多毡层玻璃纤维复合针刺毡的研究

　　中国硅酸盐学会环境保护分会学术年会论文集多毡层玻璃纤维复合针刺毡的研究朱平王小兵(中材科技股份有限公司滤材事业部210012)【摘要】既要满足不断提高的环保要求，史要适应现有的空阃与场地的紊件，还要考虑费用的承受能力，复合毡就是预剐了应用市墙废发展前景。【关键词】玻璃纤雏复合毡过薅材料一、前言用增加箱体、减少负荷的办法来延长滤袋的寿命。但老厂大都设计紧凑，已没有地方再增加箱体．因此滤多毡层玻璃纤维复合针刺毡滤材是将玻璃纤维袋损坏率高，寿命短。滤袋损坏不但给生产管理带来和其他纤维(如合成纤维)按比例混合，通过梳理、针麻烦，而且影响工厂经济效益。因此许多厂家都在寻刺、化学处理等工序而制成的新型过滤材料，以达到求更高质量的滤袋和提高滤袋使用寿命的办法。高使用性能和降低产品成本的目的。Nomex纤维针刺毡的出现，为减少箱体、增大九十年代初，美国有机化学工业巨头杜邦公司滤负荷、延长使用寿命提供了条件，但其使用温度仅开展了对聚四氟乙烯纤维与玻璃纤维复合针刺毡的为204。国内许多钢铁厂高炉煤气温度波动范围研究，成功地开发出商品名为Te／aire的复合针刺较大，再加上除尘器运行维护管理不当，使其使用不毡。这种毡是将特氟纶纤维与玻璃纤维混合后针刺够正常。同时，其较高的价格，也使许多厂望而却步。到全特氟纶网布上的制品，其中特氟纶台85％，玻1目前国内已有一些企业开展玻璃纤维与Nomex璃纤维含15％。特氟纶的低摩擦系数保护玻璃纤维纤维复合针刺毡的研制与应用，与纯Nomex纤维针免遭机械损伤，克服了玻璃纤维耐磨耐折性差的缺刺毡相比，虽然价格降低了，但使用温度受限。只有点；玻璃纤维则部分弥补了特氟纶价格高及透粉尘204。的缺点。两种材料不同的电性能还赋予Telaire优良本项目研制的玻璃纤维与合成纤维复合针刺的粉尘捕集性能。这种毡材收尘效率高，粉尘剥离毡，是选用合成纤维中耐温最高的纤维kP84纤性、耐酸碱腐蚀性好，常用温度达250，适用于高维(PPS纤维与玻纤复合针刺毡生产过程与之完全温高滤速脉冲袋滤器，在国外城市垃圾焚烧炉、工业相同，下面只讨论P84纤维与玻纤复合针刺毡)，其废料焚烧炉、燃煤锅炉上应用颇多，获得高度评价。使用温度为260，与玻璃纤维的使用温度相同，因国内玻纤复合针刺毡的发展，与钢铁厂中型高此其复合针刺毡在保持玻璃纤维耐高温性能的同炉(300m3)烟尘过滤的不断发展息息相关(国外没时，提高了各种物理性能并降低了产品成本。300m3以下的中小高炉，一般为1200m3级的大型高炉，500～1000m3级的高炉也很少)。随着国民经二、研究内容济快速发展，钢铁需用量供不应求，高炉利用系数提高，过滤负荷增大，除尘器过滤能力严重不足，加上1、合成纤维的选择一些人为因素。很多钢铁厂滤袋的使用寿命不到一玻璃纤维针刺毡由于具有三维微孔结构，空隙年。为了延长滤袋的使用寿命，很多高炉袋除尘器采率高，阻力小，除尘效率高，耐高温，耐腐蚀。但是与——237——2007庄中国硅酸盐学会环境保护分会学术年会论文集合成纤维针刺毡相比，过滤风速及使用寿命相对较维在这方面有优势。因此，充分利用各种纤维的优经研究分析玻纤毡滤袋寿命短、过滤风速不高的点，开发出耐高温、过滤风速高、使用寿命长、价格低主要原因是玻璃纤维耐折耐磨性差，以及毡面层与的复合滤料是必然的趋势。常用纤维的品种很多，但起强力支撑作用的基布之问易分离脱落，而合成纤其耐温性差异较大，有关性能见表1。常用纤维的耐温性纤维名称使用温度()连续学名商品名瞬间上限聚丙烯丙纶85】00涤纶，Dralon13090150(芳香族聚酰胺)ConexNomex204190Z40Rymn190220聚酰亚胺P84260280聚四氟乙烯reflon260280无碱玻璃纤维280350中碱玻璃纤维250300不锈钢纤维Pe虹nox4504005lO根据表1，我们选择P84纤维与玻璃纤维复合。维自然卷曲，所以纤维之间具有较强的抱合缠结力。为(1)P84纤维有较高的使用温度(260)，与玻而圆形截面的玻璃纤维，不能自然弯曲，纤维之间的璃纤维的使用温度相匹配，不会损伤玻璃纤维耐温抱合力与缠结力几乎为零。因此引入P84纤维的玻高的优点；(2)P84纤雒的横截面呈现不规则的叶片纤复合针刺毡，纤维之间的抱合缠结力增强，使毡层状，见图l。与基布之间的结合力增强。即使过滤风速增大，毡层也不易从基布上剥离脱落。P84纤维国内还无企业生产，全靠进口，价格昂贵，每公斤为四百多元。但是只在毡层中加人百分之十几的P84纤维，所以每平方米复合针刺毡的成本只增加了十几元，而其耐磨性以及毡层与基布之间的结合强度却有了大幅度提高。因此P84纤维与玻璃纤维复合针刺毡能以较小的投入，取得较好的效2半岛、i。