、二恶英、甲醛等等[12][13],其中以二恶英、甲醛等气态污染物对人体健康影响最大。

    驻极体空气过滤材料从理论上讲,驻极体能产生离子,因此可以降解污染物[14]。如果对驻极体空气过滤材料进行功能性处理,如在滤材上负载纳米二氧化钛,利用光催化的作用与驻极体产生的离子对气态污染物降解的复合作用,强化驻极体空气过滤材料对室内气态污染物的去除作用。

耐腐蚀

    室内的空气品质依赖于室外的大气状况,目前,我国的工业污染比较严重,被污染的空气成分比较复杂,往往带有酸性或碱性物质,尤其是当被用于酸性或碱性环境时,这就对空气过滤材料的耐腐蚀性提出了要求。

    功能性驻极体空气过滤材料所带静电荷受滤材表面结构的影响,滤材表面结构破坏严重时会加速其电荷衰减,从而影响滤材的使用性能,缩短滤材的使用寿命。目前,驻极体空气过滤材料多为聚丙烯纤维,可以通过表面涂层或覆膜涂料处理,以改善功能性驻极体空气过滤材料的耐腐蚀性能。

拒水拒油

    在我国南方的雨季,由于空气湿度过大,布袋除尘器常常发生糊袋现象,在一些工艺中,由于气体含湿量大,也会发生上述现象。由于糊袋粉尘难以从滤袋上剥离,所以袋式除尘器阻力会迅速上升,有时甚至无法工作[18]。为了解决此现象,多对功能性空气过滤材料加以拒水及拒油处理。功能性驻极体空气过滤材料多用于高效空气过滤器,如果这种滤材滤除的颗粒物含有较多的水份,就会阻塞滤材的孔隙,影响滤材的过滤性能。

静电

    一般的空气过滤材料要求滤材具有抗静电的功能。主要是一些可燃性粉尘、铝粉、面粉等等可以与空气中的氧气发生氧化反应,当空气中悬浮的粉尘达到一定浓度后(超过其爆炸下限),如果遇到静电放电火花或外界点火等因素,就极容易导致爆炸和火灾。目前,实用的驻极体空气过滤材料的静电电势不高,至于能不能引起火灾,需要进行实验,并结合在实际使用中的情况而定,但是驻极体空气过滤材料在目前的使用行业内,还没有见到发生爆炸和火灾的文献报到。

耐温

    目前,驻极体空气过滤材料多为纤维材料,纤维材料的使用对温度有要求,另外,驻极体空气过滤材料的温度对其所带静电荷的稳定性有影响。驻极体的衰减(或退极化)过程可以通过提高温度以加速,现在的驻极体空气过滤材料适合于在常温环境中使用,最高工作温度不高于100℃,最低工作温度也不能过低。

资料来源于http://www.kingsun.net.cn/