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中年|纤维混合比对针刺滤材孔径及透气性的影响


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摘要
为了研究纤维混合比对针刺过滤材料孔径、孔径分布和透气性的影响规律 ， 以2.22 dtex和6.67 dtex两种细度的聚酯纤维为原料 ， 分别以其0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0的比例混合 ， 采用干法针刺非织造技术制备了过滤材料 ， 并对其进行了性能测试分析 。 结果表明：细纤维占的比例越多 ， 过滤材料的孔径分布越集中 ， 其模态孔径、最大孔径、中值孔径及平均流孔径等都显著降低；随着细纤维比例的增加 ， 模态孔径呈多项式关系下降 ， 其相关系数R2为0.943 7；而平均流孔径随着细纤维比例的增加呈线性关系下降 ， 其相关系数R2为0.924 8；随着细度较小的聚酯纤维比例增加 ， 过滤材料透气率呈指数关系下降 ， 其相关系数R2为0.949 5 。

中年|纤维混合比对针刺滤材孔径及透气性的影响
本文插图
非织造过滤材料具有三维网状结构 ， 并且纤维在其中随机排列 ， 使得非织造材料具有高空隙率 ， 可以容纳更多的灰尘颗粒 ， 提高过滤效率 ， 并且进一步提高流动速度[1-3] 。 由于其在过滤效率和容尘量等方面的突出优势 ， 非织造滤材逐渐取代传统纺织滤材并在纤维类过滤介质领域占据领先地位[3-4] 。 20世纪50年代 ， 非织造行业开始在世界范围内迅速发展 ， 这使空气过滤材料的发展成为新的一页 ， 尤其是化纤业的迅速发展为空气过滤材料提供了丰富可供选择的纤维原料[5-6] 。 现如今环境质量在不断的下降 ， 空气质量的改善迫在眉睫 。 目前 ， 解决空气质量问题最有效的方式便是空气过滤[7] 。


随着科技和经济的发展 ， 空气质量问题的改善成为现如今的热点 ， 而空气滤材在大气污染的治理中有着重要作用 ， 透气性、孔径和孔径分布对过滤材料的性能具有重要影响 。 因此 ， 研究过滤材料的孔径、孔径分布及其透气性能对更好地开发过滤材料具有重要意义 。 倪冰选等[8]研究了水刺非织造布孔径分布及过滤效率 ， 得出非织造布具有三维网络微孔结构 ， 与过滤效率有关 ， 其可过滤粒径较小的颗粒 ， 过滤性能优良 。 鲍稳等[9]研究了PPS纺粘非织造布的过滤性能 ， 得出孔径呈正态分布 ， 对10 μm以上颗粒具有高达98.1%的过滤效率 。 殷保璞等[10]、刘造芳等[11]研究了非织造过滤材料孔隙结构与透气性之间关系 ， 得出非织造布透气性是平均孔径和孔隙率共同影响的结果 。 张恒等[12]研究了超细纤维非织造材料孔径的可预测性 ， 得出孔径预测模型可以用来预测超细纤维非织造材料的孔径分布 。 刘青等[13]制备了黏胶非织造过滤布 ， 得出其对金属离子和染料 ， 都有较好的过滤性能 。 王艳丽等[14]制备了芳纶1314/PANOFF复合针刺滤料 ， 得出添加PAN预氧化纤维 ， 减小了滤料的孔径尺寸 ， 降低透气量 。 而不同纤维混合比对针刺过滤材料孔径及透气性能影响的研究却寥寥无几 。 因此 ， 本文主要利用不同细度聚酯纤维通过非织造干法成网、针刺加固的方法 ， 制备不同混合比的过滤材料 ， 通过对样品的性能测试 ， 研究不同混合比对孔径、孔径分布及透气性的影响规律 。
测试
【中年|纤维混合比对针刺滤材孔径及透气性的影响】1.1 实验原料
聚酯纤维1(2.22 dtex×51 mm ， 江苏三房巷集团有限公司) ， 聚酯纤维2(6.67 dtex×64 mm ， 南通罗莱化纤有限责任公司) 。
1.2 实验仪器
WL型的针刺生产线(太仓市双凤非织造布设备有限公司)YD141D型数字式织物厚度仪(温州方圆仪器有限公司)BG200A型电子天平(上海乾峰电子仪器有限公司) ， PSM-165型孔径测定仪(德国Topas公司)YG461L型全自动透气性能测试仪(莱州市电子仪器有限公司) 。
1.3 针刺过滤材料的制备

以细度为2.22 dtex和6.67 dtex两种聚酯纤维为原料 ， 通过开松、混合、梳理、铺网和针刺加固工艺 ， 得到6种不同混合比(2.22 dtex∶6.67 dtex的混合比例分别为0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0)的聚酯针刺过滤材料样品 ， 分别编号为1～6 。 设计针刺过滤材料的针刺密度为300刺/cm2 ， 定量为255 g/m2 。


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