84纤维的开松与梳理叶片状的横截面赋予了P84纤维两大优点：(a)任何事物都具有两面性，P84纤维具有很强的纤维的表面积增大，比一般圆形截面的纤维增加了抱合缠结力，并且为了运输方便，其原料(P84短纤80％左右的表面积。因而此种纤维具有较强的阻维)又绑扎得很紧。而玻璃纤维很光滑，抱合力差，尘能力，大大提高了过滤效率；(b)不规则截P84纤维的比重为1．49／cm3，而玻纤的比重为2．面的纤维因其内应力大小不同，分布不均匀，而使纤59／cm3，要将这两种性能相差很大的纤维均匀地混——238——中国硅酸盐学会环境保护分会学术年会沦文集2007生合，非常困难。这就成为我们要突破的技术关键。经过多次总结与改进，我们将上一工序预梳理早先，我们将P84短纤维开包后，在开松机上反后的纯P84纤维进入针刺机，稍微针刺，制成略带钩开松二到三遍，再按一定的比例与玻璃纤维混合联的P84薄毡，再将此薄毡铺在已均匀洒在输送网输入梳理机，经梳理、成网、针刺后成毡。这样制成的复合针刺毡表面可清晰地看见一块块黄色的P84纤匀平稳地输入梳理机。彻底解决了玻纤与P84纤维维团，既影响外观，又影响产品的质量。混合后输入难的问题。根据经验总结与分析，P84纤维与玻璃纤维混4、复合毡的针刺合以前必须分解为单根纤维，因此，我们进一步研究针刺密度是针刺毡产品中最重要的工艺技术参了梳理机预梳理的工艺。经过预梳理后，P84纤维得数，指的是每平方厘米面积上所刺过的刺针的数量。以充分分散，较好地解决了P84纤维在复合毡中的针刺密度大，毡层抱合力强，外观结实硬挺。但针刺分散性问题。密度过大，因玻纤折断的数量增多，强度反而下降，3、P84纤维与玻璃纤维的输入并且针刺频率太高易断针。针刺密度太小，毡层疏玻璃短纤与P84短纤维混台后，能否连续地、均松，纤维之间抱合力差，毡层容易松脱。因此必须根匀地输入梳理机，对于成毡的均匀性有至关重要的据不同的原料，不同的产品选择最佳的针刺密度。影响。做纯玻纤毡时，玻璃纤维短丝输入梳理机的方根据大量的生产实践，纯玻纤针刺毡的最佳针 式是：称一定量的玻纤短丝，均匀地铺洒在定长的输 刺密度为80～150刺／cm2，其数据为； 送网上，输 预针刺一遍最小密度：组成的梳理机人口。 后触及给棉罗拉，由给棉罗拉带人梳理机中，见图(200次／分)(100cm／分)=40刺／cmz 预针刺一遍最大密度：DIEmX=(3000枚／ 100cm)(1刺／枚次) (200次／分)(100cm／分)一60刺／cm2 主针刺一遍 最小密度： DmiD=(2000枚／100cm)(1刺 (200次／分)(100cm／分)一40刺／cm2主针刺一遍 最大密度； Dirmx=(3000枚／100cm)(1刺／ 开始我们也沿用此种输入方法，将开松后的(预针刺+主针刺)最大密度：90+60=150刺／ P84纤维与玻璃纤维混合后，由输送网送到斜板，由 cIn2 于P84纤维混入其中，使纤维蓬松柔软，在斜 板上下 (预针刺+主针刺)最小密度，40+40—80刺／ 滑不顺，不易将其喂人梳理机，因此在斜板与罗拉上 cm2 越积越多，在某一时刻突然被给棉罗拉带人， 造成梳 合成纤维针刺毡的最佳针刺密度为800～2400 出的毡网厚一段薄一段，不能正常生产。 刺／cm2，其数据为： 为此我们将输人方法作了多次改进，如将玻纤 针刺一遍最小密度t 短丝铺于下层，P84短纤 铺于上层，以减少滑动系 DIIlID=(3000枚／100cm)(1．刺／枚次) 使其滑动顺畅等方法半岛，虽然取得了一些效果，但(800次／分)(150cm／分)=160刺／cm 还不能从根 本上解决输人均匀的问题。 针刺一遍最大密度： 一239— 2007韭 中国硅酸盐学会环境保护分会学术年会论文集 DIplax一(4000枚／100cm)X(1刺／枚次) 可见玻纤针刺毡与合成纤维针刺毡的针刺密度 (1000次／分)--：(100cm／分)=400刺／cmz 相差很大，两种纤维复合后针刺密度以多少为佳，通 按最小密度刺5遍：1605—800刺／cmz 过多次试验、检测，数据整理总结如表2。 按最大密度刺6遍：4006—2400刺／cm2 主刺一遍主刺二遍 17001365 拉伸强力(N／25nml) 18351S15 单位面积质量(g／ms) 1056 1053 透气量(era／．sec)50．0 38．3 耐磨性(次／mm) 67 207 毡层与基布的剥离强度(手感与目 毡层与基布撕开的力度大于纯玻纤 毡层与基布撕开的力度略大于主刺 一遍的复合毡，毡层只能一小撮一小 撮地撕下分析以上数据；主刺一遍的拉伸强力大于主刺 清灰或脉冲清灰工作的要求f提高滤料表面的憎水 二遍的拉伸强力半岛，但两者数值都在允许的标准范围 性，使其具备抗结露能力。 之内。 玻璃纤维针刺毡的表面化学处理技术成熟，已 单位面积质量，二者基本相同。 形成系列配方。本项目研制的复合针刺毡，经该系列